[发明专利]一种具有轴向电磁牵引力的电磁离心铸造工艺

说明书

本发明提供了一种具有轴向电磁牵引力的电磁离心铸造工艺及铸造机，铸造机包括卧式离心铸造机主体和横向对称设置在铸型的两侧的行波磁场发生装置，行波磁场发生装置包括铁芯定子和线圈，铁芯定子由多个片间绝缘的梳齿型硅钢片迭压而成，线圈缠绕在铁芯定子的凸极上，线圈中通入三相交流电，采用Y型接线方式，行波磁场发生装置与铸型之间存在间隙。本发明既保证原有电磁离心铸造能细化晶粒和减小成分偏析的优势下，又进一步提高了在铸造长管件、高黏度合金液时的充型能力。

技术领域

本发明涉及离心铸造技术领域，特别涉及一种具有轴向电磁牵引力的电磁离心铸造工艺及离心铸造机。

背景技术

离心铸造是一种广泛使用的特种铸造工艺，它是将熔融金属液浇铸到高速旋转的圆柱形铸型中，在高速旋转产生的离心运动作用下，金属液在铸型内壁沉积并沿轴向充型，当液态金属慢慢冷却凝固后就形成了中空的各类管材铸件。电磁离心铸造是将离心铸造和电磁搅拌相结合的技术，其工作原理是将离心铸造机放在稳恒磁场中进行浇铸成型。当离心机工作时，旋转的铸型带动熔融金属液绕中心轴高速运动，金属液除了受到重力和“离心力”作用外，还会在其内部产生电磁力。电磁力在液态金属中引起强烈受迫对流运动，从而产生电磁搅拌的作用，这样铸件不仅保持原有离心铸造拥有的组织致密、细小和气孔少等优点，还在电磁搅拌作用下促使粗大的柱状晶组织向均匀的等轴晶组织转变，并使各组成元素均匀分布，有效的控制了成分偏析。

目前的电磁离心铸造技术通过产生稳恒磁场形成周向电磁力的方式来增加铸型内液态金属的对流交换，从而达到细化晶粒和减少偏析的作用。但是该设计产生的电磁力对液态金属的充型能力提高不大，在实际生产过程中，对黏度较大的合金液体和铸件较长的情况时，合金液发生凝固时往往充型还不充分，因此经常造成铸件成型后断裂、内部容易存在气孔和裂缝、铸件成品率低等质量问题。当前针对电磁离心铸造设备的专利，包括专利号为 CN95217370.0，名称为“一种离心铸造机”、专利号为CN200410100468.4，名称为“卧式真空电磁离心铸造炉”、专利号为CN200410004744.7，名称为“电磁离心铸造高速钢复合轧辊方法”和专利为CN200920211508.0，名称为“新型离心浇铸炉管的工艺设备”，上述专利中的核心思想均是通过在铸型外施加稳恒磁场，从而达到改善铸件晶粒粗大和成分偏析的问题。专利号为CN99250635.2，名称为“一种电磁激励离心铸造装置”和专利号为CN201210080822.6，名称为“旋转式电磁离心铸造机”指出在铸型外沿圆周方向布置定子，定子内空间上均匀布置三对磁极，并缠绕线圈，通入三相交流电，形成周向旋转式磁场，使金属液的结晶方式、晶体种类、合金分布等在制造过程中更趋于合理、均匀，从而提高铸件性能。上述专利的核心思想均是通过施加外部磁场起到电磁搅拌的作用，并没有涉及轴向电磁牵引的思想，对液态金属充型能力提高不大，不能很好地解决高黏度合金、长铸件的充型问题。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种具有轴向电磁牵引力的电磁离心铸造工艺及铸造机，通过在圆柱形铸型两侧对称布置行波磁场发生装置，使得金属液中产生感应电流，从而产生轴向沿行波磁场运动方向的电磁力牵引金属，提高了在铸造长管件、高黏度合金液时的充型能力。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种具有轴向电磁牵引力的电磁离心铸造工艺，其特征在于，使卧式离心铸造机主体的铸型至入沿铸型轴向的行波磁场中，将液态金属浇入在铸型中，金属产生轴向沿行波磁场运动方向的电磁力牵引金属，使金属在离心力和电磁力的共同作用下充填铸型并凝固结晶。

一种具有轴向电磁牵引力的电磁离心铸造机，包括卧式离心铸造机主体，所述卧式离心铸造机主体的铸型的两侧对称设置有行波磁场发生装置，所述行波磁场发生装置包括铁芯定子和线圈，所述线圈缠绕在所述铁芯定子的凸极上，所述行波磁场发生装置与所述铸型之间存在间隙。

优选地，所述普通卧式离心铸造机包括电动机、传动轴、传动齿轮、铸型和端盖，所述铸型通过传动齿轮和传动轴与所述电动机连接，所述铸型的两端各设置一个端盖。