[发明专利]一种高强度厚大匀壁球墨铸铁件的生产方法在审
| 申请号： | 201810417294.6 | 申请日： | 2018-05-04 |
| 公开（公告）号： | CN108436063A | 公开（公告）日： | 2018-08-24 |
| 发明（设计）人： | 杨光德 | 申请（专利权）人： | 合肥东凌铸件工业有限公司 |
| 主分类号： | B22D27/02 | 分类号： | B22D27/02;B22D1/00 |
| 代理公司： | 暂无信息 | 代理人： | 暂无信息 |
| 地址： | 230000 安徽省合肥市肥*** | 国省代码： | 安徽;34 |
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| 摘要： | 本发明公开了一种高强度厚大匀壁球墨铸铁件的生产方法，涉及球墨铸铁技术领域。本发明包括电磁场设计、造型和制芯、合箱浇铸、球化和孕育处理和落砂，根据厚大匀壁球墨铸铁件尺寸设计好型腔模型和尺寸，对型腔外布置感应线圈，在仿真软件中进行充型和凝固模拟，对熔融金属中施加由交变电场产生的磁场。本发明通过电磁铸造的方式不断地对金属材料成形过程中施加适当的电磁搅拌力，控制晶粒大小和元素的分布，从而提高铸件的强度和性能，并且提前仿真模拟确保浇铸量和电磁力达到生产要求，不仅成型周期短，生产的厚大均壁铸件强度高、表面光滑，且无需增加贵金属，节省生产成本。 | ||
| 搜索关键词： | 球墨铸铁件 匀壁 铸件 浇铸 施加 金属材料成形 电磁搅拌力 贵金属 晶粒 成型周期 尺寸设计 电磁铸造 仿真模拟 仿真软件 感应线圈 交变电场 球墨铸铁 熔融金属 生产要求 孕育处理 电磁场 电磁力 充型 合箱 落砂 球化 制芯 磁场 生产 生产成本 凝固 造型 | ||
【主权项】：
1.一种高强度厚大匀壁球墨铸铁件的生产方法，其特征在于：包括电磁场设计、造型和制芯、合箱浇铸、球化和孕育处理和落砂；SS01电磁场设计根据厚大匀壁球墨铸铁件尺寸设计好型腔模型和尺寸，对型腔外布置感应线圈，在仿真软件中进行充型和凝固模拟，对熔融金属中施加由交变电场产生的磁场，根据电磁感应原理，在感应线圈中通入交变电流，就会在放入线圈的导体中感应出频率相同的感应电流，由于涡电流和磁场的相互作用而产生洛伦兹力，洛伦兹力对熔体产生约束而改变其形态，在仿真中通过控制电流而控制洛伦兹力，得到充型过程铁水的流动状况即是否有紊流，冲砂情况及充型完凝固过程的温度变化、缩松缺陷出现的地方，同时通过仿真模拟观察金属液凝固过程中相变过程，确认基体转变成珠光体的温度，从而确认落砂温度和落砂后冷却强度；SS02造型和制芯根据模拟型腔模型尺寸造型制芯，并在型腔外布置感应线圈，按照铸造工艺要求在铸型内对应铸件厚大断面处放置激冷冷铁，铸件顶部放置补缩冒口；SS03合箱浇铸将型芯进行组合好并等待浇铸，将炉料加入炉中进行熔化并测温，等炉料的熔化温度升至在1440℃～1460℃时进行浇铸，在浇铸前要保证铁水中的渣子清除干净，浇铸时对感应线圈通交变电流，电流控制与仿真模拟时相同，直到浇铸完全成型后断电；SS04球化和孕育处理先将球化剂和1/3孕育剂按比例加入铁水包底的一边，先加球化剂再加孕育剂并捣实，铁水冲入位置应该是放置合金等材料的另一边，防止铁水直接冲击合金，先出2/3铁水球化，球化反应结束后，再出剩余的1/3的铁水，剩余2/3孕育剂均匀加入铁水中并将铁水搅拌均匀；SS05落砂等到球化和孕育处理完成后，在型芯内进行冷却，铸件平均温度降到700℃～750℃时进行落砂，使铸件完全暴露在空气中以正常空冷方式进行冷却，最后将铸件从砂子里提出来进行空冷，待铸件完全冷却后再次进行清理即完成铸造。
