專利名稱：行波式電磁場離心鑄造機的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于冶金鑄造設備。
現(xiàn)有的離心鑄造機有臥式、立式等類型，其主要結構由動力設備、傳動機構、澆注裝置、鑄型等幾部分構成，液態(tài)金屬通過澆注裝置澆注進高速旋轉的鑄型內(nèi)，依靠離心力成型并凝固。利用此種離心鑄造機制做鑄件時，液態(tài)金屬在鑄型中靠離心力成型并凝固，鑄件的組織易形成粗大的柱狀晶組織，并且使重度不同的溶質(zhì)元素產(chǎn)生嚴重的宏觀偏析，從而影響鑄件質(zhì)量。為解決此問題發(fā)明了電磁離心鑄造機即在普通離心鑄造機上，設置恒穩(wěn)磁場，液態(tài)金屬在與鑄型一起高速旋轉時，液態(tài)金屬中產(chǎn)生感生電流，因此使液態(tài)金屬受到與運動方向相反的電磁力，這種電磁離心鑄造機確實能使鑄件組織和性能有所改善，但這種電磁離心鑄造機的鑄型是在一對(N、S)恒穩(wěn)磁場中旋轉，液態(tài)金屬中產(chǎn)生的電磁力始終與其運動方向相反，而且在旋轉一周內(nèi)電磁力從零到最大值周期性變化，金屬鑄型本身也產(chǎn)生與運動方向相反的電磁力。
本實用新型的目的在于提供一種能夠進一步細化鑄件的宏觀、微觀組織，改善溶質(zhì)分布，大幅度提高鑄件綜合性能，并對鑄件性能實現(xiàn)有效控制的行波式電磁場離心鑄造機。
本實用新型是由普通離心鑄造機與旋轉型電磁場即行波式電磁場發(fā)生裝置構成。
以下結合附圖詳細敘述本實用新型的內(nèi)容。


圖1為臥式行波式電磁離心鑄造機結構示意圖；圖2為立式行波式電磁離心鑄造機結構示意圖；圖3為行波式電磁離心鑄造機的工作原理示意圖。
圖中1澆包，2澆注槽，3鑄型，4液態(tài)金屬，5行波式電磁場發(fā)生裝置，6軸承座，7主軸，8制動裝置，9傳動裝置，10動力裝置(電動機)，11鑄件頂出裝置，12底盤，13機架，14支架，15控制柜；圖3中f1離心力，f2電磁力，f3重力，ω1離心機旋轉方向，ω2電磁場旋轉方向。
如圖所示，本實用新型由普通的離心鑄造機與行波式電磁場發(fā)生裝置兩部分構成。
臥式離心鑄造機由澆包1，澆注槽2、鑄型3、軸承座6、主軸7、傳動裝置9、動力裝置10、鑄件頂出裝置11、底盤12等部件構成，整個機器通過底盤12固定在地基上，本實用新型是在原有的離心機鑄型外圍安裝了行波式電磁場發(fā)生裝置5。該行波式電磁場發(fā)生裝置5的支架14固定在地基上，行波式電磁場發(fā)生裝置5是由芯鐵和線圈組成，線圈外面罩有不銹鋼外殼，并帶有水冷裝置。行波式電磁場發(fā)生裝置5的內(nèi)腔為園形或方形，或外形為任意形狀，可以是整體結構，也可以是由部分拼在一起的分體結構，將行波式電磁場裝置與鑄型相配安裝，其安裝方式可以安裝成固定不動的，可以安裝成移動的。電磁場的供電是由可控的調(diào)壓器供電是三相或二相交流電，頻率為0.5Hz-500Hz，電壓為0-500V，電流為0-1500A，行波式電磁場的磁感應強度由0.001～3.0特斯拉。