专利名称：一种铝-15氧化镁伪合金液的搅拌方法
技术领域：
本发明涉及一种铝-15氧化镁伪合金液的搅拌方法。
背景技术：
公开号CN1908210，发明名称“一种铝基合金液搅拌方法及装置”上， 阐述了含有不互溶重金属组分的铝基合金液的搅拌方法，即，采用常规旋转电磁搅拌与 内壁布有直叶片石墨坩埚相结合方式对含有不互溶重金属组分的铝基合金液进行搅拌。 在这种直叶片坩埚+电磁搅拌方法中，旋转电磁搅拌使伪合金液产生规则的周向层流运 动，而坩埚内壁上的直叶片则改变了伪合金液的规则周向层流运动状态，在叶片长度方 向上向后的倾斜角β对伪合金液施加了向内的作用力，使伪合金液产生了从坩埚周围向 内部的附加层流运动；而在宽度方向上向下的倾斜角Y对伪合金液施加了向上的作用 力，使伪合金液产生从坩埚下部向上部的附加层流运动，这样，通过搅拌可以不断地将 周围的铝基合金液移到内部、将下部的铝基合金液移到上部，进而阻止了重金属液滴的 向下沉淀和离心偏聚运动。在专利CN1908210中公开的β为20 30°、γ为35 50° 条件下，伪合金液中的重液滴就是依靠6 10分钟的附加层流运动实现了均勻分布。铝-15氧化镁伪合金液是含有15\￥1%氧化镁重颗粒和85wt%铝液的伪合金液， 氧化镁密度为3.5 3.6g/cm3，铝液密度为2.6 2.8g/cm3。对于铝-15氧化镁伪合金 液的搅拌，由于氧化镁在伪合金液中为固相颗粒，其均勻分散能力小于重金属液滴的均 勻分散能力，因此实现氧化镁重颗粒在铝-15氧化镁伪合金液中的均勻分布更困难，也 就是说，用于实现氧化镁重颗粒在铝-15氧化镁伪合金液中的均勻分布的搅拌时间会更 长，在专利Cm908210公开的直叶片长度方向上向后倾斜β为20 30°、宽度方向上 向下倾斜Y为35 50°的条件下，至少需要搅拌11分钟后，才能得到氧化镁重颗粒均 勻分布的铝-15氧化镁伪合金液。对于铝-15氧化镁伪合金液，在实现氧化镁重颗粒均勻分布的前提下，用于搅 拌的时间越短，能耗越小，成本越低，而且铝-15氧化镁伪合金液受到的污染也越少， 其质量越高，因此可实现氧化镁重颗粒均勻分布的铝-15氧化镁伪合金液的搅拌时间越 短越好。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有搅拌方法“搅拌时间长”的不足，提 供一种能够快速实现氧化镁重颗粒均勻分布的铝-15氧化镁伪合金液的搅拌方法，进一 步缩短实现氧化镁重颗粒均勻分布的搅拌时间。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是采用直叶片坩埚+电磁搅拌方 法，在直叶片长度方向上向后倾斜β为8 10°、宽度方向上向下倾斜Y为58 60° 的条件下，对铝-15氧化镁伪合金液进行搅拌。本发明的有益效果是对于伪合金液中的颗粒，要想尽快完成其在伪合金液中的分散，必须加强搅拌强度。在直叶片坩埚+电磁搅拌方法中，随着叶片Y的增大，伪 合金液在流过叶片后的层流运动状态的变化程度逐渐增大，当Y增大到一定值时，除了 产生附加层流运动以外，还将产生伪合金液的附加紊流运动，该附加紊流运动对伪合金 液中的颗粒具有深层次的局部搅拌和分散作用，本发明就是利用β与Y优化组合后产生 的附加紊流运动进一步促进了氧化镁重颗粒在伪合金液中的均勻分布，从而达到了缩短 搅拌时间的目的。利用本发明，对铝-15氧化镁伪合金液进行搅拌，实现氧化镁重颗粒 均勻分布的搅拌时间可缩短到7分钟，比采用CN1908210专利公开的β为20 30°、 Y为35 50°的最短搅拌时间11分钟缩短了 36%。
图1为本发明方法搅拌铝-15氧化镁伪合金液装置的主视图。图中，电磁极对1，石墨坩埚2，直叶片3，上盖4，Ar气管5，堵塞6，外罩7， 伪合金液8，底架9。图2为本发明方法搅拌铝-15氧化镁伪合金液装置的A-A局部视图。图3为本发明方法搅拌铝-15氧化镁伪合金液装置的B-B局部视图。图4为采用本发明方法搅拌的铝-15氧化镁伪合金液的微观组织。