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为90°，在金属熔体中构成差相位行波磁场。本发明的方法充分发挥电磁场对合金熔体的作用，实现不同形状规格坯料制备过程中不同部位的磁场控制，增强磁场细化作用，均匀温度和成分、净化熔体，显著改善合金铸坯组织和成分，改善铸锭性能。
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- 2017-12-30 - 2018-09-04 - B22D27/02
- 本实用新型公开了一种镁锂合金复合材料铸造设备，包括内套，所述内套顶部设有盖板，所述内套底部设有底板，所述内套分别与盖板和底板连接处设有密封条凹槽，所述内套上盘卷有电磁线圈，所述内套外侧设有水套，所述内套和水套之间形成空腔，所述水套两侧分别设有循环水入水口和循环水出水口，所述内套顶部外侧设有油封，本实用新型通过电磁感应线圈施加电流后可产生交流电场使合金组织得到均匀细化，保证合金质量；内腔通过循环水入水口和循环水出水口通入冷却循环水，通过快速冷却的方式使铸锭冷却；内腔与盖板和底板的闭合处的密封条凹槽内加入高弹性密封条可以保证安装的密封性，装置内套顶部有油封设计，铸锭可以通过润滑顺利铸出。
- 低压脉冲磁场与超声复合作用制备金属基复合材料的方法-201510059003.7
- 杨院生;赵福泽;冯小辉;李应举;罗天骄 - 中国科学院金属研究所
- 2015-02-04 - 2018-08-31 - B22D27/02
- 本发明涉及金属基复合材料凝固控制领域，具体为一种低压脉冲磁场与超声复合作用制备金属基复合材料的方法。该方法先将作为基体的镁合金或者铝合金在电阻炉中重熔，然后降低加热功率使熔体温度下降半固态温度，保温一段时间加入增强相晶须或碳纳米管并进行机械搅拌，再次升温至液相线以上并保温一段时间，将熔体注入经过预热的石墨模具并置于脉冲磁场和超声复合作用下进行处理，直至合金完全凝固。本发明通过采用低压脉冲磁场与超声共同作用进行处理实现了金属基复合材料的制备，获得了均匀分布的晶须或碳纳米管，解决目前在制备增强相长径比较大的金属复合材料过程中增强相在金属熔体中的分散问题，适用于制备各种长径比增强相的金属基复合材料。
- 一种电磁搅拌金属凝固装置-201820092510.X
- 冀焕明;李真;卢志华 - 济宁学院
- 2018-01-19 - 2018-08-31 - B22D27/02
- 本实用新型公开了一种电磁搅拌金属凝固装置，包括电磁搅拌线圈、导电模具、金属熔体、石墨电极、直流定时换向器、第一直流稳压电源、第二直流稳压电源；所述的第一直流稳压电源的输出端与直流定时换向器的输入端相连接，所述的直流定时换向器的输出端与电磁搅拌线圈的输入端相连接；所述的第二直流稳压电源的输出端与导电模具相连接，同时与石墨电极相连接；所述的石墨电极插到金属熔体的中心位置，所述的金属熔体盛放于导电模具中。本电磁搅拌金属凝固装置中电磁搅拌线圈电压电流大小方向可控，电极电压电流大小可控，同时由于静磁场在金属熔体中不会出现衰减，熔池内部搅拌充分，从而能有效改善铸锭组织、减轻偏析和改进性能。
- 一种高强度厚大匀壁球墨铸铁件的生产方法-201810417294.6
- 杨光德 - 合肥东凌铸件工业有限公司
- 2018-05-04 - 2018-08-24 - B22D27/02
- 本发明公开了一种高强度厚大匀壁球墨铸铁件的生产方法，涉及球墨铸铁技术领域。本发明包括电磁场设计、造型和制芯、合箱浇铸、球化和孕育处理和落砂，根据厚大匀壁球墨铸铁件尺寸设计好型腔模型和尺寸，对型腔外布置感应线圈，在仿真软件中进行充型和凝固模拟，对熔融金属中施加由交变电场产生的磁场。本发明通过电磁铸造的方式不断地对金属材料成形过程中施加适当的电磁搅拌力，控制晶粒大小和元素的分布，从而提高铸件的强度和性能，并且提前仿真模拟确保浇铸量和电磁力达到生产要求，不仅成型周期短，生产的厚大均壁铸件强度高、表面光滑，且无需增加贵金属，节省生产成本。
