[发明专利]超声波强化金属熔体过滤净化的方法

说明书

本发明涉及铸造生产技术领域，具体涉及利用超声波强化金属熔体过滤净化的方法。本发明包括如下步骤：A、合金配置、B、合金熔炼、C、熔体处理、D、熔体静置、E、过滤器预热、F、过滤器安置、G、熔体浇过滤器、H、熔体经高频振动过滤器、I、声滤熔体液流充型、J、过滤结束。本发明的技术方案解决了现有技术中的过滤效率低、超声波探头高温腐蚀严重的问题。

技术领域

本发明涉及铸造生产技术领域，具体涉及利用超声波强化金属熔体过滤净化的方法。

背景技术

在冶金和铸造过程中使用各类过滤装置是减少消除夹杂、气孔缺陷最有效、最简单的方法。洁净的冶金铸造熔体是保障获得合格铸锭或铸件的基本条件，最主要的清洁标准就是溶解氢和非金属夹杂物含量的多少，而使用过滤装置主要就是去除冶金铸造熔体中的非金属夹杂物及气体。人们在铸造生产过程中通过选用各种过滤装置，来去除较大尺寸夹杂物，并获得金属液的层流流动，以此尽可能地降低夹杂物含量。然而即便如此，对于目前应用较多的泡沫陶瓷过滤器(CFF)来说，对大于10μm的夹杂过滤效果较好(如去除40μm夹杂的效率可达90％)，而对小于10μm的夹杂去除效果较差(只有30％左右)。

近年来，人们的目标聚焦到深层过滤这一领域，就是利用各种交叉学科及技术手段，以此来进一步提升铸造熔体的质量要求。深层过滤净化方法，大致可分为化学和物理两种途径。

化学手段就是将一种能够抵抗铸造熔体腐蚀的活性物质釉料涂覆在泡沫陶瓷过滤器上，当过滤熔体时，釉涂层能够捕获熔体中的非金属夹杂物并且能够溶解夹杂物(例如：Al₂O₃)，提高泡沫陶瓷过滤器的过滤效率，从而达到净化熔体的目的。有关物理场除杂方面，文献多集中于磁场方面。利用单磁场或两种不同种类磁场复合技术上，来促使夹杂物产生偏聚，以此来达到除掉夹杂物而实现净化铸造熔体的目的。另一种外场手段就是利用高能功率超声波，来达到深层过滤的目的。仅有一点可以借鉴的超声波辅助过滤装置，就是将超声波振动从金属熔体上方施加，处理好的熔体再流经下方的过滤装置。这种所谓的超声波辅助过滤装置，实质上仍然属于超声波处理金属熔体技术。

针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的利用超声波辅助强化金属熔体过滤净化的方法，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。

发明内容

根据上述提出过滤效率低、超声波探头高温腐蚀严重的技术问题，而提供一种利用超声波辅助强化金属熔体过滤净化的方法。本发明主要将超声波振动直接作用于过滤器上，使之产生高频振动，依靠产生的空化效应、声流效应及机械振动效应，来有效地改冶金铸造熔体过滤净化的方法，提高过滤效率；实现铸造熔体的深层净化，具有高效去除夹杂物的作用，同时本发明也有效地避免了超声波探头与金属熔体直接接触的弊端；从而具有环保、节能、优质、高效等特点。

本发明采用的技术手段如下：

一种利用超声波辅助强化金属熔体过滤净化的方法，其特征在于，所述的过滤净化的方法包括如下步骤：

A、合金配置：按照合金成分的要求进行配料；

B、合金熔炼：将配好的原材料置于熔炼炉中，合金炉料经过约60分钟熔化成金属熔体；

C、熔体处理：使之过热到液相线(TL)以上50～150℃(即TL+(50～150℃))；

D、熔体静置：熔炼炉中的金属熔体经过3～5次搅拌、添加除气剂除气、扒渣干净后，静置10～30min；除气剂的添加量为金属熔体重量的0.2～1.5％。

E、过滤器预热：将安放有过滤器的石墨质中间包在预热炉中进行预热，预热温度保持在液相线温度的±50℃之间(即TL±50℃)；

F、过滤器安置：浇注之前将安置过滤器的中间包迅速从预热炉中取出，牢固安放于支架上；支架与超声波传振杆端面相连接，并开启超声波电源，从而使过滤器发生高频振动；