[實用新型]金屬澆注過程中超聲處理澆口杯的裝置

有效

• 申請號: 201721149383.4
• 申請日: 2017-09-08
• 公開（公告）號: CN207267034U
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 張興國;周秉文;孟令剛;亞斌;房燦峰
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B22C9/08
• 分類號: B22C9/08;B22D27/20;C22C37/10;C22C37/04;C22C33/10
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙)21235
• 代理人: 趙志雄

技術領域

本實用新型涉及金屬液體澆注的超聲處理，屬于金屬材料制備及冶金技術領域。

背景技術

金屬的鑄造流程及生產環節直接決定了鑄件等金屬制品的質量，如何減少鑄件中的缺陷，細化晶粒，提高鑄件強度是一個永恒的課題。隨著冶金技術的發展，一系列新技術不斷出現，鑄件組織均勻性得到了提高，氣體及雜質不斷減少，但鑄件質量遠沒有達到最高水準。為進一步提高鑄件等金屬制品的力學性能，異質形核劑、溫度控制處理等措施被不斷地提出，上述措施存在污染，效率低，操作復雜等問題。

實用新型內容

為解決現有技術存在的缺陷，本實用新型的目的是提供一種金屬澆注過程中超聲處理澆口杯的裝置及方法，對澆口杯施加超聲，利用超聲波的空化作用、聲流效應等作用，使金屬制品枝晶破碎、晶粒細化、排氣以及成分均勻化。

本實用新型的技術方案是：金屬澆注過程中超聲處理澆口杯的裝置，包括位于生產用澆口杯上方的石墨澆口杯，所述石墨澆口杯連接超聲探頭，超聲探頭通過變幅桿連接超聲換能器，所述超聲換能器連接超聲發生器。

與澆注車連接的澆包位于所述石墨澆口杯上方。

所述生產用澆口杯位于鐵模覆砂鑄型上，鐵模覆砂鑄型位于鑄型支架上。

所述超聲換能器、變幅桿、超聲探頭以及石墨澆口杯分別通過螺紋連接組成一體結構。

所述超聲發生器和超聲換能器位于超聲設備支架上。

所述石墨澆口杯的型腔截面的上部為梯形、下部為矩形。

所述生產用澆口杯內壁設有弧形過渡。

本實用新型的有益效果是：將高能超聲裝置安放到澆口杯上，可在澆注的過程中起到破碎枝晶、細化晶粒以及均勻化成分的作用；本裝置不影響澆注過程，不影響生產效率，成本低，適用于大規模工業生產；本實用新型金屬澆注過程中超聲處理澆口杯的方法及裝置，獲得了具有高強度、高伸長率的球墨鑄鐵，所述的球墨鑄鐵強度>830MPa，伸長率>5％，硬度250～270HBS。

附圖說明

圖1為石墨澆口杯結構示意圖；

圖2為生產用澆口杯結構示意圖；

圖3為超聲處理澆口杯裝置結構示意圖。

圖中附圖標記如下：1、澆注車，2、澆包，3、鐵模覆砂鑄型，4、生產用澆口杯，5、石墨澆口杯，6、超聲探頭，7、變幅桿，8、超聲換能器，9、超聲發生器，10、超聲設備支架，11、鑄型支架。

具體實施方式

下面結合附圖1-3對本實用新型做進一步說明：

金屬澆注過程中超聲處理澆口杯的裝置，包括位于生產用澆口杯4上方的石墨澆口杯5，所述石墨澆口杯5連接超聲探頭6，超聲探頭6通過變幅桿7連接超聲換能器8，所述超聲換能器8連接超聲發生器9。

與澆注車1連接的澆包2位于所述石墨澆口杯5上方。

所述生產用澆口杯4位于鐵模覆砂鑄型3上，鐵模覆砂鑄型3位于鑄型支架11上。

所述超聲換能器8、變幅桿7、超聲探頭6以及石墨澆口杯5分別通過螺紋連接組成一體結構。

所述超聲發生器9和超聲換能器8位于超聲設備支架10上。

所述石墨澆口杯5的型腔截面的上部為梯形、下部為矩形。

所述生產用澆口杯4內壁設有弧形過渡。

金屬澆注過程中超聲處理澆口杯的方法，具體步驟如下：

(1)成分配比：按重量百分比計，C：3.5-3.9％，Si：1.7-2.1％， Mg：0.03-0.05％，Cu：0.2-1.0％，Mn：0.3-0.6％，S＜0.025％，P:＜ 0.06％，Re：0.012-0.015％，其他雜質總含量≤0.02-0.05％，余量為 Fe；

(2)爐料選配：低P低S廢鋼5％和鐵屑10％，回爐料35％，其余為高純生鐵，按步驟(1)成分配比作為爐料；

(3)熔煉和精煉：采用中頻電爐熔化爐料得到鐵水，按步驟(1) 成分配比加入工業錳鐵、工業硅鐵和電解銅均勻熔煉，經脫硫精煉后出爐，出爐溫度為：1400-1480℃；

(4)球化處理：選用Z6S球化劑，加入比例為0.9％；

(5)孕育處理：選用75Si-Fe孕育劑，采用隨流孕育的方式，孕育劑粒度為0.2-0.5mm，加入量0.3-0.5kg/min，總量不超過0.6％；

(6)將超聲換能器8、變幅桿7、超聲探頭6和石墨澆口杯5通過螺紋連接組成一體結構固定于超聲設備支架10上方，超聲設備支架10安放在澆注車1另一側，將石墨澆口杯5放置于生產用澆口杯 4的正上方；