- 一种多场耦合细化金属凝固组织的装置及其细化工艺-201810068941.7
- 吕海洋;朱江;冯桐;徐强;丁明德;刘香;李忠彬 - 重庆文理学院
- 2018-01-24 - 2018-08-10 - B22D27/02
- 本发明属于金属材料加工技术领域，涉及多场耦合细化金属凝固组织的装置及其细化工艺，感应线圈产生热偶效应对金属熔体加热，温度记录仪记录热电偶检测的金属熔体温度，待金属熔体熔化后，下降搅拌杆，打开转速控制仪对金属熔体进行机械搅拌，将电极下降，打开脉冲电源，向金属熔体中通入脉冲电流，通过脉冲电源、转速控制仪和感应加热仪调整脉冲电流大小，搅拌杆搅拌速度，感应线圈加热速度，进行电场、力场、热场、磁场多场耦合且共同作用于金属熔体，促进形核，破碎枝晶，细化晶粒，该多场耦合细化金属凝固组织的装置结构高度集成，优化了金属熔体处理过程，缩短了处理时间，节约了成本，同时解决了现有金属熔体细化处理技术单一的问题。
- 一种脉冲电源的电极夹持装置-201721669696.2
- 金友林;王建军;胡盛凯;陈良;周俐;常立忠;朱正海;何飞 - 马鞍山钢铁股份有限公司
- 2017-12-05 - 2018-07-24 - B22D27/02
- 本实用新型公开了一种脉冲电源的电极夹持装置，涉及冶金行业的连铸生产装置领域。本实用新型包括：圆柱状的脉冲电极；夹持件，夹持件用于夹持脉冲电极；通电件，通电件的一端与夹持件连接，通电件与脉冲电源连接；加长杆，加长杆的一端通过绝缘块与通电件的另一端连接。本实用新型的目的在于克服现有利用脉冲电流对钢水进行处理的研究中使用的电极夹持装置操作不便的不足，提供了一种脉冲电源的电极夹持装置，方便操作，提高了工作效率。
- 纵向磁场下定向凝固CET细化金属凝固组织的方法-201510613254.5
- 李喜;李寒骁;杜大帆;关光 - 上海大学
- 2015-09-24 - 2018-07-10 - B22D27/02
- 本发明公开了一种纵向磁场下定向凝固CET细化金属凝固组织的方法，步骤包括：首先将定向凝固坩埚连接于定向凝固装置的拉杆上，组成抽拉系统，使其能在加热炉中抽拉作直线移动；然后在坩埚内装入固态金属材料，将加热炉内腔炉温加热到设定温度，使坩埚中的金属材料熔化，并按照设定时间对熔化后的金属熔体进行保温，然后开启抽拉系统，以设定的拉速进行定向抽拉，在抽拉过程中，向金属熔体施加纵向磁场，并始终保持坩埚内的金属固液界面处于具有设定磁场强度的稳恒磁场区域；抽拉结束后，即获得凝固后的金属棒材。本发明利用Seeback效应，通过纵向磁场作用于定向凝固的固液界面将柱状晶转变为等轴晶，从而获得细化的金属凝固组织。
- Ti粉末与铝熔体直接反应法制备高纯度Al-Ti合金的装置-201610989429.7
- 李英龙;何立子;赵景涛 - 东北大学
- 2016-11-10 - 2018-07-10 - B22D27/02
- 一种Ti粉末与铝熔体直接反应法制备高纯度Al‑Ti合金的装置，包括由炉体、陶瓷坩埚和炉盖组成的釜式反应炉；由加热体、测温电偶和温控器组成的熔体温度控制装置；由超声波发生器和换能器组成超声波能量耦合装置，换能器的变幅杆置于陶瓷坩埚的偏心位置，陶瓷坩埚由陶瓷坩埚锅底上的竖隔板分成合金化反应区和成分均化区；变幅杆下端有“工”字形振头。该装置通过在熔体中形成高密度声场，将能量耦合给液/固界面，实现超声场耦合下液/固界面的润湿与相互作用控制，获得理想的Al熔体与固态Ti界面的反应条件和组织调控条件，强化界面反应过程，提高反应速度，缩短反应时间，降低反应温度，制得高纯度Al‑Ti合金。
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