>[0037]熔体处理腔体为下面开口的圆柱形结构，熔体处理腔体顶部设有进料口 11。电磁搅拌器2设置于熔体处理腔体的外侧。
[0038]如图2-1至图2-4所示，为本实用新型电磁搅拌高剪切熔体处理及自动净化的装置及成型示意图。其中图2-1:熔体处理；图2-2:处理完毕；图2-3:熔体注入成型腔；图
2-4:压铸成型。
[0039]通过温控装置调节油温，并通过进油口 7将高温油通入到腔体外壳3、中间芯棒5和扇叶6的油道4内，控制熔体处理腔体在一定温度，待腔体温度调节到预定温度后，将预热到一定温度的坩祸I通过机械控制装置12放入到处理腔体中。通过进气口 8通入除气气体，并经过气道14从芯棒底部的除气孔9流出对后续浇入熔体进行除气。将金属熔体13通过进料口 11浇入到熔体处理腔内。启动电磁搅拌器2对合金进行处理，通过中间芯棒5和扇叶6的特殊形状促使合金熔体产生特殊的流动规律，实现熔体强剪切，获得整个熔体体积范围内均匀的温度场和成分场。待合金熔体温度降到一定温度，处理完毕。将坩祸I通过机械控制装置12取出，表层的氧化渣及存在于熔体内部较大的夹杂物被除渣装置10去除，将处理后的合金熔体浇入到压铸机压室内进行压铸成型。得到的零件组织细小均匀，凝固缺陷很少，力学性能得到有效的提高。图3-1至图3-3为普通电磁搅拌、环缝式电磁搅拌装置及本实用新型电磁搅拌高剪切熔体处理及自动净化的装置处理下，合金熔体的流动状态模拟图。
[0040]实施例1
[0041]采用该电磁搅拌高剪切熔体处理及自动净化的装置处理7075高强变形铝合金熔体，处理后的熔体进行压铸成型，实现了高强变形铝合金的压铸成型，该压铸件还可进行后续热处理。
[0042]首先将7075高强铝合金在电阻炉内熔化，并于750°C保温2h。通过进油口 7将温度控制为500°C的高温油通入到腔体外壳3、中间芯棒5和扇叶6的油道4内，使熔体处理腔体温度控制在400°C。同时通过进气口 8通入除气气体Ar气体，并从芯棒底部的除气孔9流出对后续浇入熔体进行除气。将合金熔体13通过进料口 11浇入到熔体处理腔内，启动电磁搅拌器2对合金进行处理。搅拌电流为20A，搅拌频率为50HZ。待合金熔体温度降到650°C，处理完毕。将坩祸I通过机械控制装置12取出，将处理后的合金熔体浇入到压铸机压室内进行压铸成型。
[0043]得到的零件组织细小均匀，晶粒尺寸缩小为普通压铸的40%，化学成分偏析大大减少，凝固缺陷很少，力学性能得到有效的提高，约为普通压铸零件的120%。
[0044]实施例2
[0045]采用该电磁搅拌高剪切熔体处理及自动净化的装置处理A357铝合金熔体，处理后的熔体压铸成型，实现了高硅铝合金的压铸成型。
[0046]首先将A357铝合金在电阻炉内熔化，并于750°C保温2h。通过进油口 7将温度控制为500°C的高温油通入到腔体外壳3、中间芯棒5和扇叶6的油道4内，使熔体处理腔体温度控制在400°C。同时通过进气口 8通入除气气体Ar气体，并从芯棒底部的除气孔9流出对后续浇入熔体进行除气。将合金熔体13通过进料口 11浇入到熔体处理腔内，启动电磁搅拌器2对合金进行处理。搅拌电流为20A，搅拌频率为50HZ。待合金熔体温度降到620°C，处理完毕。将坩祸I通过机械控制装置12取出，将处理后的合金熔体浇入到压铸机压室内进行压铸成型。
[0047]得到的零件组织细小、均匀、圆整，尺寸缩小为普通压铸的41%，力学性能得到有效的提高，约为普通压铸零件的125%。
[0048]实施例3
[0049]采用该电磁搅拌高剪切熔体处理及自动净化的装置处理Al-5% Cu合金熔体，处理后的熔体压铸成型。
[0050]首先将Al-5% Cu合金在电阻炉内熔化，并于800°C保温2h。通过进油口 7将温度控制为500°C的高温油通入到腔体外壳3、中间芯棒5和扇叶6的油道4内，使熔体处理腔体温度控制在400°C。同时通过进气口 8通入除气气体Ar气体，并从芯棒底部的除气孔9流出对后续浇入熔体进行除气。将合金熔体13通过进料口 11浇入到熔体处理腔内，启动电磁搅拌器2对合金进行处理。搅拌电流为20A，搅拌频率为50HZ。待合金熔体温度降到670°C，处理完毕。将坩祸I通过机械控制装置12取出，将处理后的合金熔体浇入到压铸机压室内进行压铸成型。
[0051]得到的零件组织细小均匀，晶粒组织以等轴晶为主，晶粒尺寸缩小为普通压铸的37%,力学性能得到有效的提高，约为普通压铸零件的123%。
[0052]实施例4
[0053]采用该电磁搅拌高剪切熔体处理及自动净化的装置处理A390铝合金熔体，处理后的熔体压铸成型。
