[發(fā)明專利]混合噴射器噴嘴和流量控制裝置有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011072776.6 | 申請日： | 2015-05-21 |
| 公開（公告）號： | CN112570696B | 公開（公告）日： | 2022-07-19 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | S.R.瓦格斯塔夫;R.B.瓦格斯塔夫 | 申請（專利權(quán)）人： | 諾維爾里斯公司 |
| 主分類號： | B22D37/00 | 分類號： | B22D37/00;B22D1/00;B22D2/00;B22D27/09 |
| 代理公司： | 中國專利代理(香港)有限公司 72001 | 代理人： | 肖日松;王瑋 |
| 地址： | 美國喬*** | 國省代碼： | 暫無信息 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 混合 噴射器 噴嘴 流量 控制 裝置 | ||
本發(fā)明涉及混合噴射器噴嘴和流量控制裝置。揭示用于減小鑄造金屬中的宏觀偏析的技術(shù)。技術(shù)包含提供能夠增加在正鑄造的鑄錠的流體區(qū)域中的混合的噴射器噴嘴。技術(shù)還包含提供非接觸流量控制裝置以混合和/或施加壓力到正被引入到模腔的熔融金屬。所述非接觸流量控制裝置可基于永久磁體或電磁體。技術(shù)另外可包含在將所述熔融金屬引入到所述模腔前主動冷卻和混合所述熔融金屬。
本申請案主張2014年5月21日申請、題目為《熔融鋁的基于磁性的攪拌（MAGNETICBASED STIRRING OF MOLTEN ALUMINUM）》的美國臨時申請案第62/001,124號和2014年10月7日申請、題目為《基于磁體的氧化物控制（MAGNET-BASED OXIDE CONTROL）》的美國臨時申請案第62/060,672號的權(quán)益，所述兩個臨時申請案在此被以引用的方式全部并入。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明大體涉及金屬鑄造，且更具體地說，涉及控制熔融金屬到模腔的遞送。
背景技術(shù)
在金屬鑄造工藝中，將熔融金屬傳送到模腔。對于一些類型的鑄造，使用具有假或移動底部的模腔。隨著熔融金屬通常從頂部進入模腔，假底部降低與熔融金屬的額定流量有關(guān)的速率。已在側(cè)部固化的熔融金屬可用以將液體和部分地將液體金屬保留在熔融物貯槽中。金屬可為99.9%固體（例如，全固體）、100%液體和其間的任何狀態(tài)。歸因于隨著熔融金屬冷卻固體區(qū)域的增大的厚度，熔融物貯槽可呈V形、U形或W形。固體與液體金屬之間的分界面有時被稱作固化分界面。
隨著熔融物貯槽中的熔融金屬變?yōu)樵诖笾?%固體到大致5%固體之間，可出現(xiàn)成核且金屬的小晶體可形成。這些小（例如，納米大小）晶體開始形成為核，其在優(yōu)先方向上繼續(xù)生長以隨著熔融金屬冷卻形成枝晶。隨著熔融金屬冷卻到枝晶凝聚點（例如，在用于飲料罐端的5182鋁中為632℃），枝晶開始粘在一起。取決于熔融金屬的溫度和百分比固體，在鋁的某些合金中，晶體可包含或俘獲不同粒子（例如，金屬間化合物或氫氣泡），例如，F(xiàn)eAl6、Mg2Si、FeAl3、Al8Mg5和粗H2的粒子。
另外，當在熔融物貯槽的邊緣附近的晶體在冷卻期間收縮時，尚未固化液體組成物或粒子可被排斥或擠出晶體（例如，從晶體的枝晶之間出來）且可在熔融物貯槽中累積，從而導(dǎo)致粒子或不太可溶的摻合元素在鑄錠內(nèi)的不均勻平衡。這些粒子可獨立于固化分界面移動，且具有多種密度和有浮力的響應(yīng)，從而導(dǎo)致在固化鑄錠內(nèi)的優(yōu)先沉淀。另外，貯槽內(nèi)可存在淤塞區(qū)域。
摻合元素在晶粒的長度尺度上的不均質(zhì)分布被稱為顯微偏析。相比之下，宏觀偏析為在大于晶粒（或許多晶粒）的長度尺度（例如，多達數(shù)米的長度尺度）上的化學不均質(zhì)性。
宏觀偏析可導(dǎo)致不良材料性質(zhì)，確切地說，其可對于某些用途（例如，航空框）不良。不同于顯微偏析，宏觀偏析不能通過均質(zhì)化來固定。雖然在滾動期間一些宏觀偏析金屬間化合物可被分解（例如，F(xiàn)eAl6、FeAlSi），但一些金屬間化合物呈抵抗在滾動期間被分解的形狀（例如，F(xiàn)eAl3）。
雖然新的熱液體金屬到金屬貯槽內(nèi)的添加創(chuàng)造一些混合，但額外混合可為需要的。在公共領(lǐng)域中的一些當前混合方法不能良好地起作用，因為其增加了氧化物產(chǎn)生。
另外，鋁的成功混合包含在其它金屬中不存在的難題。鋁的接觸混合可導(dǎo)致結(jié)構(gòu)減弱氧化物和導(dǎo)致不良鑄造產(chǎn)物的夾雜物的形成。鋁的非接觸混合可為困難的，這是歸因于鋁的熱、磁性和電導(dǎo)率特性。
在一些鑄造技術(shù)中，熔融金屬流動至在模腔的頂部附近的分配包，其沿著熔融物貯槽的頂表面引導(dǎo)熔融金屬。分配包的使用將導(dǎo)致熔融物貯槽中的溫度分層，以及晶粒在流速和勢能最低的鑄錠的中心中的沉積。
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