[发明专利]用于金属及合金凝固的高声强超声处理装置及其处理方法

权利要求书

1.一种高声强超声处理装置，用于金属及合金高温熔体凝固场合时 的晶粒细化、除气及成分均匀化，其包括超声波发生器、换能器、变幅 杆和耦合头，其特征在于，

所述超声波发生器包括频率锁相跟踪模块，对所述超声波发生器的 工作频率自动进行跟踪、检测及调节匹配频率，实现所述超声波发生器 与换能器系统的高频共振；

所述耦合头包括直杆状的上部和弯曲或弯折的弯曲部，所述直杆状 的上部的中心轴线与所述弯曲部的中心轴线间的夹角为5°～60°；

所述变幅杆为空心结构，其中通入冷却水或压缩空气进行冷却；

所述的耦合头为空心结构，其中通入冷却水或压缩空气进行冷却。

2.根据权利要求1所述的高声强超声处理装置，其特征在于，

所述耦合头直杆状的上部的中心轴线与所述弯曲部的中心轴线间的 夹角为5°～45°。

3.根据权利要求1或2所述的高声强超声处理装置，其特征在于，

所述的耦合头的材料根据熔体不同，选用钛合金、铌合金、氮化硅、 金属陶瓷中的某一种。

4.一种高声强超声处理方法，利用如权利要求i～3所述的高声强超 声处理装置对金属及合金进行凝固时的晶粒细化、除气及成分均匀化， 其特征在于，

所述超声波发生器的有效输出功率为1000W以下。

5.根据权利要求4所述的高声强超声处理方法，其特征在于，

当用于金属及合金熔体砂型凝固情形时，使弯曲的耦合头直接插在 浇冒口处，一个浇冒口处安置一个耦合头。

6.根据权利要求4所述的高声强超声处理方法，其特征在于，

当用于金属及合金熔体半连铸时，所述耦合头数量依结晶器尺寸不 同而不同；当为圆形结晶器且直径小于300mm时，采用一个所述耦合头； 当直径大于300mm、但小于1200mm时，采用2～4个所述耦合头；耦合 头在横断面上均匀分布。

7.根据权利要求4所述的高声强超声处理方法，其特征在于，

当用于金属及合金连续铸轧时，在前箱中设置1～3个的耦合头。

8.根据权利要求4所述的高声强超声处理方法，其特征在于，

当用于铝及铝合金熔体时，耦合头的材质为铌合金或氮化硅。

9.根据权利要求4所述的高声强超声处理方法，其特征在于，

当用于镁及镁合金熔体时，耦合头的材质选用钛合金、铌合金或氮 化硅中的某一种。

10.根据权利要求4所述的高声强超声处理方法，其特征在于，

当用于钢铁熔体时，所述耦合头的材质为金属陶瓷。