专利名称：用于金属铸造中的横向叠加式电磁复合感应装置的制作方法
技术领域：
[0001]本实用新型涉及一种用于金属铸造中的电磁复合感应装置，尤其涉及一种用于金属铸造中的横向叠加式电磁复合感应装置。
背景技术：
金属铸造一般采用电磁铸造，其原理是通过对线圈通电产生磁力，使液态金属形成半悬浮柱体，在液态金属的下方也就是线圈的下方喷冷却水冷却，是液态金属固化成型。由于铸机拖动底模以一定速度下降，所以可形成连续铸造。由于液态金属在电磁力的约束下成型，没有与其它物体接触，所以其表面能在保持自由表面的情况下冷却固化，其表面非常光滑，在进行下一步加工时不用再对表面进行光滑处理，大大降低了工作强度，节省了时间和人工成本；由于液态金属能够在电磁力作用下达到搅拌效果，使其固化后内部结构非常密实，抗损强度大、韧性高。由于上述原因，所以电磁铸造成为金属铸造的首选。现有的用于金属铸造中的电磁复合感应装置，其线圈采用一个单匝主线圈，其产生的电磁力不够大，对铝、铁等金属可以完成铸造成型过程，但对于部分高密度金属如钢，就会因为电磁力太小而无法完成铸造，这就减小了电磁复合感应装置在金属铸造中的应用范围，限制了金属电磁铸造领域的发展。另外，主线圈的内端均在垂直方向，使液态金属柱上端边缘不够圆滑，其拐角半径也不能调节，使金属铸件的成品质量下降。
发明内容本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种用于金属铸造中的横向叠加式电磁复合感应装置，这种装置可以适用于各种金属的铸造成型，其应用范围广阔。本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的本实用新型包括外壳、主线圈和冷却套，所述主线圈和所述冷却套均设置于所述外壳内，所述冷却套设置于所述主线圈的下面，所述冷却套内装有冷却水；所述主线圈的外侧还设置有辅助导磁线圈，所述主线圈的内端上部设置有由下而上与垂直方向呈0° -45°夹角的斜面；所述斜面的夹角最佳为30°。辅助导磁线圈的增加，可以显著提高电磁力，完成高密度金属的铸造；主线圈的内端上部的斜面与垂直方向的夹角则用于控制液态金属柱的高度和边缘圆弧半径。具体地，所述辅助导磁线圈与所述主线圈之间、所述主线圈与所述外壳之间、所述主线圈与所述冷却套之间均设置有绝缘层；所述绝缘层的厚度为10 — 60mm ;最佳为30mm。绝缘层的厚度太小会影响绝缘效果，太大则会减小电磁力。进一步，所述主线圈的内端上部的斜面起点与所述主线圈的顶部之间的距离为20一80cm ;最佳为 50cm。本实用新型的有益效果在于本实用新型通过增加辅助导磁线圈，使通过液态金属的有效磁通大大增加，增强了电磁力，可实现对钢、铁、铜、铝等金属的锻造，扩大了电磁复合感应装置在金属铸造中的应用范围；通过增加主线圈的内端上部的斜面，使液态金属柱的上端边缘形成半径可调的圆弧形。综上，本实用新型推动了金属电磁铸造领域的发展。
图I是本实用新型的俯视结构示意图；图2是图I中的A-A剖视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明如图I和图2所示，本实用新型包括外壳2、主线圈I、辅助导磁线圈5、冷却套9和屏蔽罩3，主线圈I、辅助导磁线圈5和冷却套9均设置于外壳2内，冷却套9设置于主线圈 I的下面，冷却套9内装有冷却水8 ;辅助导磁线圈5设置于主线圈的外侧，主线圈I的内端上部设置有由下而上与垂直方向呈30°夹角的斜面10，斜面10与垂直方向之间的夹角也可以为0° — 45°内30°以外的其它度数的夹角。如图2所示，辅助导磁线圈5与主线圈I之间、主线圈I与外壳2之间、主线圈I与冷却套9之间均设置有绝缘层7 ;绝缘层7的厚度为30mm，也可以为10 — 60mm内30mm以外的其它厚度值；绝缘层7的厚度太小会影响绝缘效果，太大则会减小电磁力，具体厚度根据实际需要而定。如图2所示，主线圈I的内端上部的斜面10起点与主线圈I的顶部之间的距离为50cm，也可以为20— 80cm内50cm以外的其它距离值。辅助导磁线圈5的增加，可以显著提高电磁力，完成高密度金属的铸造；主线圈I的内端上部的斜面10则用于控制液态金属柱6的高度和边缘圆弧半径。