[发明专利]一种高剪切强电磁搅拌熔体处理的装置和方法

权利要求书

1.一种高剪切强电磁搅拌熔体处理的装置，其特征在于：该装置主要由坩埚、安装在坩埚内的芯棒、及安装在坩埚外围的电磁搅拌装置组成，所述的电磁搅拌装置包括水箱和放置在水箱中的电磁搅拌器；所述的坩埚的形状为半锥形，所述的芯棒形状上端为半锥形结构，下端为螺旋结构，芯棒中间为中空结构，中空部分的形状为半锥形；所述的芯棒与坩埚同轴；所述的芯棒螺旋结构的任何一个螺纹的最外壁与坩埚内壁的距离均相同；所述的芯棒半锥形结构的纵截面与坩埚纵截面形状相同，所述的半锥形结构的外壁上任一位置与坩埚内壁距离均相同；所述的芯棒中空部分的纵截面与坩埚纵截面形状相同，所述的芯棒内壁上任一位置与坩埚内壁距离均相同；所述的电磁搅拌器的高度与芯棒下端螺旋部位高度相同。

2.根据权利要求1所述的高剪切强电磁搅拌熔体处理的装置，其特征在于：所述的芯棒螺旋结构的任何一个螺纹的最外壁与坩埚内壁的距离为5～50mm；所述的螺纹高度为5～100mm，螺距为20～150mm，螺纹横截面形状为等腰梯形，等腰梯形锐角度数为45～90°，所述的螺纹为单线螺纹或多线螺纹；所述的芯棒螺旋结构的长度为芯棒长度的五分之二；所述的芯棒半锥形结构的外壁上任一位置与坩埚内壁距离为10～150mm；所述的芯棒内壁上任一位置与坩埚内壁距离为15～155mm；所述的芯棒底部与坩埚底部之间的距离为5～100mm，顶部与熔体液面之间的距离为5～200mm。

3.根据权利要求1所述的高剪切强电磁搅拌熔体处理的装置，其特征在于：所述的坩埚的纵截面为等腰梯形，等腰梯形底角度数为60°～120°，所述的坩埚底部半径为50～500mm，高度为50～1000mm；所述的坩埚底部设有出料口。

4.根据权利要求1所述的高剪切强电磁搅拌熔体处理的装置，其特征在于：所述的芯棒和坩埚的材质为奥氏体不锈钢、钛、钼、钴、铬、镍、铜、石墨、陶瓷或刚玉。

5.根据权利要求1所述的高剪切强电磁搅拌熔体处理的装置，其特征在于：所述的水箱上板为屏蔽磁场的板材；所述的电磁搅拌器的搅拌线圈为三相多对极，搅拌频率为低频、工频、中频或高频；搅拌电流为5A～500A。

6.一种高剪切强电磁搅拌熔体处理的方法，采用权利要求1-5中任一项所述的高剪切强电磁搅拌熔体处理的装置，包括如下步骤：首先将金属熔体注入到坩埚中，并将芯棒固定在熔体内部，开动电磁搅拌器并在水箱中通入冷却循环水；熔体只在内部高剪切循环紊流扰动而表面不动，使整个熔体体积内温度和成分均匀分布；处理完成后，打开坩埚底部出料口，将处理后的熔体注入到成型设备中。

7.权利要求1-6中任一项所述的高剪切强电磁搅拌熔体处理的装置在处理铝合金、镁合金、铜合金、锌合金或钛合金熔体及其颗粒增强的金属基复合材料中的应用。