一种铝15氧化镁伪合金液的搅拌方法.pdf

1、10申请公布号CN102022923A43申请公布日20110420CN102022923ACN102022923A21申请号201010599514522申请日20101222F27D27/00201001C22C32/00200601C22C1/0020060171申请人北京交通大学地址100044北京市海淀区西直门外上园村3号72发明人杜云慧张鹏刘汉武张君姚莎莎郝志强刘伟54发明名称一种铝15氧化镁伪合金液的搅拌方法57摘要本发明公开了一种铝15氧化镁伪合金液的搅拌方法，属于铝15氧化镁伪合金液搅拌研究领域，本发明采用直叶片坩埚电磁搅拌的方法，在直叶片长度方向上向后倾斜为810、宽度方向

2、上向下倾斜为5860的条件下，对铝15氧化镁伪合金液进行搅拌，可快速实现氧化镁重颗粒的均匀分布，搅拌时间可缩短到7分钟。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图2页CN102022937A1/1页21一种铝15氧化镁伪合金液的搅拌方法，采用直叶片坩埚电磁搅拌方法即采用常规旋转电磁搅拌与内壁布有直叶片石墨坩埚相结合方式对含有15WT氧化镁重颗粒的铝15氧化镁伪合金液进行搅拌，利用旋转电磁搅拌使铝15氧化镁伪合金液产生周向运动，利用坩埚内壁上的直叶片，不断地将周围的铝15氧化镁伪合金液移到内部、将下部的铝15氧化镁伪合金液移到上部，从而阻止氧化镁重

3、颗粒的向下沉淀和离心偏聚运动，得到氧化镁重颗粒均匀分布的铝15氧化镁伪合金液，包括以下步骤步骤1，将伪合金液倒入石墨坩埚；步骤2，盖上上盖，接通AR气以防氧化；步骤3，启动旋转电磁搅拌装置对石墨坩埚内的伪合金液进行搅拌；其特征在于，直叶片在长度方向上向后倾斜为810，在宽度方向上向下倾斜为5860。权利要求书CN102022923ACN102022937A1/3页3一种铝15氧化镁伪合金液的搅拌方法技术领域0001本发明涉及一种铝15氧化镁伪合金液的搅拌方法。背景技术0002公开号CN1908210，发明名称“一种铝基合金液搅拌方法及装置”上，阐述了含有不互溶重金属组分的铝基合金液的搅拌方法，

4、即，采用常规旋转电磁搅拌与内壁布有直叶片石墨坩埚相结合方式对含有不互溶重金属组分的铝基合金液进行搅拌。在这种直叶片坩埚电磁搅拌方法中，旋转电磁搅拌使伪合金液产生规则的周向层流运动，而坩埚内壁上的直叶片则改变了伪合金液的规则周向层流运动状态，在叶片长度方向上向后的倾斜角对伪合金液施加了向内的作用力，使伪合金液产生了从坩埚周围向内部的附加层流运动；而在宽度方向上向下的倾斜角对伪合金液施加了向上的作用力，使伪合金液产生从坩埚下部向上部的附加层流运动，这样，通过搅拌可以不断地将周围的铝基合金液移到内部、将下部的铝基合金液移到上部，进而阻止了重金属液滴的向下沉淀和离心偏聚运动。在专利CN1908210中

5、公开的为2030、为3550条件下，伪合金液中的重液滴就是依靠610分钟的附加层流运动实现了均匀分布。0003铝15氧化镁伪合金液是含有15WT氧化镁重颗粒和85WT铝液的伪合金液，氧化镁密度为3536G/CM3，铝液密度为2628G/CM3。对于铝15氧化镁伪合金液的搅拌，由于氧化镁在伪合金液中为固相颗粒，其均匀分散能力小于重金属液滴的均匀分散能力，因此实现氧化镁重颗粒在铝15氧化镁伪合金液中的均匀分布更困难，也就是说，用于实现氧化镁重颗粒在铝15氧化镁伪合金液中的均匀分布的搅拌时间会更长，在专利CN1908210公开的直叶片长度方向上向后倾斜为2030、宽度方向上向下倾斜为3550的条件下

6、，至少需要搅拌11分钟后，才能得到氧化镁重颗粒均匀分布的铝15氧化镁伪合金液。0004对于铝15氧化镁伪合金液，在实现氧化镁重颗粒均匀分布的前提下，用于搅拌的时间越短，能耗越小，成本越低，而且铝15氧化镁伪合金液受到的污染也越少，其质量越高，因此可实现氧化镁重颗粒均匀分布的铝15氧化镁伪合金液的搅拌时间越短越好。发明内容0005本发明所要解决的技术问题是，克服现有搅拌方法“搅拌时间长”的不足，提供一种能够快速实现氧化镁重颗粒均匀分布的铝15氧化镁伪合金液的搅拌方法，进一步缩短实现氧化镁重颗粒均匀分布的搅拌时间。0006本发明解决其技术问题所采用的技术方案是采用直叶片坩埚电磁搅拌方法，在直叶片长

7、度方向上向后倾斜为810、宽度方向上向下倾斜为5860的条件下，对铝15氧化镁伪合金液进行搅拌。0007本发明的有益效果是对于伪合金液中的颗粒，要想尽快完成其在伪合金液中说明书CN102022923ACN102022937A2/3页4的分散，必须加强搅拌强度。在直叶片坩埚电磁搅拌方法中，随着叶片的增大，伪合金液在流过叶片后的层流运动状态的变化程度逐渐增大，当增大到一定值时，除了产生附加层流运动以外，还将产生伪合金液的附加紊流运动，该附加紊流运动对伪合金液中的颗粒具有深层次的局部搅拌和分散作用，本发明就是利用与优化组合后产生的附加紊流运动进一步促进了氧化镁重颗粒在伪合金液中的均匀分布，从而达到了

