用於金屬鑄造中的全包圍疊加電磁複合感應裝置的製作方法
2023-06-24 00:14:31
專利名稱：用於金屬鑄造中的全包圍疊加電磁複合感應裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於金屬鑄造中的電磁複合感應裝置，尤其涉及一種用於金屬鑄造中的全包圍疊加電磁複合感應裝置。
背景技術：
金屬鑄造一般採用電磁鑄造，其原理是通過對線圈通電產生磁力，使液態金屬形成半懸浮柱體，在液態金屬的下方也就是線圈的下方噴冷卻水冷卻，是液態金屬固化成型。由於鑄機拖動底模以一定速度下降，所以可形成連續鑄造。由於液態金屬在電磁力的約束下成型，沒有與其它物體接觸，所以其表面能在保持自由表面的情況下冷卻固化，其表面非常光滑，在進行下一步加工時不用再對表面進行光滑處理，大大降低了工作強度，節省了時
間和人工成本；由於液態金屬能夠在電磁力作用下達到攪拌效果，使其固化後內部結構非常密實，抗損強度大、韌性高。由於上述原因，所以電磁鑄造成為金屬鑄造的首選。現有的用於金屬鑄造中的電磁複合感應裝置，其線圈採用一個單匝主線圈，其產生的電磁力不夠大，對鋁、鐵等金屬可以完成鑄造成型過程，但對於部分高密度金屬如鋼，就會因為電磁力太小而無法完成鑄造，這就減小了電磁複合感應裝置在金屬鑄造中的應用範圍，限制了金屬電磁鑄造領域的發展。
發明內容本實用新型的目的就在於為了解決上述問題而提供一種用於金屬鑄造中的全包圍疊加電磁複合感應裝置，這種裝置可以適用於各種高密度金屬的鑄造成型，其應用範圍廣闊。本實用新型通過以下技術方案來實現上述目的本實用新型包括外殼、主線圈和冷卻套，所述主線圈和所述冷卻套均設置於所述外殼內，所述冷卻套設置於所述主線圈的下面，所述冷卻套內裝有冷卻水；所述主線圈的上方設置有上輔助導磁線圈，所述主線圈的下方設置有下輔助導磁線圈，所述主線圈的外側設置有外輔助導磁線圈，所述上輔助導磁線圈的內端由下而上與垂直方向呈0° — 45°的夾角；最佳為30°的夾角。主線圈周圍各方向的輔助導磁線圈的增加，可以顯著提高電磁力，完成各種高密度金屬的鑄造；上輔助導磁線圈的內端與垂直方向的夾角則用於控制液態金屬柱的高度和邊緣圓弧半徑。具體地，所述主線圈與所述上輔助導磁線圈之間、主線圈與所述下輔助導磁線圈之間、主線圈與所述外輔助導磁線圈之間、所述下輔助導磁線圈與所述冷卻套之間均設置有絕緣層；所述絕緣層的厚度為10 — 60mm ;最佳為30mm。絕緣層的厚度太小會影響絕緣效果,太大則會減小電磁力。本實用新型的有益效果在於本實用新型通過全方位地增加輔助導磁線圈，使通過液態金屬的有效磁通顯著增力口，極大地增強了電磁力，可實現對鋼等各種高密度金屬的鍛造，擴大了電磁複合感應裝置在金屬鑄造中的應用範圍，推動了金屬電磁鑄造領域的發展。
圖I是本實用新型的俯視結構示意圖；圖2是圖I中的A-A剖視圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明如圖I和圖2所示，本實用新型包括外殼2、主線圈I、上輔助導磁線圈5、下輔助導磁線圈11、外輔助導磁線圈10、冷卻套9和屏蔽罩3，主線圈I、上輔助導磁線圈5、下輔助導磁線圈11、外輔助導磁線圈10和冷卻套9均設置於外殼2內，冷卻套9設置於主線圈I的下面，冷卻套9內裝有冷卻水8 ;上輔助導磁線圈5設置於主線圈I的上方，下輔助導磁線圈11設置於主線圈I的下方，外輔助導磁線圈10設置於主線圈I的外側，上輔助導磁線圈5的內端由下而上與垂直方向呈30°的夾角，也可以為0° — 45°內30°以外的其它度數的夾角。如圖2所示，主線圈I與上輔助導磁線圈5之間、主線圈I與下輔助導磁線圈11之間、主線圈I與外輔助導磁線圈10之間、下輔助導磁線圈11與冷卻套9之間均設置有絕緣層7 ;絕緣層7的厚度為30mm，也可以為10 — 60mm內30mm以外的其它厚度值；絕緣層7的厚度太小會影響絕緣效果，太大則會減小電磁力，具體厚度根據實際需要而定。上輔助導磁線圈5、下輔助導磁線圈11和外輔助導磁線圈10的增加，可以顯著提高電磁力，完成高密度金屬的鑄造；上輔助導磁線圈5的內端與垂直方向的夾角則用於控制液態金屬柱6的高度和邊緣圓弧半徑。