[发明专利]一种低压脉冲磁场净化金属熔体的方法

说明书

本发明属于金属材料制备领域，公开了一种低压脉冲磁场净化金属熔体的方法。该方法包括：将金属材料熔化后，得到金属熔体；将金属熔体置于低压脉冲磁场中，进行低压脉冲磁场净化处理，得到净化的金属熔体。本发明根据金属材料种类和非金属夹杂尺寸等不同情况，调节低压脉冲磁场励磁电压、频率、处理温度、处理时间等参数，利用低压脉冲磁场在熔体中形成的反向挤压力，驱动非金属夹杂在熔体中发生定向迁移，从而实现低压脉冲磁场作用下的熔体净化。

技术领域

本发明属于金属材料制备领域，更具体地，涉及一种低压脉冲磁场净化金属熔体的方法。

背景技术

高品质金属材料是现代工业的关键基石，在航空航天、交通运输等几乎所有工业领域均有重要应用。近年来，纯净化处理成为高品质金属材料制备领域重要研究方向之一，这是由于在金属冶炼和熔铸过程中易形成氧化物等非金属夹杂，严重降低金属材料的性能。由于很多非金属夹杂的密度与金属熔体非常接近，难以通过静置方法去除夹杂，当非金属夹杂颗粒的尺寸较小时，采用物理过滤等方法也无法有效去除，导致金属熔体的净化非常困难，成为高品质先进金属材料制备技术难题之一。

因此，目前针对上述问题，提出一种低压脉冲磁场净化金属熔体的方法，减少金属熔体中的非金属夹杂含量，提高金属熔体的纯净度，进而获得高品质先进金属材料。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有金属熔体净化方法存在难度大、工艺复杂等问题，提出一种低压脉冲磁场净化金属熔体的方法。本发明根据金属材料种类和非金属夹杂尺寸等不同情况，调节低压脉冲磁场励磁电压、频率、处理温度、处理时间等参数，利用低压脉冲磁场在熔体中形成的反向挤压力，驱动非金属夹杂在熔体中发生定向迁移，从而实现低压脉冲磁场作用下的熔体净化。

为了实现上述目的，本发明提供了一种低压脉冲磁场净化金属熔体的方法，该方法包括：将金属材料熔化后，得到金属熔体；将金属熔体置于低压脉冲磁场中，进行低压脉冲磁场净化处理，得到净化的金属熔体。

根据本发明，优选地，将金属材料熔化的温度为高于所述金属材料的熔点或液相线20～200℃的温度。

根据本发明，优选地，所述低压脉冲磁场的励磁电压为50～300V，频率为1～10Hz。进一步优选地，所述低压脉冲磁场的励磁电压为100～300V，频率为2～10Hz。

根据本发明，优选地，所述低压脉冲磁场净化处理的时间为1～30min，温度为高于所述金属材料的熔点或液相线20～200℃的温度。进一步优选地，所述低压脉冲磁场净化处理的时间为5～30min，温度为高于所述金属材料的熔点或液相线20～180℃的温度。

根据本发明，优选地，所述金属材料为纯金属、Al合金、Cu合金和Mg合金中的至少一种。

根据本发明，优选地，所述方法还包括：将所述净化的金属熔体进行冷却凝固和切削处理，得到净化的金属铸锭。

根据本发明，优选地，所述净化的金属铸锭中的非金属夹杂的体积分数不高于0.2％。进一步优选地，所述净化的金属铸锭中的非金属夹杂的体积分数不高于0.07％。

本发明的设计思路是：利用金属熔体与非金属夹杂电导率的差异，通过外加低压脉冲磁场在金属熔体中产生洛伦兹力，而非金属夹杂由于不受电磁力作用，在熔体中形成反向挤压力，实现从熔体心部向边部迁移，从而实现电磁作用下的熔体除杂。本发明首先将金属熔化，然后施加低压脉冲磁场，根据金属种类及夹杂物尺寸等不同情况，设置励磁电压50～300V，频率2～10Hz，低压脉冲磁场净化处理时间5～30min。通过进行低压脉冲磁场净化处理后，非金属夹杂偏聚于熔体边部，待熔体冷却采用车削等方法去除夹杂含量高的边部，从而获得高纯净度的金属铸锭材料。

本发明的技术方案的有益效果如下：

(1)本发明采用低压脉冲磁场，属于非接触式净化方法，不会产生二次污染；