[0054]首先将A390铝合金在电阻炉内熔化，并于750°C保温2h。通过进油口 7将温度控制为500°C的高温油通入到腔体外壳3、中间芯棒5和扇叶6的油道4内，使熔体处理腔体温度控制在400°C。同时通过进气口 8通入除气气体Ar气体，并从芯棒底部的除气孔9流出对后续浇入熔体进行除气。将合金熔体13通过进料口 11浇入到熔体处理腔内，启动电磁搅拌器2对合金进行处理。搅拌电流为20A，搅拌频率为50HZ。待合金熔体温度降到655°C，处理完毕。将坩祸I通过机械控制装置12取出，将处理后的合金熔体浇入到压铸机压室内进行压铸成型。
[0055]得到的零件初生硅组织细小，在整个截面内分布均匀，初生硅尺寸缩小为普通压铸的20%，力学性能得到有效的提高。
[0056]本实用新型通过温控装置调节油道内油的温度来精确控制处理腔体装置的最终温度，进而精确控制合金熔体温度；同时由于搅拌腔体结构的特殊设计，充分利用电磁搅拌的集肤效应，对熔体进行强剪切，可以使熔体产生紊流，使搅拌更加均匀，熔体温度场和成分场不会存在径向的梯度，最终使合金熔体在整个熔体范围内同时大量形核，从而实现对合金熔体凝固组织的精确控制，获得细小均匀的凝固组织；而且加入了除气装置和除渣装置，可以在熔体处理后实现自动除气除渣，省略人工除气除渣，提高熔体处理效率，节约成本，通过本实用新型处理的金属熔体成型零件组织细小、均匀，性能大大提高。
【主权项】
1.一种电磁搅拌高剪切熔体处理及自动净化的装置，其特征在于:主要由坩祸、电磁搅拌器、熔体处理腔体和温控装置组成，所述的熔体处理腔体主要由腔体外壳、扇叶、中间芯棒、除气装置和除渣装置组成，所述的坩祸由机械控制装置控制移入或移出熔体处理腔体。
2.根据权利要求1所述的电磁搅拌高剪切熔体处理及自动净化的装置，其特征在于:所述的温控装置包括油道和进油口，所述的油道设置于熔体处理腔体外壳、扇叶和中间芯棒的内部，通过进油口通入可以控温的油来控制熔体处理腔体的温度。
3.根据权利要求2所述的电磁搅拌高剪切熔体处理及自动净化的装置，其特征在于:所述的扇叶包括外扇叶和内扇叶，分别为四个；所述的外扇叶的上端与腔体外壳顶部连接，四个外扇叶相隔90°均匀分布，外扇叶与腔体外壳留有缝隙；所述的内扇叶的上端与腔体外壳顶部连接，且内扇叶与中间芯棒接触，四个内扇叶相隔90°均匀分布。
4.根据权利要求3所述的电磁搅拌高剪切熔体处理及自动净化的装置，其特征在于:外扇叶面与通过该扇叶靠近腔体外壳的边的熔体处理腔体轴截面之间的角度为30?60° ;内扇叶面与通过该扇叶接触中间芯棒的边的熔体处理腔体轴截面之间的角度为120?150。。
5.根据权利要求4所述的电磁搅拌高剪切熔体处理及自动净化的装置，其特征在于:两个相邻的通过内扇叶接触中间芯棒的边与外扇叶靠近腔体外壳的边的熔体处理腔体轴截面之间的夹角为45°。
6.根据权利要求1所述的电磁搅拌高剪切熔体处理及自动净化的装置，其特征在于:所述的除气装置由设置于中间芯棒的气道、进气口和除气孔组成。
7.根据权利要求1所述的电磁搅拌高剪切熔体处理及自动净化的装置，其特征在于:所述的除渣装置为设置于中间芯棒底部的过滤网。
8.根据权利要求1所述的电磁搅拌高剪切熔体处理及自动净化的装置，其特征在于:所述的熔体处理腔体为下面开口的圆柱形结构，熔体处理腔体顶部设有进料口，所述的电磁搅拌器设置于熔体处理腔体的外侧。
【专利摘要】本实用新型涉及一种电磁搅拌高剪切熔体处理及自动净化的装置，该装置主要由坩埚、电磁搅拌器、熔体处理腔体和温控装置组成，熔体处理腔体主要由腔体外壳、扇叶、中间芯棒、除气装置和除渣装置组成，坩埚由机械控制装置控制移入或移出熔体处理腔体。本实用新型通过温控装置调节油道内油的温度来精确控制处理腔体装置的最终温度，进而精确控制合金熔体温度；同时由于搅拌腔体结构的特殊设计，充分利用电磁搅拌的集肤效应，对熔体进行强剪切，实现对合金熔体凝固组织的精确控制，获得细小均匀的凝固组织；而且加入了除气装置和除渣装置，可以在熔体处理后实现自动除气除渣，省略人工除气除渣，提高熔体处理效率，节约成本。
【IPC分类】C22B9-05, B22D1-00, C22B9-02
【公开号】CN204385267
【申请号】CN201420821633
【发明人】高志华, 徐骏, 张志峰, 刘国钧, 刘建朝, 汤孟欧, 李豹, 杨玉洁
【申请人】北京有色金属研究总院
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2014年12月22日