[發(fā)明專利]一種鐵-3.5氮化硼偽合金液的攪拌方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010599585.5
• 申請日: 2010-12-22
• 公開（公告）號: CN102012173A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張鵬;杜云慧;劉漢武
• 申請（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類號: F27D27/00
• 分類號: F27D27/00;B01F13/08
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鐵-3.5氮化硼偽合金液的攪拌方法。

背景技術(shù)

公開號：CN1919433，發(fā)明名稱：“一種含有輕質(zhì)固體顆粒偽合金液攪拌方法及裝置”上，闡述了銅-3.5鍍鎳石墨偽合金液的攪拌方法，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)合方式對含有3.5wt％鍍鎳石墨顆粒的銅-3.5鍍鎳石墨偽合金液進(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，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)動狀態(tài)，在葉片長度方向上向前的傾斜角β對偽合金液施加了向外的作用力，使偽合金液產(chǎn)生了從坩堝內(nèi)部向外部的附加層流運(yùn)動；而在寬度方向上向上的傾斜角γ對偽合金液施加了向下的作用力，使偽合金液產(chǎn)生了從坩堝上部向下部的附加層流運(yùn)動，這樣，通過攪拌可以不斷地將內(nèi)部的偽合金液移到周圍、將上部的偽合金液移到下部，進(jìn)而阻止了偽合金液中顆粒的上浮和中央偏聚運(yùn)動。在專利CN1919433中公開的β為25°、γ為45°條件下，偽合金液中的顆粒就是依靠13分鐘的附加層流運(yùn)動實(shí)現(xiàn)了均勻分布。

鐵-3.5氮化硼偽合金液是含有3.5wt％氮化硼顆粒和96.5wt％鐵液的偽合金液，對于鐵-3.5氮化硼偽合金液的攪拌，由于鐵與氮化硼顆粒的物性尤其是密度之間的差別比銅與鍍鎳石墨顆粒的差別大，銅液密度為8.2～8.9g/cm³，鍍鎳石墨顆粒密度為4.2～4.4g/cm³，氮化硼密度為2.1～2.3g/cm³，鐵液密度為7.0～7.9g/cm³，因此實(shí)現(xiàn)氮化硼顆粒在鐵-3.5氮化硼偽合金液中的均勻分布更困難，也就是說，用于實(shí)現(xiàn)氮化硼顆粒在鐵-3.5氮化硼偽合金液中的均勻分布的攪拌時(shí)間會更長。

對于鐵-3.5氮化硼偽合金液，在實(shí)現(xiàn)氮化硼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，而且鐵-3.5氮化硼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)氮化硼顆粒均勻分布的鐵-3.5氮化硼偽合金液的攪拌時(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)氮化硼顆粒均勻分布的鐵-3.5氮化硼偽合金液的攪拌方法，進(jìn)一步縮短實(shí)現(xiàn)氮化硼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前傾斜β為33～35°、寬度方向上向上傾斜γ為69～71°的條件下，對鐵-3.5氮化硼偽合金液進(jìn)行攪拌。

本發(fā)明的有益效果是：對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γ的增大，偽合金液在流過葉片后的層流運(yùn)動狀態(tài)的變化程度逐漸增大，當(dāng)γ增大到一定值時(shí)，除了產(chǎn)生附加層流運(yùn)動以外，還將產(chǎn)生偽合金液的附加紊流運(yùn)動，該附加紊流運(yùn)動對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γ優(yōu)化組合后產(chǎn)生的附加紊流運(yùn)動進(jìn)一步促進(jìn)了氮化硼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，對鐵-3.5氮化硼偽合金液進(jìn)行攪拌，實(shí)現(xiàn)氮化硼顆粒均勻分布的攪拌時(shí)間可縮短到7分鐘，比CN1919433專利的最短攪拌時(shí)間10分鐘至少又縮短了30％。

附圖說明

圖1為本發(fā)明方法攪拌鐵-3.5氮化硼偽合金液裝置的主視圖。

圖中，電磁極對1，陶瓷坩堝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)明方法攪拌鐵-3.5氮化硼偽合金液裝置的A-A局部視圖。

圖3為本發(fā)明方法攪拌鐵-3.5氮化硼偽合金液裝置的B-B局部視圖。

圖4為采用本發(fā)明方法攪拌的鐵-3.5氮化硼偽合金液的微觀組織。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖對本發(fā)明方法攪拌鐵-3.5氮化硼偽合金液裝置的具體說明如下：

鐵-3.5氮化硼偽合金液的攪拌裝置包括：旋轉(zhuǎn)電磁攪拌裝置、陶瓷坩堝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電磁極對1均布在陶瓷坩堝2周圍，與陶瓷坩堝外壁之間的距離為5mm，電磁極對1外側(cè)加外罩7。