[发明专利]直接冷却铸造材料的超声增强

权利要求书

1.一种金属或金属合金的直接冷却铸造方法，包括：

将包括熔融金属或熔融金属合金的流体熔体供应到直接冷却模具，所述直接冷却模具具有入口和出口；

冷却位于模具中的流体熔体以获得具有熔融芯和固体外壳的坯料，所述熔融芯形成向内锥状的洼部，所述固体外壳随着距模具出口的距离增加而变厚；

借助于位于模具内的装置将振动能量施加到正离开模具的坯料的熔融芯洼部中的流体熔体；

可选地，将净化气体流注入到坯料的熔融芯洼部中的流体熔体中；

在所述锥状的洼部的区域中将振动能量施加到超出模具的出口的坯料的固体外壳；

将坯料从模具出口移出；

对模具出口以外的坯料进行进一步冷却，以获得固体坯料。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，被施加到正离开模具的坯料的熔融芯洼部中的流体熔体的振动能量和在所述锥状的洼部的区域中被施加到所述模具的出口下方的坯料的固体外壳的振动能量由至少一个超声换能器、至少一个被机械地驱动的振动器或其组合提供。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述锥状的洼部的区域中将超声振动能量施加到坯料的固体外壳包括：施加来自多个振动能量源的振动能量，所述多个振动能量源位于围绕所述坯料周边的多个位置。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述锥状的洼部的区域中将超声振动能量施加到坯料的固体外壳包括：通过在模具的出口处喷洒在所述坯料的外表面上的冷却剂层来施加所述振动能量。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，净化气体被采用，并且，所述借助于位于模具内的超声装置将超声振动能量施加到正离开模具的坯料的熔融芯洼部中的流体熔体，以及所述将净化气体流注入到坯料的熔融芯洼部中的流体熔体中，是借助一个装置执行的。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，净化气体被采用，并且所述净化气体包括氮气或氩气。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，被施加到所述坯料的芯洼部中的流体熔体的振动能量的频率为5至400kHz。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，被施加到所述坯料的固体外壳的振动能量的频率为5至400kHz。

9.根据权利要求3所述的方法，其中，被施加到所述坯料的固体外壳上的所述冷却剂层的振动能量的频率为5至400kHz。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，金属合金是DC铸造的，并且所述金属合金是铝合金。

11.一种直接冷却(DC)铸造模具，包括：

竖直取向的端部开放的模具，其具有定位在上部的入口和定位在下部的出口；

进料槽，用于将流体熔体供应到所述模具的上部入口；

液体冷却系统，其在模具的出口处提供流体冷却套；

竖直地定位在模具入口上方并延伸到模具中的振动能量源；

可选地，净化气体供给单元，其竖直地定位在模具入口上方，并延伸到模具中并超出模具出口；和

在所述模具的出口下方周向地布置的多个振动能量源；

其中，沿周向布置的多个振动能量源的竖直位置被设置为紧邻模具出口，使得振动能量在坯料内的向内锥状的熔体洼部的区域中被施加到正离开模具的坯料。

12.根据权利要求11所述的直接冷却铸造模具，其中，所述竖直定位的振动能量源包括至少一个超声换能器、至少一个被机械地驱动的振动器或其组合。