專利名稱：一種鋁-15氧化鎂偽合金液的攪拌方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁-15氧化鎂偽合金液的攪拌方法。
背景技術(shù)：
公開號(hào)CN1908210，發(fā)明名稱“一種鋁基合金液攪拌方法及裝置”上， 闡述了含有不互溶重金屬組分的鋁基合金液的攪拌方法，即，采用常規(guī)旋轉(zhuǎn)電磁攪拌與 內(nèi)壁布有直葉片石墨坩堝相結(jié)合方式對(duì)含有不互溶重金屬組分的鋁基合金液進(jìn)行攪拌。 在這種直葉片坩堝+電磁攪拌方法中，旋轉(zhuǎn)電磁攪拌使偽合金液產(chǎn)生規(guī)則的周向?qū)恿鬟\(yùn) 動(dòng)，而坩堝內(nèi)壁上的直葉片則改變了偽合金液的規(guī)則周向?qū)恿鬟\(yùn)動(dòng)狀態(tài)，在葉片長度方 向上向后的傾斜角β對(duì)偽合金液施加了向內(nèi)的作用力，使偽合金液產(chǎn)生了從坩堝周圍向 內(nèi)部的附加層流運(yùn)動(dòng)；而在寬度方向上向下的傾斜角Y對(duì)偽合金液施加了向上的作用 力，使偽合金液產(chǎn)生從坩堝下部向上部的附加層流運(yùn)動(dòng)，這樣，通過攪拌可以不斷地將 周圍的鋁基合金液移到內(nèi)部、將下部的鋁基合金液移到上部，進(jìn)而阻止了重金屬液滴的 向下沉淀和離心偏聚運(yùn)動(dòng)。在專利CN1908210中公開的β為20 30°、γ為35 50° 條件下，偽合金液中的重液滴就是依靠6 10分鐘的附加層流運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了均勻分布。鋁-15氧化鎂偽合金液是含有15\￥1%氧化鎂重顆粒和85wt%鋁液的偽合金液， 氧化鎂密度為3.5 3.6g/cm3，鋁液密度為2.6 2.8g/cm3。對(duì)于鋁-15氧化鎂偽合金 液的攪拌，由于氧化鎂在偽合金液中為固相顆粒，其均勻分散能力小于重金屬液滴的均 勻分散能力，因此實(shí)現(xiàn)氧化鎂重顆粒在鋁-15氧化鎂偽合金液中的均勻分布更困難，也 就是說，用于實(shí)現(xiàn)氧化鎂重顆粒在鋁-15氧化鎂偽合金液中的均勻分布的攪拌時(shí)間會(huì)更 長，在專利Cm908210公開的直葉片長度方向上向后傾斜β為20 30°、寬度方向上 向下傾斜Y為35 50°的條件下，至少需要攪拌11分鐘后，才能得到氧化鎂重顆粒均 勻分布的鋁-15氧化鎂偽合金液。對(duì)于鋁-15氧化鎂偽合金液，在實(shí)現(xiàn)氧化鎂重顆粒均勻分布的前提下，用于攪 拌的時(shí)間越短，能耗越小，成本越低，而且鋁-15氧化鎂偽合金液受到的污染也越少， 其質(zhì)量越高，因此可實(shí)現(xiàn)氧化鎂重顆粒均勻分布的鋁-15氧化鎂偽合金液的攪拌時(shí)間越 短越好。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有攪拌方法“攪拌時(shí)間長”的不足，提 供一種能夠快速實(shí)現(xiàn)氧化鎂重顆粒均勻分布的鋁-15氧化鎂偽合金液的攪拌方法，進(jìn)一 步縮短實(shí)現(xiàn)氧化鎂重顆粒均勻分布的攪拌時(shí)間。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是采用直葉片坩堝+電磁攪拌方 法，在直葉片長度方向上向后傾斜β為8 10°、寬度方向上向下傾斜Y為58 60° 的條件下，對(duì)鋁-15氧化鎂偽合金液進(jìn)行攪拌。本發(fā)明的有益效果是對(duì)于偽合金液中的顆粒，要想盡快完成其在偽合金液中的分散，必須加強(qiáng)攪拌強(qiáng)度。