[发明专利]一种镁合金半连续铸造晶粒细化装置及方法

说明书

本发明公开一种镁合金半连续铸造晶粒细化装置及方法。该装置应用于半连续铸造设备，固定设置在所述铸造设备结晶器的上方，所述晶粒细化装置包括：硅钢叠片空心铁芯、线圈、绝缘陶瓷纤维；所述硅钢叠片空心铁芯套设在所述铸造设备的进液导管的外表面，与所述导管的外表面之间具有设定距离的空隙；所述线圈围绕所述硅钢叠片空心铁芯缠绕；所述绝缘陶瓷纤维设置在所述线圈和所述硅钢叠片空心铁芯之间，所述绝缘陶瓷纤维将所述线圈与所述硅钢叠片空心铁芯绝缘。通过所述晶粒细化装置对熔液进行电磁能处理，减小和均匀铸坯的晶粒尺寸，提高铸坯质量。

技术领域

本发明涉及金属凝固技术领域，特别是涉及一种镁合金半连续铸造晶粒细化装置及方法。

背景技术

为了得到性能优异的变形镁合金成型件，需要采用质量好的变形镁合金初始锭坯。通常用到的半连续铸造得到的变形镁合金锭坯存在组织粗大和尺寸不均匀以及偏析，表面氧化严重的问题，不利于锭坯后续的热加工，也会影响产品的性能。

现有技术中通过晶粒细化的方法来改善组织的均匀性及其力学性能，并能提高后续加工过程中的成形性，确保再结晶之后晶粒尺寸细小均匀。因此，晶粒细化是一种重要的改善变形镁合金铸锭质量的方法。

现有技术中，镁合金半连续铸造过程中晶粒细化的方法主要有添加晶粒细化剂法，对变形镁合金铸锭的晶粒的细化程度低，细化效果不稳定，变形镁合金铸锭的质量差。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够提高铸坯质量的镁合金半连续铸造晶粒细化装置及方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种镁合金半连续铸造晶粒细化装置，所述晶粒细化装置应用于半连续铸造设备，固定设置在所述铸造设备结晶器的上方，所述晶粒细化装置包括：硅钢叠片空心铁芯、线圈、绝缘陶瓷纤维；

所述硅钢叠片空心铁芯套设在所述铸造设备的进液导管的外表面，与所述导管的外表面之间具有设定距离的空隙；

所述线圈围绕所述硅钢叠片空心铁芯缠绕；

所述绝缘陶瓷纤维设置在所述线圈和所述硅钢叠片空心铁芯之间，所述绝缘陶瓷纤维将所述线圈与所述硅钢叠片空心铁芯绝缘。

可选的，所述线圈为内部中空的铜导线，所述铜导线的空心部分为冷却水腔体，所述铜导线的一端为线圈冷却水入口，所述铜导线的另一端为线圈冷却水出口。

可选的，所述晶粒细化装置还包括：支架，所述线圈和所述硅钢叠片空心铁芯固定在所述支架上，所述支架将所述线圈和所述硅钢叠片空心铁芯固定在所述铸造设备的结晶器上。

可选的，所述硅钢叠片空心铁芯的下表面与所述铸造设备的结晶器内的镁合金熔液的上表面之间的绝对距离小于10mm。

可选的，所述晶粒细化装置还包括：脉冲电源，所述脉冲电源与所述线圈连接，为所述线圈提供脉冲电流。

为了实现上述目的，本发明还提供了如下方案：

一种镁合金半连续铸造晶粒细化方法，所述细化方法应用于上述所述一种镁合金半连续铸造晶粒细化装置，，所述方法具体包括：

将所述细化装置固定在所述铸造设备的结晶器的上方；

将镁合金在熔炼炉中熔化后，将熔体通过所述铸造设备的导管浇入所述铸造设备的结晶器内；

向所述线圈通入脉冲矩形波，对所述熔体进行电磁能处理，获得电磁熔体；

对所述电磁熔体进行结晶、冷却处理，获得晶粒细化的铸锭。

可选的，所述方法还包括：

在向所述线圈通入脉冲矩形波之后，在所述线圈的冷却水入口处通入冷却水。