專利名稱：合金變質(zhì)爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本使用新型涉及一種合金熔煉爐，特別涉及一種基于成分互補(bǔ)熔體溫度處理工藝
的變質(zhì)爐。
背景技術(shù)：
高硅鋁合金具有比重小、良好的耐磨、耐熱性及低熱膨脹系數(shù)、易于鑄造成型等諸多優(yōu)點(diǎn)，是一種代替鐵基材料制備汽車活塞、連桿、空調(diào)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子及葉片等重要部件的理想材料。廣泛應(yīng)用在航空、航天、汽車、造船、機(jī)械等工業(yè)生產(chǎn)部門中。但因高硅鋁合金的凝固組織中的初生Si相多呈粗大的多角形的形態(tài)生長(zhǎng)，嚴(yán)重割裂了基體，惡化了材料的性能，限制了其在工業(yè)上的廣泛應(yīng)用。因此，必須改變合金中的硅相形態(tài)，減小其對(duì)基體性能的削弱作用。目前對(duì)硅相細(xì)化處理的方法主要有添加變質(zhì)劑法，超聲波振動(dòng)法，激冷法，低溫鑄造法，加壓鑄造法，電磁攪拌法，快速凝固技術(shù)，固液混合鑄造處理工藝、過(guò)熱處理以及電脈沖技術(shù)等。其中研究較多與生產(chǎn)上常見(jiàn)的工藝是添加變質(zhì)劑法，但變質(zhì)工藝通常較為復(fù)雜，難以控制，而且變質(zhì)元素的加入還會(huì)對(duì)合金以及環(huán)境產(chǎn)生污染，往往達(dá)不到預(yù)期目的；其他方法不是效果不顯著，就是技術(shù)條件復(fù)雜、成本過(guò)高，不適合進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。[0003] 基于成分互補(bǔ)熔體溫度處理工藝是將成分不同與溫度不同的兩種合金熔體按比例經(jīng)過(guò)混合后，形成另一種所要求成分的熔體處理工藝，然后再將混合后的熔體進(jìn)行過(guò)熱處理，使得含有第二粗大硬脆相得到細(xì)化或變質(zhì)的處理工藝，特別對(duì)于過(guò)共晶鋁硅合金的變質(zhì)處理非常明顯有效。經(jīng)該種成分互補(bǔ)熔體溫度處理工藝處理后，含20% Si鋁硅合金中初生Si相的晶粒在保溫100min內(nèi)尺寸可穩(wěn)定在40 ii m左右。該工藝不添加其它變質(zhì)劑，不增加成本，是一種工藝簡(jiǎn)單，靈活性強(qiáng)，綠色無(wú)污染的新工藝，且有效改善硅相粒子形態(tài)、大小及分布，提高其力學(xué)性能的鋁硅合金變質(zhì)處理工藝。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種合金變質(zhì)爐，該設(shè)備可基于上述工藝，實(shí)現(xiàn)過(guò)共晶鋁硅鋁合金或含有第二硬脆性的其他合金的變質(zhì)處理。 本實(shí)用新型的特征在于，一種合金變質(zhì)爐，包括I號(hào)電阻爐及II號(hào)電阻爐，所述I號(hào)電阻爐經(jīng)輸送管道與II號(hào)電阻爐相通，所述II號(hào)電阻爐內(nèi)設(shè)有攪拌裝置。[0006] 本實(shí)用新型的顯著優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)設(shè)置兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的熔煉爐分別進(jìn)行兩種合金的熔煉，使得兩種合金在混合前的品質(zhì)都能夠得到很好的控制；兩熔煉爐通過(guò)一設(shè)有冷卻水管道的輸送導(dǎo)管進(jìn)行聯(lián)通，使得I爐中的合金經(jīng)輸送管道流入II爐的過(guò)程中既可進(jìn)行冷卻并產(chǎn)生預(yù)結(jié)晶狀態(tài)，為細(xì)化II爐內(nèi)的合金熔體提供形核質(zhì)點(diǎn)，通過(guò)控制輸送管道上的閥門可調(diào)節(jié)冷卻水流的大小，從而可以調(diào)節(jié)合金的冷卻速度；11爐經(jīng)一隔板分為混合腔及澆注腔，合金在混合腔內(nèi)充分融合并進(jìn)行一段時(shí)間的保溫后，通過(guò)打開連接兩爐的閥口 ，可將混合過(guò)熱后的熔體放到澆注腔進(jìn)行保溫鑄造；采用該設(shè)備進(jìn)行變質(zhì)處理，可有效確保變質(zhì)處理的充分進(jìn)行，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造。
圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型輸送管道的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖注說(shuō)明1、1號(hào)電阻爐2、11號(hào)電阻爐3、輸送管道4、攪拌裝置5、攪拌裝置上通氣口 6、隔板7、混合腔8、澆注腔9、聯(lián)通閥口 10、冷卻水管道 11、進(jìn)水口 12、出水口13、熱電偶 14、爐蓋 15、閥門16、齒輪 17、爐架
