一种离心铸造装置及其使用方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114160768A(43)申请公布日2022.03.11(21)申请号202111455154.6(22)申请日2021.12.01(71)申请人燕山大学地址066004河北省秦皇岛市海港区河北大街西段438号(72)发明人韩毅关子横孙向阳张伟黄明(74)专利代理机构大连东方专利代理有限责任公司21212代理人李洪福(51)Int.Cl.B22D13/00(2006.01)B22D13/10(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图5页(54)发明名称一种离心铸造装置及其使用方法(57)摘要本发明提供一种离心铸造装置及其使用方法，装置包括主动托辊、从动托辊、铸型，铸型的上方设有定子，定子外缠绕有线圈，铸型与定子之间具有感应线圈装置；所述铸型内设有雾化器水枪。本发明通过感应线圈装置改变磁场的透入深度，逐层加热保温铸型内液态金属，铸件内表面用不同流量的雾化水汽冷却，实现由内而外顺序凝固的精准操控；感应线圈装置的加热保温效果，可控制铸件内部所需流动部分一直保持熔体状态，保留了导电熔体穿过磁场产生的洛伦兹力产生电磁搅拌的效果；感应线圈装置与静磁场相互作用产生的复合磁场将在熔体全域内生成往复振荡力，从而影响晶核的形成与长大，最终细化晶粒，消除残余应力，使得合金组织更均匀、更致密。CN114160768ACN114160768A权利要求书1/2页1.一种离心铸造装置，包括主动托辊和从动托辊，所述主动托辊连接有驱动所述主动托辊转动的驱动机构，所述主动托辊和所述从动托辊之间托有铸型，所述铸型在所述主动托辊和所述从动托辊的带动下，沿其轴线转动，其特征在于，所述铸型的上方设有定子，定子外缠绕有线圈，且所述线圈的轴线与所述铸型的轴线垂直，所述线圈连接有直流电源；所述铸型与所述定子之间具有感应线圈装置，且所述感应线圈装置与所述铸型和所述定子之间均具有间隙；所述定子和所述线圈用于产生静磁场；所述感应线圈装置连接有交流电源，所述感应线圈装置用于加热所述铸型，且用于形成交变磁场，所述交变磁场与所述静磁场复合为复合磁场；所述铸型内设有轴线与所述铸型的轴线重合的雾化器水枪，且所述雾化器水枪的侧壁上设有多个喷口，所述雾化器水枪用于向所述铸型内喷射雾化汽水。2.根据权利要求1所述的一种离心铸造装置，其特征在于，所述感应线圈装置包括两排相对设置的感应线圈组，所述感应线圈组沿所述铸型的轴向方向排列，每排感应线圈组均包括多个感应线圈，所述感应线圈呈U形，且所述感应线圈的整体呈与所述铸型相匹配的弧形，相临两个所述感应线圈之间具有空隙。3.根据权利要求1所述的一种离心铸造装置，其特征在于，所述驱动机构包括电机，所述电机的输出端通过第一联轴器与连接轴的一端连接，且所述连接轴通过轴承座支撑，所述连接轴的另一端通过第二联轴器与所述主动托辊连接，所述电机、所述连接轴、所述主动托辊同轴设置，所述主动托辊的轴心与所述铸型的轴心的连线和所述从动托辊的轴线与所述铸型的轴心的连线的夹角为120°。4.根据权利要求3所述的一种离心铸造装置，其特征在于，所述第一联轴器采用弹性柱销连轴器，所述第二联轴器为弹性柱销齿式连轴器。5.根据权利要求1所述的一种离心铸造装置，其特征在于，所述铸型由21CrMo10合金钢制成，所述铸型的内部两端分别安装有环形挡板。6.根据权利要求3所述的一种离心铸造装置，其特征在于，所述轴承座的内腔为空腔结构，且通入冷却水。7.根据权利要求1所述的一种离心铸造装置，其特征在于，所述定子由迭压而成的软铁片或硅钢片制成，且所述定子与所述感应线圈装置之间采用隔热材料隔开。8.根据权利要求1所述的一种离心铸造装置，其特征在于，所述主动托辊、所述从动托辊和所述铸型安装在底板上，且所述底板所在平面在所述主动托辊与所述从动托辊的排列方向上与所述水平面具有3～5°夹角。9.根据权利要求1～8任一权利要求所述的一种离心铸造装置的使用方法，其特征在于，包括：S1：对所述铸型的内壁进行涂料喷涂；S2：打开所述驱动机构，所述铸型转动，感应线圈装置对所述铸型进行预热，使所述涂料烘干；S3：所述线圈工作，开启静磁场，开始浇铸；S4：调整所述感应线圈装置的频率和其所产生的加热温度，使复合磁场透入铸件的深度逐级递减，使加热温度逐级递减，采用所述雾化器水枪对铸件进行冷却，且所述雾化器水2CN114160768A权利要求书2/2页枪的流量逐级增大，使铸件由内至外逐级冷却；S41：在浇铸开始时，调整所述感应线圈装置的频率和加热温度，使所述复合磁场透入至所述铸件的内表面，且使所述铸件为熔体状态；S42：调整所述感应线圈装置的频率和加热温度，使所述复合磁场透入至所述铸件的心部，使所述铸件的心部和外表面均为熔体状态，之后开启所述雾化器水