[发明专利]一种铝熔体真空处理系统和方法

说明书

本发明公开了一种铝熔体真空处理系统和方法，其中铝熔体真空处理系统包括：铝熔炉、真空循环脱气装置、永磁搅拌装置和加料装置，真空循环脱气装置位于铝熔炉上方且顶部与加料装置密封连接，包括侧壁设有抽气口的真空室和位于其底部且相通的第一通道和第二通道，且第一通道和第二通道均插入铝熔炉内，其一通道外侧壁设有惰性气体入口；永磁搅拌装置位于铝熔炉底部，包括感应器和与感应器相连的变频器；加料装置顶部设有进料口、底部设有放料口，且进料口和放料口可自动开合并形成互锁关系。本发明的系统用于真空处理铝基合金或铝基复合材料熔体时，大大提高铝熔体的真空脱气效率，同时可实现其内合金元素的均匀搅拌。

技术领域

本发明涉及铝熔体的精炼，具体涉及一种铝熔体真空处理系统和方法。

背景技术

铝基合金或铝基复合材料在铸造前需要进行脱气和除杂质。铝熔体中需要加入相应的原材料(包括合金元素和增强相材料)，为了使合金元素和/或增强相分布均匀，避免偏析，需要在加入原材料的同时进行搅拌；其中，永磁搅拌实现非接触搅拌，避免对铝熔体的二次污染，但永磁搅拌的作用主要集中在铝熔炉的下半部，对距离较远的上半部搅拌作用偏弱。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明解决的技术问题是如何同时实现真空脱气精炼和真空条件下合金元素(和/或增强相)均匀搅拌的问题。

为实现上述目的，本发明在第一方面提供了一种铝熔体真空处理系统，用于铝基合金或铝基复合材料熔体的真空脱气精炼或真空搅拌，包括：铝熔炉、真空循环脱气装置、永磁搅拌装置和加料装置；其中：

所述真空循环脱气装置位于所述铝熔炉上方且顶部与所述加料装置密封连接；

所述真空循环脱气装置包括侧壁设有抽气口的真空室和位于其底部且相通的第一通道和第二通道，且所述第一通道和所述第二通道均插入所述铝熔炉内，所述第一通道或所述第二通道外侧壁设有惰性气体入口；

所述永磁搅拌装置位于所述铝熔炉底部，包括感应器和与所述感应器相连的变频器；

所述加料装置顶部设有进料口、底部设有放料口，且所述进料口和放料口可自动开合并形成互锁关系。

根据本发明的一些实施方式，所述抽气口位于所述真空室侧壁上部。

根据本发明的一些实施方式，所述铝熔体真空处理系统还包括U型槽，其倒置后与所述真空室底侧壁形成所述第一通道和所述第二通道，且所述第一通道和所述第二通道环形相通。

根据本发明的一些实施方式，所述惰性气体入口可经所述第一通道或所述第二通道向所述真空室内通入氩气或氮气。

根据本发明的一些实施方式，所述放料口设有可自动开合的两扇翻板门，且所述放料口打开时所述进料口关闭，所述进料口打开时所述放料口关闭。

本发明还提供了一种铝熔体真空处理方法，通过所述铝熔体真空处理系统对铝基合金或铝基复合材料熔体进行真空脱气精炼或真空搅拌，包括如下步骤：

(1)所述真空循环脱气装置底部的第一通道和第二通道插入所述铝熔炉内的铝熔体中，并经所述抽气口对所述真空室抽真空，在真空作用下所述铝熔体经所述第一通道和第二通道进入所述真空室内；

(2)惰性气体经所述惰性气体入口通入所述铝熔体内，所述铝熔体在所述第一通道和所述第二通道之间形成真空循环涡流；同时开启所述变频器交流电源，经所述感应器产生变化磁场，所述铝熔体在电磁力作用下形成永磁搅拌涡流，在真空循环涡流和永磁搅拌涡流的运动过程中进行铝熔体真空脱气精炼或真空搅拌。

根据所述方法的一些实施方式，所述惰性气体为氩气或氮气。

根据所述方法的一些实施方式，所述加料装置加料时，在所述进料口打开且所述放料口关闭的状态下加料至所述加料装置内，在所述放料口打开且所述进料口关闭的状态下放料至所述真空室内。