結合圖2，使用本實用新型進行金屬電磁鑄造的過程如下I、調整好外殼2、主線圈I、上輔助導磁線圈5、下輔助導磁線圈11、外輔助導磁線圈10、冷卻套9、屏蔽罩3和底模(圖中未示出)的水平及相對位置；2、將底模升入與本實用新型相對應的位置，使其頂面位於下輔助導磁線圈11的下端位置處；3、啟動電源，使主線圈I、上輔助導磁線圈5、下輔助導磁線圈11和外輔助導磁線圈10通電，分別調整功率、頻率及電流至所需標準值(如30KW、2500HZU500A)；4、澆注金屬液體於底模中，液體金屬在主線圈I、上輔助導磁線圈5、下輔助導磁線圈11和外輔助導磁線圈10產生的電磁力的作用下呈半懸浮態，當液體金屬柱達到40_的高度時，調整冷卻套9內的冷卻水8的量至3m3/h，並啟動拉坯系統；5、調整鑄速，初始鑄速為3cm/min，50秒後，冷卻水8被噴至金屬柱，在20秒內將鑄速調整到12cm/min，並保持恆定；6、控制恆定的鑄速，並保持液體金屬柱在40mm的高度；7、當金屬柱達到3米高度時，停止澆注，待金屬柱完全固化後，關閉電源系統，完全停機，取出固化金屬柱待用；[0024]8、檢查金屬柱成品質量，放入庫房，完成整個金屬鑄造過程。結合圖2，由於鑄機拖動底模以一定速度下降，所以可形成連續鑄造。由於液態金屬在電磁力的約束下成型為液態金屬柱6，沒有與其它物體接觸，所以其表面能在保持自由表面的情況下冷卻固化，其表面非常光滑，在進行下一步加工時不用再對表面進行光滑處理，大大降低了工作強度，節省了時間和人工成本。由於液態金屬柱6在成型過程中能夠在電磁力作用下達到攪拌效果，使其固化後內部結構非常密實，抗損強度大、韌性高。液態金屬柱6的上方邊緣在上輔助導磁線圈5的內端與垂直方向的夾角所形成的電磁力差異作用下形成非常光滑的圓弧，而且其圓弧的半徑可以通過改變夾角角度來控制，其效果是傳統電磁複合感應裝置無法達到的。本實用新型的重點在於提供一種增加輔助導磁線圈增大電磁力並可分段控制電
磁力大小的電磁複合感應裝置，如果只改變線圈的形狀、大小、尺寸或材質，則都應視為侵犯本實用新型的權利。
權利要求1.一種用於金屬鑄造中的全包圍疊加電磁複合感應裝置，包括外殼、主線圈和冷卻套，所述主線圈和所述冷卻套均設置於所述外殼內，所述冷卻套設置於所述主線圈的下面，所述冷卻套內裝有冷卻水；其特徵在於所述主線圈的上方設置有上輔助導磁線圈，所述主線圈的下方設置有下輔助導磁線圈，所述主線圈的外側設置有外輔助導磁線圈，所述上輔助導磁線圈的內端由下而上與垂直方向呈0° — 45°的夾角。
2.根據權利要求I所述的用於金屬鑄造中的全包圍疊加電磁複合感應裝置，其特徵在於所述主線圈與所述上輔助導磁線圈之間、主線圈與所述下輔助導磁線圈之間、主線圈與所述外輔助導磁線圈之間、所述下輔助導磁線圈與所述冷卻套之間均設置有絕緣層。
3.根據權利要求2所述的用於金屬鑄造中的全包圍疊加電磁複合感應裝置，其特徵在於所述絕緣層的厚度為10—60mm。
4.根據權利要求3所述的用於金屬鑄造中的全包圍疊加電磁複合感應裝置，其特徵在於所述絕緣層的厚度為30mm。
5.根據權利要求I所述的用於金屬鑄造中的全包圍疊加電磁複合感應裝置，其特徵在所述輔助導磁線圈的內端由下而上與垂直方向呈30°的夾角。
專利摘要本實用新型公開了一種用於金屬鑄造中的全包圍疊加電磁複合感應裝置，包括外殼、主線圈和冷卻套，所述主線圈和所述冷卻套均設置於所述外殼內，所述冷卻套設置於所述主線圈的下面，所述冷卻套內裝有冷卻水；所述主線圈的上方設置有上輔助導磁線圈，所述主線圈的下方設置有下輔助導磁線圈，所述主線圈的外側設置有外輔助導磁線圈，所述上輔助導磁線圈的內端由下而上與垂直方向呈0°—45°的夾角。本實用新型通過全方位增加輔助導磁線圈，使通過液態金屬的有效磁通顯著增加，極大地增強了電磁力，可實現對鋼等高密度金屬的鍛造，擴大了電磁複合感應裝置在金屬鑄造中的應用範圍，推動了金屬電磁鑄造領域的發展。
文檔編號B22D11/049GK202779651SQ20122028217
公開日2013年3月13日 申請日期2012年6月15日 優先權日2012年6月15日
發明者靖新宇 申請人:成都昊地科技有限責任公司