[發(fā)明專利]一種鋁合金熔煉真空動(dòng)態(tài)精煉裝置及真空動(dòng)態(tài)精煉方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010422329.2
• 申請(qǐng)日: 2020-05-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111593217A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯林沖;洪曉露;朱鴻磊;彭銀江;陳大輝;任政;徐英;張將;劉永強(qiáng);朱秀榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)兵器科學(xué)研究院寧波分院
• 主分類號(hào): C22C1/03
• 分類號(hào): C22C1/03;C22C1/06;C22C21/00
• 代理公司: 寧波誠(chéng)源專利事務(wù)所有限公司 33102
• 代理人: 袁忠衛(wèi)

一種鋁合金熔煉真空動(dòng)態(tài)精煉裝置及其精煉方法，包括電阻爐、坩堝、水冷真空爐蓋、攪拌機(jī)構(gòu)和真空系統(tǒng)，坩堝設(shè)置在電阻爐內(nèi)，水冷真空爐蓋可移動(dòng)地設(shè)置在坩堝上與坩堝水冷法蘭真空密封，攪拌機(jī)構(gòu)包括攪拌電機(jī)、水冷攪拌過(guò)渡轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)軸，水冷攪拌過(guò)渡轉(zhuǎn)軸安裝在水冷真空爐蓋上與攪拌電機(jī)相連，轉(zhuǎn)軸安裝在水冷攪拌過(guò)渡轉(zhuǎn)軸下端，真空系統(tǒng)包括真空閥、真空機(jī)械泵和真空除塵過(guò)渡管，水冷真空爐蓋上焊接有真空快接法蘭。本發(fā)明將鋁合金熔煉、大氣精煉除渣和真空精煉集成為一裝置，具有結(jié)構(gòu)緊湊合理、體積小、機(jī)電一體化程度高的優(yōu)點(diǎn)，且爐內(nèi)鋁合金熔體可反復(fù)進(jìn)行真空動(dòng)態(tài)精煉，更快更深層次地降低鋁合金熔體氫含量，提高鋁合金的使用性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬材料制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鋁合金熔煉真空動(dòng)態(tài)精煉裝置及真空動(dòng)態(tài)精煉方法。

背景技術(shù)

鋁合金熔體存在均勻性差、純凈度低和存在內(nèi)部缺陷等問(wèn)題，為獲得高品質(zhì)鋁合金材料，提高鋁合金熔體純凈度，鋁合金精煉已成為現(xiàn)代高性能鋁合金的必要工藝。傳統(tǒng)的鋁合金熔體精煉主要是在大氣環(huán)境下使用鋁合金精煉劑對(duì)鋁合金熔體進(jìn)行除氣和除雜，這一過(guò)程中也會(huì)對(duì)鋁合金熔體進(jìn)行機(jī)械攪拌并噴吹惰性氣體，以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)熔體精煉，但鑄錠的質(zhì)量依然不能很好的保證，還是存在一定的冶金缺陷。

根據(jù)鋁合金熔體中氣、渣共生共存的原理，熔體純凈度主要通過(guò)氫含量來(lái)表征，根據(jù)西華特定律，溫度一定，空間內(nèi)氫氣分壓越低，則鋁合金熔體中相應(yīng)的氫溶解度就越小。因此在真空壞境中，鋁合金熔體的精煉除氫效果要比大氣環(huán)境下更有優(yōu)勢(shì)。

1957年出現(xiàn)了鋁液的真空凈化工藝。該方法是將盛有鋁液的坩堝靜置于密閉的真空室內(nèi)，由于除氣反應(yīng)只限于界面，液面上的氧化膜阻礙氫的擴(kuò)散，導(dǎo)致除氣效率不高，該法在鋁業(yè)中應(yīng)用不多。

因此，需要設(shè)計(jì)出一種鋁合金熔煉真空動(dòng)態(tài)精煉工藝，能更快更深層次地降低鋁合金熔體的氫含量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種鋁合金熔煉真空動(dòng)態(tài)精煉裝置，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、機(jī)電一體化程度高、鋁合金熔體除氫精煉效果好的特點(diǎn)。

本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種鋁合金熔煉真空動(dòng)態(tài)精煉方法，具有操作簡(jiǎn)單、對(duì)鋁合金熔體除氫精煉效果好的特點(diǎn)，能降低熔體內(nèi)雜質(zhì)含量，顯著提高了鋁合金的使用性能。

本發(fā)明解決上述第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：一種鋁合金熔煉真空動(dòng)態(tài)精煉裝置，其特征在于：包括電阻爐、坩堝、水冷真空爐蓋、攪拌機(jī)構(gòu)和真空系統(tǒng)，坩堝設(shè)置在電阻爐內(nèi)，坩堝的上端設(shè)有坩堝水冷法蘭，水冷真空爐蓋為中空結(jié)構(gòu)，水冷真空爐蓋通過(guò)真空爐蓋托架可移動(dòng)地設(shè)置在坩堝上與坩堝水冷法蘭真空密封，攪拌機(jī)構(gòu)包括攪拌電機(jī)、水冷攪拌過(guò)渡轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)軸，水冷攪拌過(guò)渡轉(zhuǎn)軸豎直安裝在水冷真空爐蓋上與攪拌電機(jī)相連接，轉(zhuǎn)軸安裝在水冷真空爐蓋的下方與水冷攪拌過(guò)渡轉(zhuǎn)軸相連接，真空系統(tǒng)包括真空閥、真空機(jī)械泵和真空除塵過(guò)渡管，水冷真空爐蓋上焊接有與真空系統(tǒng)相連接的真空快接法蘭。

作為改進(jìn)，所述電阻爐外左側(cè)設(shè)有一架體，架體上安裝有冷卻水排、水平拖動(dòng)油缸和上下拖動(dòng)油缸，真空爐蓋托架設(shè)置架體上位于電阻爐的左上方，真空爐蓋托架可在水平拖動(dòng)油缸和上下拖動(dòng)油缸的作用下上下左右移動(dòng)，水冷真空爐蓋、攪拌電機(jī)安裝在真空爐蓋托架上，攪拌電機(jī)的輸出端通過(guò)同步帶與水冷攪拌過(guò)渡轉(zhuǎn)軸相連接。

再改進(jìn)，所述水冷真空爐蓋的中心處設(shè)有一供水冷攪拌過(guò)渡轉(zhuǎn)軸安裝的安裝孔，安裝孔內(nèi)還裝配有軸承和真空骨架油封，水冷攪拌過(guò)渡轉(zhuǎn)軸的上端與水冷旋轉(zhuǎn)接頭相連接。

再改進(jìn)，所述冷卻水排設(shè)有冷水管與水冷旋轉(zhuǎn)接頭相連接，通過(guò)冷卻水排供給水冷攪拌過(guò)渡轉(zhuǎn)軸、水冷真空爐蓋和坩堝水冷法蘭的循環(huán)冷卻水。

進(jìn)一步，所述轉(zhuǎn)軸為石墨轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸通過(guò)螺紋連接的方式同軸安裝在水冷攪拌過(guò)渡轉(zhuǎn)軸的下端，轉(zhuǎn)軸的下端設(shè)有轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子為石墨轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子通過(guò)同軸螺紋安裝在轉(zhuǎn)軸的下端。