在直葉片坩堝+電磁攪拌方法中，隨著葉片Y的增大，偽 合金液在流過葉片后的層流運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化程度逐漸增大，當(dāng)Y增大到一定值時(shí)，除了 產(chǎn)生附加層流運(yùn)動(dòng)以外，還將產(chǎn)生偽合金液的附加紊流運(yùn)動(dòng)，該附加紊流運(yùn)動(dòng)對(duì)偽合金 液中的顆粒具有深層次的局部攪拌和分散作用，本發(fā)明就是利用β與Y優(yōu)化組合后產(chǎn)生 的附加紊流運(yùn)動(dòng)進(jìn)一步促進(jìn)了氧化鎂重顆粒在偽合金液中的均勻分布，從而達(dá)到了縮短 攪拌時(shí)間的目的。利用本發(fā)明，對(duì)鋁-15氧化鎂偽合金液進(jìn)行攪拌，實(shí)現(xiàn)氧化鎂重顆粒 均勻分布的攪拌時(shí)間可縮短到7分鐘，比采用CN1908210專利公開的β為20 30°、 Y為35 50°的最短攪拌時(shí)間11分鐘縮短了 36%。
圖1為本發(fā)明方法攪拌鋁-15氧化鎂偽合金液裝置的主視圖。圖中，電磁極對(duì)1，石墨坩堝2，直葉片3，上蓋4，Ar氣管5，堵塞6，外罩7， 偽合金液8，底架9。圖2為本發(fā)明方法攪拌鋁-15氧化鎂偽合金液裝置的A-A局部視圖。圖3為本發(fā)明方法攪拌鋁-15氧化鎂偽合金液裝置的B-B局部視圖。圖4為采用本發(fā)明方法攪拌的鋁-15氧化鎂偽合金液的微觀組織。
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明方法攪拌鋁-15氧化鎂偽合金液裝置的具體說明如下鋁-15氧化鎂偽合金液的攪拌裝置包括旋轉(zhuǎn)電磁攪拌裝置、石墨坩堝2、上蓋 4、Ar氣管5、堵塞6、底架9。旋轉(zhuǎn)電磁攪拌裝置的三對(duì)電磁極對(duì)1均布在石墨坩堝2周圍，與石墨坩堝外壁之 間的距離為5mm，電磁極對(duì)1外側(cè)加外罩7。Ar氣管5固定于上蓋4的孔內(nèi)，堵塞6位于石墨坩堝2底部。石墨坩堝2采用機(jī)械連接方式固定于底架9上，其內(nèi)壁上分布有直葉片3，直葉 片3采用機(jī)械連接方式固定于石墨坩堝2內(nèi)壁上。直葉片3在石墨坩堝2不同高度上呈 水平層狀分布，最下層的直葉片3下部與石墨坩堝2內(nèi)底面的間隔a為10_，相鄰直葉 片層之間的間隔b為20mm。在同一直葉片層內(nèi)，三個(gè)直葉片3的根部在周向上間隔α 為120°均勻分布在石墨坩堝2內(nèi)壁上，直葉片3長度c均為石墨坩堝2半徑，寬度d均 為石墨坩堝2半徑的四分之一。每個(gè)直葉片3，在長度方向上，其頭部在指向石墨坩堝 2水平圓周中心的基礎(chǔ)上，順著偽合金液8的流動(dòng)方向向后傾斜，直葉片3與其根部和石 墨坩堝2水平圓周中心連線的夾角β為8 10°，以便不斷地將周圍的偽合金液8移到 內(nèi)部；在寬度方向上，迎著偽合金液8周向流動(dòng)的前刃部相對(duì)后刃部向下傾斜γ為58 60°，以便不斷地將下部的偽合金液8移到上部。相鄰直葉片層內(nèi)的直葉片3在同一水 平面上的投影其根部在周向上間隔δ為60°均勻分布。一種鋁-15氧化鎂偽合金液的攪拌方法，采用直葉片坩堝+電磁攪拌方法即采用 常規(guī)旋轉(zhuǎn)電磁攪拌與內(nèi)壁布有直葉片石墨坩堝相結(jié)合方式對(duì)含有化鎂重顆粒的 鋁-15氧化鎂偽合金液進(jìn)行攪拌，利用旋轉(zhuǎn)電磁攪拌使鋁-15氧化鎂偽合金液產(chǎn)生周向運(yùn) 動(dòng)，利用坩堝內(nèi)壁上的直葉片，不斷地將周圍的鋁-15氧化鎂偽合金液移到內(nèi)部、將下部的鋁-15氧化鎂偽合金液移到上部，從而阻止氧化鎂重顆粒的向下沉淀和離心偏聚運(yùn) 動(dòng)，得到氧化鎂重顆粒均勻分布的鋁-15氧化鎂偽合金液，包括以下步驟步驟1，將偽合金液8倒入石墨坩堝2 ；步驟2，蓋上上蓋4，接通Ar氣以防氧化；步驟3，啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)電磁攪拌裝置對(duì)石墨坩堝2內(nèi)的偽合金液8進(jìn)行攪拌。