[发明专利]一种多场耦合细化金属凝固组织的装置及其细化工艺

权利要求书

1.一种多场耦合细化金属凝固组织的装置，其特征在于，包括基座和安装在基座上的结晶器，结晶器内盛装金属熔体，所述结晶器外围的基座上从内到外依次安装有开口状的冷却罩、绝缘罩、密封罩和导柱，所述冷却罩外缠绕有感应线圈，所述冷却罩的上部可拆卸安装有横向的支架，所述导柱上滑动安装有绝缘体材质的密封盖，所述密封盖的中部上方安装有电动机，密封盖的中部下方安装有与电动机相连的搅拌杆，所述电动机外侧的密封盖上安装有穿设在支架上的电极和热电偶，所述冷却罩下部开设有进气孔，密封盖上开设有出气孔。

2.如权利要求1所述多场耦合细化金属凝固组织的装置，其特征在于，还包括分别与电极、热电偶、电动机和感应线圈通过导线连接的脉冲电源、温度记录仪、转速控制仪和感应加热仪。

3.如权利要求1所述多场耦合细化金属凝固组织的装置，其特征在于，还包括脉冲电源、温度记录仪、转速控制仪和感应加热仪，脉冲电源通过第二导线与电极相连，温度记录仪通过补偿导线与热电偶相连，转速控制仪通过第一导线与电动机相连，感应加热仪通过补偿线圈与感应线圈相连。

4.如权利要求2或3所述多场耦合细化金属凝固组织的装置，其特征在于，所述冷却罩内设有冷却水孔，冷却罩上端的冷却水孔为进水孔，冷却罩下端的冷却水孔为出水孔。

5.如权利要求4所述多场耦合细化金属凝固组织的装置，其特征在于，所述冷却罩上的支架位置可调，电极和热电偶卡设在支架上。

6.如权利要求5所述多场耦合细化金属凝固组织的装置，其特征在于，所述基座的中部装配有升降器，结晶器安装在升降器上。

7.一种多场耦合金属凝固组织的细化工艺，其特征在于，包括如下步骤：

A、将金属熔体装入安装在升降器上的结晶器中，升降器通过基座升入冷却罩中，使得结晶器与冷却罩紧密配合，将安装在密封盖上的电极和热电偶，通过支架进行定位，调整电极、热电偶和电动机位置，使得密封盖通过导柱的下降与密封罩紧密配合，然后从冷却罩下方的进气孔通入保护气体，从密封盖上的出气孔排出气体；

B、打开感应加热仪，通过感应线圈产生热偶效应对金属熔体加热，通过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，下降电动机上的搅拌杆，同时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、磁场耦合共同作用于金属熔体，促进形核，破碎枝晶，细化晶粒；

C、金属熔体细化结束后，关闭脉冲电源、转速控制仪和感应加热仪，上升密封盖上的搅拌杆、电极和热电偶，由进水孔和出水孔进行冷却水循环，待金属组织凝固后关闭温度记录仪，继续上升密封盖，下降升降台，取下结晶器，得到细化的金属凝固组织。