專(zhuān)利名稱(chēng)：用于金屬凝固過(guò)程中制備非枝晶組織的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在普通鑄造的凝固過(guò)程中，通常在凝固組織中形成發(fā)達(dá)的樹(shù)枝晶。鑄件質(zhì)量的優(yōu)劣，力學(xué)性能的好壞，宏觀偏析、裂紋等均與鑄錠中的樹(shù)枝晶有很大的關(guān)系。電磁場(chǎng)在材料制備過(guò)程中的應(yīng)用已開(kāi)始從改進(jìn)傳統(tǒng)工藝過(guò)程發(fā)展成為新材料，新工藝開(kāi)發(fā)的源泉。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)脈沖電流對(duì)金屬的凝固過(guò)程及其組織具有良好的孕育和變質(zhì)作用，這些研究基本是采用R-L-C沖放電電路來(lái)探討脈沖電流的幅值和頻率對(duì)凝固過(guò)程和組織的影響。沒(méi)有應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)的具體方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在金屬液在凝固過(guò)程中將發(fā)達(dá)樹(shù)枝晶轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小的非枝晶組織。
用于制備非技晶組織的金屬凝固控制方法，在熔融狀態(tài)的金屬液的冷卻過(guò)程中，在金屬液中通入方波脈沖電流，然后再進(jìn)行澆注。
根據(jù)以上所述的用于制備非技晶組織的金屬凝固控制方法，從金屬液中通入方波脈沖電流開(kāi)始，待金屬液中通入方波脈沖電流開(kāi)始時(shí)的溫度降低50℃-100℃時(shí)再進(jìn)行澆注。
本發(fā)明改變了金屬凝固過(guò)程中形核的熱力學(xué)勢(shì)壘和擴(kuò)散激活能，激發(fā)金屬液處于振蕩狀態(tài)，而使晶粒細(xì)化，同時(shí)，由于脈沖電流與其產(chǎn)生的脈沖磁場(chǎng)的相互作用而誘發(fā)的磁流體動(dòng)力學(xué)效應(yīng)及所激發(fā)的振蕩狀態(tài)，在金屬液中產(chǎn)生較大的擾動(dòng)，使合金元素變得更加彌散，溫度場(chǎng)變得更加均勻，加大金屬液整體的過(guò)冷度，增加并彌散了形核核心，抑制枝晶的生長(zhǎng)，促使其非枝晶化，使晶粒細(xì)化。
由于方波脈沖電流對(duì)金屬熔體的作用是一種體作用，因此本發(fā)明可以用于合金液體中，也可以用于純金屬液中。所采用的電極可以用與原合金相同成分的材料，也可以用高熔點(diǎn)低污染的材料，降低對(duì)金屬液的污染。金屬液經(jīng)脈沖電流處理后，其成分更加均勻，并且可以使組織更加致密均勻，可以減少宏觀的偏析，使鑄件的力學(xué)性能提高。脈沖電流處理后的凝固組織，其晶粒為球狀晶粒，且具有一定的尺寸穩(wěn)定性。本發(fā)明方法操作簡(jiǎn)單，使用方便。


圖1是ZA27合金自由凝固后的金相圖，圖2是ZA27合金采用本發(fā)明方法凝固后的金相圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明采用ZA27合金材料，以重量百分比表示，其材料成分別為Zn26.21％，Cu 2.09％，Mg 0.013％。在熔融狀態(tài)的ZA27合金金屬液的冷卻過(guò)程中，在金屬液中通入方波脈沖電流，從金屬液中通入方波脈沖電流開(kāi)始，待金屬液中通入方波脈沖電流開(kāi)始時(shí)的溫度降低50℃-100℃時(shí)再進(jìn)行澆注。
圖1是ZA27合金自由凝固后的金相圖，圖2為ZA27合金采用本發(fā)明方法凝固后的金相圖，比較兩個(gè)圖可以看出，采用本發(fā)明方法凝固的組織均勻細(xì)小，并且基本上為球狀組織。
權(quán)利要求
1.用于制備非技晶組織的金屬凝固控制方法，其特征在于在熔融狀態(tài)的金屬液的冷卻過(guò)程中，在金屬液中通入方波脈沖電流，然后再進(jìn)行澆注。
2.根據(jù)權(quán)利要求所述的用于制備非技晶組織的金屬凝固控制方法，其特征在于從金屬液中通入方波脈沖電流開(kāi)始，待金屬液中通入方波脈沖電流開(kāi)始時(shí)的溫度降低50℃-100℃時(shí)再進(jìn)行澆注。
全文摘要
用于制備非技晶組織的金屬凝固控制方法，在熔融狀態(tài)的金屬液的冷卻過(guò)程中，在金屬液中通入方波脈沖電流，然后進(jìn)行澆注。
文檔編號(hào)B22D1/00GK1559721SQ20031011892
公開(kāi)日2005年1月5日 申請(qǐng)日期2003年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月4日
發(fā)明者許廣濟(jì), 尹建軍, 丁雨田, 王興貴, 丁宗富, 寇生中, 王勁, 李金奎 申請(qǐng)人:蘭州理工大學(xué)