具體實(shí)施方式—種合金變質(zhì)爐，包括I號(hào)電阻爐1及II號(hào)電阻爐2，其特征在于，所述I號(hào)電阻爐經(jīng)輸送管道3與II號(hào)電阻爐相通，所述II號(hào)電阻爐內(nèi)設(shè)有攪拌裝置4，所述攪拌裝置的轉(zhuǎn)桿為中空轉(zhuǎn)桿，所述中空孔道上通口 5與氮?dú)饣驓鍤馔夤苈废噙B接，所述攪拌裝置下部設(shè)有氮?dú)饣驓鍤獾膶?dǎo)出微孔，所述II號(hào)電阻爐的爐腔經(jīng)隔板6形成混合腔7和澆注腔8，所述混合腔和澆注腔之間設(shè)有聯(lián)通閥口 9。 為了對(duì)I爐的合金進(jìn)行冷卻，所述輸送管道的管壁內(nèi)設(shè)有冷卻水管道IO，所述輸送管道的一端設(shè)有進(jìn)水口 ll，另一端設(shè)有出水口 12，通過(guò)調(diào)節(jié)水流速度可實(shí)現(xiàn)對(duì)冷卻速度的調(diào)節(jié)。
以下結(jié)合附圖1對(duì)本實(shí)用新型的工作原理進(jìn)行說(shuō)明 分別在兩個(gè)電爐熔化鋁硅合金，其中一爐為亞共晶鋁硅合金，另一個(gè)爐為過(guò)共晶鋁合金；各保溫30分鐘后，打開閥門，則I爐膛中的熔體可以通過(guò)輸送管道流到11爐膛內(nèi)，在這個(gè)過(guò)程中，I爐膛中的熔體經(jīng)過(guò)輸送管道內(nèi)冷卻水的冷卻后流入II爐膛，由于熔體溫度的突然下降，產(chǎn)生預(yù)結(jié)晶的狀態(tài)，或者說(shuō)熔體中產(chǎn)生晶粒形核長(zhǎng)大現(xiàn)象，此時(shí)經(jīng)過(guò)冷管的合金熔體就出現(xiàn)大量晶核，為細(xì)化II爐膛內(nèi)過(guò)共晶鋁硅合金熔體提供形核質(zhì)點(diǎn)。II爐膛內(nèi)的熔體再由齒輪帶動(dòng)攪拌裝置進(jìn)行攪拌混合，在攪拌過(guò)程，通入氮?dú)饣驓鍤鈱?duì)鋁硅熔體進(jìn)行除氣。等到保溫到一定時(shí)間后，再通過(guò)打開硅酸鋁纖維柱塞，將混合過(guò)熱后的熔體放到II爐膛的澆注腔內(nèi)進(jìn)行保溫鑄造。
權(quán)利要求一種合金變質(zhì)爐，包括I號(hào)電阻爐及II號(hào)電阻爐，其特征在于所述I號(hào)電阻爐經(jīng)輸送管道與II號(hào)電阻爐相通，所述II號(hào)電阻爐內(nèi)設(shè)有攪拌裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金變質(zhì)爐，其特征在于所述攪拌裝置的轉(zhuǎn)桿為中空轉(zhuǎn)桿， 所述中空孔道上通口與氮?dú)饣驓鍤馔夤苈废噙B接，所述攪拌裝置下部設(shè)有氮?dú)饣驓鍤獾?導(dǎo)出微孔。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金變質(zhì)爐，其特征在于所述II號(hào)電阻爐的爐腔經(jīng)隔板形 成混合腔和澆注腔，所述混合腔和澆注腔之間設(shè)有聯(lián)通閥口 。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金變質(zhì)爐，其特征在于所述輸送管道的管壁內(nèi)設(shè)有冷卻 水管道，所述輸送管道的一端設(shè)有進(jìn)水口 ，另一端設(shè)有出水口 ，還設(shè)置有用于控制金屬流通 的閥門。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的合金變質(zhì)爐，其特征在于所述的攪拌裝置為旋轉(zhuǎn)石墨轉(zhuǎn)子。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的合金變質(zhì)爐，其特征在于所述聯(lián)通閥口為硅酸鋁纖維柱塞。
專利摘要一種合金變質(zhì)爐，包括I號(hào)電阻爐及II號(hào)電阻爐，其特征在于，所述I號(hào)電阻爐經(jīng)輸送管道與II號(hào)電阻爐相通，所述II號(hào)電阻爐內(nèi)設(shè)有攪拌裝置，該設(shè)備可用于實(shí)現(xiàn)過(guò)共晶鋁硅鋁合金或含有第二硬脆性的其他合金的變質(zhì)處理。
文檔編號(hào)C22C33/04GK201495271SQ20092030722
公開日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2009年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月31日
發(fā)明者王連登 申請(qǐng)人:福州大學(xué)