一种金属熔体均匀化处理的切割片装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种金属熔体均匀化处理的切割片装置，用于金属熔体的高度分散、均匀化处理，或金属半固态浆料制备的特殊方法与装置，属于冶金、铸造等金属材料热加工领域。
【背景技术】
[0002]在冶金、铸造等金属材料热加工领域中，人们需要对金属熔体施加各种“搅拌”处理(例如半固态金属浆料制备、电磁搅拌、机械搅拌等)，目的是使熔体能在一定尺度上的温度和成分均匀化，从而增加凝固过程中的有效形核数量、削减结晶界面前沿的成分过冷现象、使晶体发达的迅速长大受到抑制，结晶成为细小的等轴晶组织。但是，传统的金属熔体处理方法都是基于“搅拌”的理念，这就使得金属熔体剧烈翻腾而引起卷气卷渣缺陷。
[0003]为了克服以上弊端，提高金属熔体的均匀化处理效果，使技术装备更加简单实用，申请人已经公开了发明名称为“金属熔体均匀化处理的切割破散装置与方法”的发明专利。该发明中，发明了采用特殊的切割片，在金属熔体内高速旋转的同时进行上下往复运动，以对金属熔体进行“整体的”切割破散均匀化处理。在该发明中使用的“刀形”的切割片，由于其在金属熔体中产生一种“切割破散”效应，使得其旋转运动阻力极小，极大消除了金属液面的翻腾现象。
[0004]上述技术方案虽然极大消除了金属液面的翻腾现象，但高速旋转的切割片总会在熔体内引发或大或小的扰动，因此，本发明提供了一种改进的金属熔体均匀化处理的切割片装置。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种在整体切割处理金属熔体的同时，利用熔体自身的互逆“对流”来抑制金属液面翻腾而避免卷气卷渣的金属熔体均匀化处理的切割片装置。
[0006]为实现上述目的，本发明采取以下技术方案:
[0007]—种金属熔体均匀化处理的切割片装置，包括切割片、旋转轴和联轴器，所述的切割片安装在旋转轴上，所述的旋转轴与联轴器连接，所述的切割片和旋转轴置于金属熔体的保温容腔内，所述的切割片为刀型，旋转前端侧面呈平面、斜面或曲面，所述切割片在一个或数个旋转面上分层布置，相邻两层的切割片(上层切割片和下层切割片)之间，或者同一层的左切割片和右切割片(位于旋转轴两侧)之间，其旋转前端侧面的斜面方向相互呈反向对称布置。
[0008]优选的，所述的切割片为二层，二层切割片沿旋转轴呈旋转对称分布，上层切割片和下层切割片之间，或者下层的左切割片和右切割片之间，其旋转前端侧面的斜面方向相互呈反向对称布置。
[0009]优选的，所述旋转轴的上部还设有液面保护罩，该液面保护罩呈平面或倒“U”形，液面保护罩浸没在金属液面下，或固定在保温容腔内壁上。
[0010]优选的，所述切割片旋转前端相对锐利，旋转前端的厚度< 5mm。
[0011 ]优选的，切割片沿旋转轴呈旋转对称分布。
[0012]有益效果:
[0013]本发明的金属熔体均匀化处理的切割片装置能在整体高效切割处理金属熔体的同时，极大抑制金属液面翻腾而避免卷气卷渣，可广泛实时地应用于连续铸造、压铸、锻铸、模铸等各种金属铸造场合。
[0014]下面通过附图和【具体实施方式】对本发明做进一步说明，但并不意味着对本发明保护范围的限制。
【附图说明】
[0015]图1为本发明金属熔体均匀化处理的切割片装置的结构示意图。
[0016]图2为本金属熔体均匀化处理的切割片装置的俯视平面图。
[0017]主要附图标记说明:
[0018]I联轴器2旋转轴
[0019]3液面保护罩4上层切割片
[0020]5下层切割片的左切割片6下层切割片的右切割片
【具体实施方式】
[0021]如图1所示，本发明金属熔体均匀化处理的切割片装置的结构示意图，其中，I为联轴器，2为旋转轴，3为液面保护罩，4为上层切割片，5为下层切割片的左切割片，6为下层切割片的右切割片。
[0022]上层切割片4安装在旋转轴2的中上部位置，下层切割片安装在旋转轴2的下部位置，左侧的下层切割片为5，右侧的下层切割片为6，旋转轴2与联轴器I连接，上层切割片4，下层切割片的左切割片5，下层切割片的右切割片6，液面保护罩3以及旋转轴2均置于金属熔体的保温容腔内，上层切割片4，下层切割片的左切割片5，下层切割片的右切割片6均为刀型，旋转前端侧面为斜面。
[0023]本发明的金属熔体均匀化处理的切割片装置的型号尺寸与熔体容腔的尺寸相匹配。