8、缩短搅拌时间的目的。利用本发明，对铝15氧化镁伪合金液进行搅拌，实现氧化镁重颗粒均匀分布的搅拌时间可缩短到7分钟，比采用CN1908210专利公开的为2030、为3550的最短搅拌时间11分钟缩短了36。附图说明0008图1为本发明方法搅拌铝15氧化镁伪合金液装置的主视图。0009图中，电磁极对1，石墨坩埚2，直叶片3，上盖4，AR气管5，堵塞6，外罩7，伪合金液8，底架9。0010图2为本发明方法搅拌铝15氧化镁伪合金液装置的AA局部视图。0011图3为本发明方法搅拌铝15氧化镁伪合金液装置的BB局部视图。0012图4为采用本发明方法搅拌的铝15氧化镁伪合金液的微观组织。具体实施方式0013

9、结合附图对本发明方法搅拌铝15氧化镁伪合金液装置的具体说明如下0014铝15氧化镁伪合金液的搅拌装置包括旋转电磁搅拌装置、石墨坩埚2、上盖4、AR气管5、堵塞6、底架9。0015旋转电磁搅拌装置的三对电磁极对1均布在石墨坩埚2周围，与石墨坩埚外壁之间的距离为5MM，电磁极对1外侧加外罩7。0016AR气管5固定于上盖4的孔内，堵塞6位于石墨坩埚2底部。0017石墨坩埚2采用机械连接方式固定于底架9上，其内壁上分布有直叶片3，直叶片3采用机械连接方式固定于石墨坩埚2内壁上。直叶片3在石墨坩埚2不同高度上呈水平层状分布，最下层的直叶片3下部与石墨坩埚2内底面的间隔A为10MM，相邻直叶片层之间的间

10、隔B为20MM。在同一直叶片层内，三个直叶片3的根部在周向上间隔为120均匀分布在石墨坩埚2内壁上，直叶片3长度C均为石墨坩埚2半径，宽度D均为石墨坩埚2半径的四分之一。每个直叶片3，在长度方向上，其头部在指向石墨坩埚2水平圆周中心的基础上，顺着伪合金液8的流动方向向后倾斜，直叶片3与其根部和石墨坩埚2水平圆周中心连线的夹角为810，以便不断地将周围的伪合金液8移到内部；在宽度方向上，迎着伪合金液8周向流动的前刃部相对后刃部向下倾斜为5860，以便不断地将下部的伪合金液8移到上部。相邻直叶片层内的直叶片3在同一水平面上的投影其根部在周向上间隔为60均匀分布。0018一种铝15氧化镁伪合金液的搅

11、拌方法，采用直叶片坩埚电磁搅拌方法即采用常规旋转电磁搅拌与内壁布有直叶片石墨坩埚相结合方式对含有15WT氧化镁重颗粒的铝15氧化镁伪合金液进行搅拌，利用旋转电磁搅拌使铝15氧化镁伪合金液产生周向运动，利用坩埚内壁上的直叶片，不断地将周围的铝15氧化镁伪合金液移到内部、将下说明书CN102022923ACN102022937A3/3页5部的铝15氧化镁伪合金液移到上部，从而阻止氧化镁重颗粒的向下沉淀和离心偏聚运动，得到氧化镁重颗粒均匀分布的铝15氧化镁伪合金液，包括以下步骤0019步骤1，将伪合金液8倒入石墨坩埚2；0020步骤2，盖上上盖4，接通AR气以防氧化；0021步骤3，启动旋转电磁搅拌

12、装置对石墨坩埚2内的伪合金液8进行搅拌。0022实施方式一，在直叶片长度方向上向后倾斜为8、宽度方向上向下倾斜为60时，实现氧化镁重颗粒均匀分布的搅拌时间为6分50秒。0023实施方式二，在直叶片长度方向上向后倾斜为9、宽度方向上向下倾斜为59时，实现氧化镁重颗粒均匀分布的搅拌时间为6分30秒。0024实施方式三，在直叶片长度方向上向后倾斜为10、宽度方向上向下倾斜为58时，实现氧化镁重颗粒均匀分布的搅拌时间为7分。0025实施方式四，在直叶片长度方向上向后倾斜为10、宽度方向上向下倾斜为60时，实现氧化镁重颗粒均匀分布的搅拌时间为6分50秒。0026实施方式五，在直叶片长度方向上向后倾斜为8

13、、宽度方向上向下倾斜为58时，实现氧化镁重颗粒均匀分布的搅拌时间为6分40秒。0027可见，在直叶片长度方向上向后倾斜为810、宽度方向上向下倾斜为5860条件下，对铝15氧化镁伪合金液进行搅拌，实现氧化镁重颗粒均匀分布的搅拌时间可缩短到7分钟。0028附图4为采用本发明方法搅拌的铝15氧化镁伪合金液的微观组织。图中深色区域为铝基体，浅色区域为氧化镁重颗粒，可见，氧化镁重颗粒分布非常均匀。可见，本发明可快速实现铝15氧化镁伪合金液中氧化镁重颗粒的均匀分布。说明书CN102022923ACN102022937A1/2页6图1图2说明书附图CN102022923ACN102022937A2/2页7图3图4说明书附图CN102022923A