具体实施例方式结合附图对本发明方法搅拌铝-15氧化镁伪合金液装置的具体说明如下铝-15氧化镁伪合金液的搅拌装置包括旋转电磁搅拌装置、石墨坩埚2、上盖 4、Ar气管5、堵塞6、底架9。旋转电磁搅拌装置的三对电磁极对1均布在石墨坩埚2周围，与石墨坩埚外壁之 间的距离为5mm，电磁极对1外侧加外罩7。Ar气管5固定于上盖4的孔内，堵塞6位于石墨坩埚2底部。石墨坩埚2采用机械连接方式固定于底架9上，其内壁上分布有直叶片3，直叶 片3采用机械连接方式固定于石墨坩埚2内壁上。直叶片3在石墨坩埚2不同高度上呈 水平层状分布，最下层的直叶片3下部与石墨坩埚2内底面的间隔a为10_，相邻直叶 片层之间的间隔b为20mm。在同一直叶片层内，三个直叶片3的根部在周向上间隔α 为120°均勻分布在石墨坩埚2内壁上，直叶片3长度c均为石墨坩埚2半径，宽度d均 为石墨坩埚2半径的四分之一。每个直叶片3，在长度方向上，其头部在指向石墨坩埚 2水平圆周中心的基础上，顺着伪合金液8的流动方向向后倾斜，直叶片3与其根部和石 墨坩埚2水平圆周中心连线的夹角β为8 10°，以便不断地将周围的伪合金液8移到 内部；在宽度方向上，迎着伪合金液8周向流动的前刃部相对后刃部向下倾斜γ为58 60°，以便不断地将下部的伪合金液8移到上部。相邻直叶片层内的直叶片3在同一水 平面上的投影其根部在周向上间隔δ为60°均勻分布。一种铝-15氧化镁伪合金液的搅拌方法，采用直叶片坩埚+电磁搅拌方法即采用 常规旋转电磁搅拌与内壁布有直叶片石墨坩埚相结合方式对含有化镁重颗粒的 铝-15氧化镁伪合金液进行搅拌，利用旋转电磁搅拌使铝-15氧化镁伪合金液产生周向运 动，利用坩埚内壁上的直叶片，不断地将周围的铝-15氧化镁伪合金液移到内部、将下部的铝-15氧化镁伪合金液移到上部，从而阻止氧化镁重颗粒的向下沉淀和离心偏聚运 动，得到氧化镁重颗粒均勻分布的铝-15氧化镁伪合金液，包括以下步骤步骤1，将伪合金液8倒入石墨坩埚2 ；步骤2，盖上上盖4，接通Ar气以防氧化；步骤3，启动旋转电磁搅拌装置对石墨坩埚2内的伪合金液8进行搅拌。实施方式一，在直叶片长度方向上向后倾斜β为8°、宽度方向上向下倾斜Y 为60°时，实现氧化镁重颗粒均勻分布的搅拌时间为6分50秒。实施方式二，在直叶片长度方向上向后倾斜β为9°、宽度方向上向下倾斜Y 为59°时，实现氧化镁重颗粒均勻分布的搅拌时间为6分30秒。实施方式三，在直叶片长度方向上向后倾斜β为10°、宽度方向上向下倾斜Y 为58°时，实现氧化镁重颗粒均勻分布的搅拌时间为7分。实施方式四，在直叶片长度方向上向后倾斜β为10°、宽度方向上向下倾斜Y 为60°时，实现氧化镁重颗粒均勻分布的搅拌时间为6分50秒。实施方式五，在直叶片长度方向上向后倾斜β为8°、宽度方向上向下倾斜Y 为58°时，实现氧化镁重颗粒均勻分布的搅拌时间为6分40秒。可见，在直叶片长度方向上向后倾斜β为8 10°、宽度方向上向下倾斜Y为 58 60°条件下，对铝-15氧化镁伪合金液进行搅拌，实现氧化镁重颗粒均勻分布的搅 拌时间可缩短到7分钟。附图4为采用本发明方法搅拌的铝-15氧化镁伪合金液的微观组织。图中深色 区域为铝基体，浅色区域为氧化镁重颗粒，可见，氧化镁重颗粒分布非常均勻。可见， 本发明可快速实现铝-15氧化镁伪合金液中氧化镁重颗粒的均勻分布。
权利要求
1. 一种铝-15氧化镁伪合金液的搅拌方法，采用直叶片坩埚+电磁搅拌方法即采用 常规旋转电磁搅拌与内壁布有直叶片石墨坩埚相结合方式对含有化镁重颗粒的 铝-15氧化镁伪合金液进行搅拌，利用旋转电磁搅拌使铝-15氧化镁伪合金液产生周向运 动，利用坩埚内壁上的直叶片，不断地将周围的铝-15氧化镁伪合金液移到内部、将下 部的铝-15氧化镁伪合金液移到上部，从而阻止氧化镁重颗粒的向下沉淀和离心偏聚运 动，得到氧化镁重颗粒均勻分布的铝-15氧化镁伪合金液，包括以下步骤 步骤1，将伪合金液倒入石墨坩埚； 步骤2，盖上上盖，接通Ar气以防氧化；步骤3，启动旋转电磁搅拌装置对石墨坩埚内的伪合金液进行搅拌； 其特征在于，直叶片在长度方向上向后倾斜β为8 10°，在宽度方向上向下倾斜 Y 为 58 60°。
全文摘要
本发明公开了一种铝-15氧化镁伪合金液的搅拌方法，属于铝-15氧化镁伪合金液搅拌研究领域，本发明采用直叶片坩埚+电磁搅拌的方法，在直叶片长度方向上向后倾斜β为8～10°、宽度方向上向下倾斜γ为58～60°的条件下，对铝-15氧化镁伪合金液进行搅拌，可快速实现氧化镁重颗粒的均匀分布，搅拌时间可缩短到7分钟。
文档编号C22C1/00GK102022923SQ20101059951
公开日2011年4月20日 申请日期2010年12月22日 优先权日2010年12月22日
发明者刘伟, 刘汉武, 姚莎莎, 张君, 张鹏, 杜云慧, 郝志强 申请人:北京交通大学