[0024]切割片旋转前端相对锐利，旋转前端的厚度<5mm，侧面呈平面、斜面或曲面。切割片具有锐利或厚度极窄的旋转前端，就能使其在金属熔体中高速旋转时充分发挥“切割破散”的作用，产生的高强剪切力直接切割、破散熔体内所有的微小固相、第二相、氧化物、夹杂甚至分子有序排列，而且，该几何结构的旋转运动阻力极小，能极大降低液面翻腾现象。特别地，在某些应用场合，如果切割片的厚度很薄，则切割片的上下侧面可以都是平面(没有斜面或曲面)。
[0025]本发明的二层切割片沿旋转轴呈旋转对称分布，切割片侧面的斜度方向是根据需要，在层间或同一层内的左右部分之间设计成相互呈反向对称布置。也就是说:上层切割片4(见图1A-A向，旋转前端侧面的斜面方向为向下)和下层切割片(见图1B-B向，旋转前端侧面的斜面方向为向上)之间、下层切割片的左切割片5(见图1C-C向，旋转前端侧面的斜面方向为向下)和右切割片6 (见图1B-B向，旋转前端侧面的斜面方向为向上)之间，相互呈反向对称布置。
[0026]在层间，下层切割片旋转前端侧面的斜面方向向上(B-B向)，在高速旋转时，产生了对金属液向上的推动力；而上层切割片4旋转前端侧面的斜面方向却是向下的(A-A向)，同时产生了另一个对金属液向下的推动力。这两个相反的作用力使得金属熔体的内部激烈上下循环流动，并且极大抑制了金属液面的翻腾现象。同理，在下层左切割片5和下层右切割片6之间也进行了侧面斜面的反向对称布置的设计，这能进一步增强熔体内部的循环紊流，抑制液面翻腾。强烈的熔体内部的循环紊流，能显著增加熔体的均匀化处理效果;而微弱的液面翻腾，则有效消除了金属卷气卷渣。
[0027]液面保护罩3的作用是进一步保护金属液面，完全消除液面翻腾。液面保护罩3可以呈平面或倒“U”形，浸没在金属液面下。液面保护罩3也可以固定安装在保温容腔内壁上。
[0028]联轴器I的作用是实现本装置构造与旋转电机的输出轴进行快速的连接或分离。
[0029]因此，本发明的金属熔体均匀化处理的切割片装置能在整体高效切割处理金属熔体的同时，利用熔体自身的互逆“对流”来抑制金属液面翻腾而避免卷气卷渣，可广泛应用于连续铸造、压铸、锻铸、间歇式模铸等各种金属铸造场合。
【主权项】
1.一种金属熔体均匀化处理的切割片装置，包括切割片、旋转轴和联轴器，其特征在于:所述的切割片安装在旋转轴上，所述的旋转轴与联轴器连接，所述的切割片和旋转轴置于金属熔体的保温容腔内，所述的切割片为刀型，旋转前端侧面呈斜面或曲面，所述切割片在一个或数个旋转面上分层布置，相邻两层的切割片之间，或者同一层的左切割片和右切割片之间，其旋转前端侧面的斜面方向相互呈反向对称布置。2.根据权利要求1所述的金属熔体均匀化处理的切割片装置，其特征在于:所述的切割片为二层，上层切割片和下层切割片之间，或者下层的左切割片和右切割片之间，其旋转前端侧面的斜面方向相互呈反向对称布置。3.根据权利要求2所述的金属熔体均匀化处理的切割片装置，其特征在于:二层切割片沿旋转轴呈旋转对称分布。4.根据权利要求1所述的金属熔体均匀化处理的切割片装置，其特征在于:所述旋转轴的上部还设有液面保护罩，该液面保护罩呈平面或倒“U”形。5.根据权利要求4所述的金属熔体均匀化处理的切割片装置，其特征在于:所述的液面保护罩浸没在金属液面下，或固定在保温容腔内壁上。6.根据权利要求1所述的金属熔体均匀化处理的切割片装置，其特征在于:所述切割片旋转前端锐利，旋转前端的厚度< 5mm。7.根据权利要求1所述的金属熔体均匀化处理的切割片装置，其特征在于:所述的切割片沿旋转轴呈旋转对称分布。
【专利摘要】本实用新型涉及一种金属熔体均匀化处理的切割片装置，属于冶金、铸造等金属材料热加工领域。该装置包括切割片、旋转轴和联轴器，切割片安装在旋转轴上，旋转轴与联轴器连接，切割片和旋转轴置于金属熔体的保温容腔内，切割片为刀型，旋转前端侧面呈斜面或曲面，切割片在一个或数个旋转面上分层布置，相邻两层的切割片之间，或者同一层的左切割片和右切割片之间，其旋转前端侧面的斜面方向相互呈反向对称布置。本实用新型的装置能在整体切割处理金属熔体的同时，利用熔体自身的互逆“对流”来抑制金属液面翻腾而避免卷气卷渣，可广泛应用于连续铸造、间歇式模铸等各种金属铸造场合。
【IPC分类】C22B9/00, B22D1/00
【公开号】CN205341841
【申请号】CN201521126795
【发明人】刘国钧
【申请人】北京有色金属研究总院
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2015年12月29日