與本實用新型的行波式電磁場發(fā)生裝置5相配的離心機的鑄型3及其端蓋是由無磁材料制成，以免對電磁場產(chǎn)生屏蔽作用，鑄型3內(nèi)有砂襯或涂料，鑄型3用端蓋封好、緊固，鑄型3在行波式電磁離心機上與傳動裝置9相連，可繞水平軸線方向或繞垂直軸線方向旋轉，或是繞傾斜軸線方向旋轉，轉數(shù)為0～3000轉/分。使用本實用新型澆注鑄件，旋轉磁場穿過鑄型3和液態(tài)金屬4，液態(tài)金屬4與鑄型3一起旋轉時也受到與其旋轉方向相同的電磁力的作用，而且這種電磁力是由行波磁場的強度、速度與，離心機旋轉速度決定，如圖3所示，液態(tài)金屬4在與鑄型3的運動中都會受到離心力f1，重力f3，電磁力f2，其中電磁力f2方向與運動方向相同，大小隨旋轉磁場的強度和轉數(shù)不同而變化。正是由于這種電磁力的作用，使液態(tài)金屬4在成型和凝固過程中的溫度場、流質(zhì)分布、析出相的形態(tài)與分布，機械變質(zhì)等都與原來的離心鑄造顯著不同，因此行波式電磁離心鑄件的凝固過程發(fā)生了很大變化，鑄件的宏觀組織、微觀組織細化，溶質(zhì)分布有了新的特點，綜合性能大幅度提高，由于行波磁場的強度、轉數(shù)、頻率不同，離心機的轉數(shù)不同，對于鑄件的組織與性能的影響不同，從而實現(xiàn)在一定范圍內(nèi)對鑄件組織性能的有效控制。如圖3所示，在該設備中，ω1＝ω2是無意義的工藝參數(shù)。而ω1與ω2方向相反，是有意義的工藝參數(shù)，且對金屬凝固組織與性能同樣有控制作用。
本實用新型具有大幅度改善鑄件組織和性能并能對鑄件組織性能進行有效控制的優(yōu)點。
權利要求1.一種包含有澆包、鑄型、傳動機構、動力裝置、機架、電磁場發(fā)生裝置等在內(nèi)的行波式電磁場離心鑄造機，其特征在于該電磁離心鑄造機的電磁場發(fā)生裝置是行波式電磁場發(fā)生裝置，是由芯鐵和線圈制成，整個裝置與鑄型相配安裝，其支架固定在地基上。
2.如權利要求1所述的行波式電磁離心鑄造機，其特征在于所說的行波式電磁場發(fā)生裝置的內(nèi)腔為園形或方形，外形為任意形狀；其構成可以是整體結構，也可以是分體結構。
3.如權利要求1或2所述的行波式電磁離心鑄造機，其特征在于所說的行波式電磁場發(fā)生裝置的安裝方式可以安裝成固定的，也可以安裝成移動的。
4.如權利要求3所述的行波式電磁場離心鑄造機，其特征在于所說的行波式電磁場發(fā)生裝置的供電是由可控的調(diào)壓器供給三相或二相交流電，頻率為0.5Hz-500Hz，電壓為0-500V，電流為0-1500A。
5.如權利要求1所述的行波式電磁離心鑄造機，其特征在于此種離心鑄造機的鑄型是由無磁材料制成，鑄型內(nèi)有砂襯或涂料。
專利摘要一種行波式電磁離心鑄造機,由普通的離心鑄造機和行波磁場發(fā)生裝置構成,該行波式電磁場發(fā)生裝置由芯鐵和線圈制成,線圈外面罩有不銹鋼外殼,帶有水冷裝置,整個行波式電磁場發(fā)生裝置與鑄型相配安裝,其支架固定在地基上,本實用新型具有大幅度改善鑄件組織和性能,并能對鑄件組織性能進行有效控制。
文檔編號B22D13/00GK2363815SQ99222658
公開日2000年2月16日 申請日期1999年1月28日 優(yōu)先權日1999年1月28日
發(fā)明者高允彥, 赫冀成, 賈光霖, 張國志, 邱以清 申請人:東北大學