[发明专利]真空条件下使用超声波控制镁合金凝固的装置及方法

权利要求书

1.一种真空条件下使用超声波控制镁合金凝固的装置，其特征在于：包括结晶器(1)，结晶器(1)的空腔内通循环冷却水(12)，结晶器(1)的底部内侧设置有冷却水出口Ⅰ(17)，对应结晶器(1)的中间通孔在结晶器(1)下方设置引锭盘(16)，引锭盘(16)与结晶器(1)的内壁形成铸造空腔(2)，结晶器(1)的顶部设置密封罩(9)，密封罩(9)上固定有声波振动部件(6)和入液管(4)，声波振动部件(6)连接超声波发生器(5)，入液管(4)的出液口(3)伸入到铸造空腔(2)内，对应出液口(3)在入液管(4)的下方设置分流盘(10)，分流盘(10)顶部连接分流盘支架(11)，分流盘(10)底部设置浮漂空腔(20)，分流盘(10)通过分流盘支架(11)、浮漂空腔(20)和结晶器(1)的配合进行支撑，密封罩(9)上还设置有抽真空孔(8)，抽真空孔(8)连接抽真空装置(7)。

2.根据权利要求1所述的真空条件下使用超声波控制镁合金凝固的装置，其特征在于：所述的分流盘(10)的分流孔(13)等间距设置在分流盘(10)的下部。

3.根据权利要求1或2所述的真空条件下使用超声波控制镁合金凝固的装置，其特征在于：所述的分流盘(10)内设置锥形塞子(14)，锥形塞子(14)与入液管(4)的出液口(3)相对应。

4.根据权利要求1所述的真空条件下使用超声波控制镁合金凝固的装置，其特征在于：所述的声波振动部件(6)设置四个，四个声波振动部件(6)均匀设置在铸造空腔(2)内，每两个声波振动部件(6)分别连接一个超声波发生器(5)。

5.根据权利要求4所述的真空条件下使用超声波控制镁合金凝固的装置，其特征在于：所述的超声波发生器(5)采用0.5KW超声波发生器。

6.根据权利要求1所述的真空条件下使用超声波控制镁合金凝固的装置，其特征在于：所述的入液管(4)设置在密封罩(9)的中间位置。

7.根据权利要求1所述的真空条件下使用超声波控制镁合金凝固的装置，其特征在于：所述的冷却水出口Ⅰ(17)呈45度角设置。

8.根据权利要求1所述的真空条件下使用超声波控制镁合金凝固的装置，其特征在于：所述的结晶器(1)下方设置有冷却盘管(18)，冷却盘管(18)套装在圆铸锭(15)外侧，冷却盘管(18)的内侧设置冷却水出口Ⅱ(19)，冷却水出口Ⅱ(19)呈45度角设置。

9.一种如上述任一权利要求所述的真空条件下使用超声波控制镁合金凝固的方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)将镁合金液通过入液管(4)注入到分流盘(10)内，在分流盘(10)下部分流孔(13)的分流作用下，将镁合金液均匀分流至铸造空腔(2)内；

(2)开启抽真空装置(7)，对密封罩(9)内侧的铸造空腔(2)进行抽真空，使铸造空腔(2)内的真空度保持在50-75KPa；

同时开启超声波发生器(5)，超声波发生器(5)产生的超声波输送至声波振动部件(6)，在声波振动部件(6)的作用下，使镁合金液中的气体氢发生空化现象，产生空化气泡，空化气泡在真空条件下从镁合金液中逐步上升，排出至镁合金液外侧；

(3)声波振动部件(6)持续振动，使镁合金液产生晶核，并且打碎枝状晶产生细小的晶粒，然后在结晶器(1)内循环冷却水(12)的冷却作用下，对镁合金液进行凝固，形成圆铸锭(15)；

(4)圆铸锭(15)形成后，引锭盘(16)支撑并引导圆铸锭(15)向下移动，在圆铸锭(15)下移的过程中，圆铸锭(15)顶部与结晶器(1)的内壁会形成新的铸造空腔(2)，然后重复步骤(1)-(3)，直至完成镁合金液的凝固；

(5)在步骤(1)-(4)的工作过程中，抽真空装置(7)通过抽真空孔(8)持续抽真空，使铸造空腔(2)内侧的真空度保持在50-75KPa。

10.根据权利要求9所述的真空条件下使用超声波控制镁合金凝固的方法，其特征在于：所述的圆铸锭(15)下移后，在圆铸锭(15)外侧套装冷却盘管(18)，通过冷却盘管(18)内侧冷却水出口Ⅱ(19)喷出冷却水对圆铸锭(15)进行二次冷却。