[发明专利]一种超声波辅助铸造装置及制造铝锂合金的方法

权利要求书

1.一种利用超声波辅助铸造装置制造铝锂合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)向坩埚中进行第一次加料，然后将熔炼炉封闭，电阻加热炉对坩埚内铸锭进行熔炼，得到熔体；所述第一次加料加入的为纯铝和铜中间合金；

(2)向坩埚中进行第二次加料，对熔炼炉抽真空，在真空条件下对熔体进行第一精炼，得到第一精炼熔体；所述第二次加料加入的为铝-难熔金属中间合金；

(3)向熔炼炉内充入氩气，在保压状态下向坩埚内进行第三次加料并在熔体表面施加覆盖剂，然后对熔炼炉抽真空，在真空条件下进行第二精炼，得到第二精炼熔体；所述第三次加料加入的为铝锂中间合金和其他铝-活泼金属中间合金；

(4)向熔炼炉内充入氩气，在保压状态下对第二精炼熔体进行除气、扒渣和静置处理，然后向坩埚内的熔体中施加超声波振动系统进行超声处理；超声处理完成后，将坩埚内的超声波振动系统移除；

(5)将坩埚内熔体浇注到预热的铸模中，然后对铸模中的熔体施加超声波振动系统进行超声处理，超声处理完成后将超声波振动系统从铸模中移除；

(6)将铸模冷却后脱模，得到铝锂合金；

所述步骤(3)中加入铝锂中间合金和其他铝-活泼金属中间合金的同时对坩埚内熔体进行除气和扒渣；所述步骤(5)中铸模内熔体温度降至500℃以下时将超声波振动系统移除；

所述超声波辅助铸造装置包括熔炼炉、铸造设备和超声波振动系统；

所述熔炼炉包括熔炼炉炉体和设置在熔炼炉炉体顶部的熔炼炉炉盖；所述熔炼炉炉体上设置有进气口和真空抽气口；所述熔炼炉炉盖上设置有A开口和B开口；

所述铸造设备位于所述熔炼炉炉体内部，包括熔炼设备和铸模，所述熔炼设备包括电阻加热炉和位于电阻加热炉内的坩埚，所述坩埚位于A开口的正下方；所述铸模位于熔炼设备的侧下方并且位于B开口的正下方；所述电阻加热炉上设置有转轴，通过转轴转动电阻加热炉将坩埚内熔体倒入铸模中；

所述超声波振动系统包括超声换能器、变幅杆和辐射杆；所述超声振动系统包括两套，分别为坩埚超声波振动系统和铸模超声波振动系统，应用时，两套超声波振动系统的辐射杆分别自A开口和B开口中插入；

所述装置还包括搅拌装置，应用时搅拌装置从A开口插入用于搅拌坩埚内的熔体。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)和步骤(3)中真空条件的压力独立地为≤5Pa。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)和步骤(5)中超声波振动系统的超声频率独立地为15～30kHz，功率独立地为500～1500W。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中超声处理的时间为10～20min。