结合图2，使用本实用新型进行金属电磁铸造的过程如下I、调整好外壳2、主线圈I、辅助导磁线圈5、冷却套9、屏蔽罩3和底模(图中未示出)的水平及相对位置；2、将底模升入与本实用新型相对应的位置，使其顶面位于主线圈I的下端位置处；3、启动电源，使主线圈I和辅助导磁线圈5通电，分别调整功率、频率及电流至所需标准值(如 30KW、2500HZ、1500A)；4、浇注金属液体于底模中，液体金属在主线圈I和辅助导磁线圈5产生的电磁力的作用下呈半悬浮态，当液体金属柱达到40mm的高度时，调整冷却套9内的冷却水8的量至3m3/h，并启动拉坯系统；5、调整铸速，初始铸速为3cm/min，50秒后，冷却水8被喷至金属柱，在20秒内将铸速调整到12cm/min,并保持恒定；6、控制恒定的铸速，并保持液体金属柱在40mm的高度；7、当金属柱达到3米高度时，停止浇注，待金属柱完全固化后，关闭电源系统，完全停机，取出固化金属柱待用；8、检查金属柱成品质量，放入库房，完成整个金属铸造过程。结合图2，由于铸机拖动底模以一定速度下降，所以可形成连续铸造。由于液态金属在电磁力的约束下成型为液态金属柱6，没有与其它物体接触，所以其表面能在保持自由表面的情况下冷却固化，其表面非常光滑，在进行下一步加工时不用再对表面进行光滑处理，大大降低了工作强度，节省了时间和人工成本。由于液态金属柱6在成型过程中能够在电磁力作用下达到搅拌效果，使其固化后内部结构非常密实，抗损强度大、韧性高。液态金属柱6的上方边缘在主线圈I的内端上部的斜面10所形成的电磁力差异作用下形成非常光滑的圆弧，而且其圆弧的半径可以通过改变夹角角度来控制，其效果是传统电磁复合感应装置无法达到的。本实用新型的重点在于提供一种增加辅助导磁线圈增大电磁力并可分段控制电 磁力大小的电磁复合感应装置，如果只改变线圈的形状、大小、尺寸或材质，则都应视为侵犯本实用新型的权利。
权利要求1.一种用于金属铸造中的横向叠加式电磁复合感应装置，包括外壳、主线圈和冷却套，所述主线圈和所述冷却套均设置于所述外壳内，所述冷却套设置于所述主线圈的下面，所述冷却套内装有冷却水；其特征在于所述主线圈的外侧还设置有辅助导磁线圈，所述主线圈的内端上部设置有由下而上与垂直方向呈0° — 45°夹角的斜面。
2.根据权利要求I所述的用于金属铸造中的横向叠加式电磁复合感应装置，其特征在于所述辅助导磁线圈与所述主线圈之间、所述主线圈与所述外壳之间、所述主线圈与所述冷却套之间均设置有绝缘层。
3.根据权利要求2所述的用于金属铸造中的横向叠加式电磁复合感应装置，其特征在于所述绝缘层的厚度为10—60mm。
4.根据权利要求3所述的用于金属铸造中的横向叠加式电磁复合感应装置，其特征在于所述绝缘层的厚度为30mm。
5.根据权利要求I所述的用于金属铸造中的横向叠加式电磁复合感应装置，其特征在于所述主线圈的内端上部的斜面由下而上与垂直方向呈30°的夹角。
6.根据权利要求I或5所述的用于金属铸造中的横向叠加式电磁复合感应装置，其特征在于所述主线圈的内端上部的斜面起点与所述主线圈的顶部之间的距离为20— 80cm。
7.根据权利要求6所述的用于金属铸造中的横向叠加式电磁复合感应装置，其特征在于所述主线圈的内端上部的斜面起点与所述主线圈的顶部之间的距离为50cm。
专利摘要本实用新型公开了一种用于金属铸造中的横向叠加式电磁复合感应装置，包括外壳、主线圈和冷却套，所述主线圈和所述冷却套均设置于所述外壳内，所述冷却套设置于所述主线圈的下面，所述冷却套内装有冷却水；所述主线圈的外侧还设置有辅助导磁线圈，所述主线圈的内端上部设置有由下而上与垂直方向呈0°—45°夹角的斜面。本实用新型通过增加辅助导磁线圈，使通过液态金属的有效磁通大大增加，增强了电磁力，可实现对钢、铁、铜、铝等金属的锻造，扩大了电磁复合感应装置在金属铸造中的应用范围；通过增加主线圈的内端上部的斜面，使液态金属柱的上端边缘形成半径可调的圆弧形。
文档编号B22D11/049GK202779650SQ201220282078
公开日2013年3月13日 申请日期2012年6月15日 优先权日2012年6月15日
发明者靖新宇 申请人:成都昊地科技有限责任公司