實(shí)施方式一，在直葉片長度方向上向后傾斜β為8°、寬度方向上向下傾斜Y 為60°時(shí)，實(shí)現(xiàn)氧化鎂重顆粒均勻分布的攪拌時(shí)間為6分50秒。實(shí)施方式二，在直葉片長度方向上向后傾斜β為9°、寬度方向上向下傾斜Y 為59°時(shí)，實(shí)現(xiàn)氧化鎂重顆粒均勻分布的攪拌時(shí)間為6分30秒。實(shí)施方式三，在直葉片長度方向上向后傾斜β為10°、寬度方向上向下傾斜Y 為58°時(shí)，實(shí)現(xiàn)氧化鎂重顆粒均勻分布的攪拌時(shí)間為7分。實(shí)施方式四，在直葉片長度方向上向后傾斜β為10°、寬度方向上向下傾斜Y 為60°時(shí)，實(shí)現(xiàn)氧化鎂重顆粒均勻分布的攪拌時(shí)間為6分50秒。實(shí)施方式五，在直葉片長度方向上向后傾斜β為8°、寬度方向上向下傾斜Y 為58°時(shí)，實(shí)現(xiàn)氧化鎂重顆粒均勻分布的攪拌時(shí)間為6分40秒?？梢姡谥比~片長度方向上向后傾斜β為8 10°、寬度方向上向下傾斜Y為 58 60°條件下，對(duì)鋁-15氧化鎂偽合金液進(jìn)行攪拌，實(shí)現(xiàn)氧化鎂重顆粒均勻分布的攪 拌時(shí)間可縮短到7分鐘。附圖4為采用本發(fā)明方法攪拌的鋁-15氧化鎂偽合金液的微觀組織。圖中深色 區(qū)域?yàn)殇X基體，淺色區(qū)域?yàn)檠趸V重顆粒，可見，氧化鎂重顆粒分布非常均勻?？梢?， 本發(fā)明可快速實(shí)現(xiàn)鋁-15氧化鎂偽合金液中氧化鎂重顆粒的均勻分布。
權(quán)利要求
1. 一種鋁-15氧化鎂偽合金液的攪拌方法，采用直葉片坩堝+電磁攪拌方法即采用 常規(guī)旋轉(zhuǎn)電磁攪拌與內(nèi)壁布有直葉片石墨坩堝相結(jié)合方式對(duì)含有化鎂重顆粒的 鋁-15氧化鎂偽合金液進(jìn)行攪拌，利用旋轉(zhuǎn)電磁攪拌使鋁-15氧化鎂偽合金液產(chǎn)生周向運(yùn) 動(dòng)，利用坩堝內(nèi)壁上的直葉片，不斷地將周圍的鋁-15氧化鎂偽合金液移到內(nèi)部、將下 部的鋁-15氧化鎂偽合金液移到上部，從而阻止氧化鎂重顆粒的向下沉淀和離心偏聚運(yùn) 動(dòng)，得到氧化鎂重顆粒均勻分布的鋁-15氧化鎂偽合金液，包括以下步驟 步驟1，將偽合金液倒入石墨坩堝； 步驟2，蓋上上蓋，接通Ar氣以防氧化；步驟3，啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)電磁攪拌裝置對(duì)石墨坩堝內(nèi)的偽合金液進(jìn)行攪拌； 其特征在于，直葉片在長度方向上向后傾斜β為8 10°，在寬度方向上向下傾斜 Y 為 58 60°。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋁-15氧化鎂偽合金液的攪拌方法，屬于鋁-15氧化鎂偽合金液攪拌研究領(lǐng)域，本發(fā)明采用直葉片坩堝+電磁攪拌的方法，在直葉片長度方向上向后傾斜β為8～10°、寬度方向上向下傾斜γ為58～60°的條件下，對(duì)鋁-15氧化鎂偽合金液進(jìn)行攪拌，可快速實(shí)現(xiàn)氧化鎂重顆粒的均勻分布，攪拌時(shí)間可縮短到7分鐘。
文檔編號(hào)C22C1/00GK102022923SQ20101059951
公開日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者劉偉, 劉漢武, 姚莎莎, 張君, 張鵬, 杜云慧, 郝志強(qiáng) 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)