Обработка металла (расплава) в жидком или вязком состоянии в литейных формах: .использование электрических или магнитных воздействий – B22D 27/02

Изобретение относится к металлургической и электрохимической промышленности и может быть использовано при изготовлении сплавов для аккумуляторов водорода. На сплав в режиме кристаллизации и охлаждения подают постоянный ток с наложением на его несущую модулированного сигнала в виде импульсного переменного тока. Постоянный ток протекает по всему объему сплава, а переменный ток - по поверхности сплава. Методом модуляции сигнала переменного импульсного тока кристаллы сплава резко изменяют свою внутреннюю полярность при каждом изменении полярности импульсного тока. В начальный момент кристаллизации это приводит к разрушению нормального режима кристаллизации. Появляются многочисленные дефекты структуры кристаллов. Рост величины кристаллов сильно ограничивается, и создаются новые кристаллы с дефектной структурой. Дефекты структуры являются центрами проникновения атомов водорода при зарядке аккумуляторов водорода. Обеспечивается получение однородных по структуре дефектных кристаллов во всем объеме сплава.

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и сплавов. Расплав металла подают в область действия электромагнитного поля индуктора 1, которое удерживает расплав от растекания в области кристаллизации. Непосредственно на расплав подается охлаждающая жидкость 6. В результате воздействия электромагнитных сил расплав приводится в движение по траектории 5, что уравнивает условия охлаждения слитка по всему сечению. Для обеспечения ускоренной кристаллизации расплава радиус сферы, вписанной в отливаемый объем слитка, должен составлять не более 20 мм. Выбор частоты электромагнитного поля производят по зависимости

где - электропроводность расплава, r_сл - радиус сферы, вписанной в отливаемый объем слитка, µ₀ - магнитная постоянная. Обеспечивается повышение качества слитков за счет получения мелкокристаллической структуры с размером зерен менее 20 мкм. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к электротехнике, к индукционным машинам с естественным охлаждением и может использоваться для перекачивания и перемешивания жидких металлов и сплавов в миксерах, печах, ковшах, слитках. Технический результат состоит в создании бегущего магнитного поля без использования специальных источников питания. Бегущее магнитное поле создается за счет того, что магнитопровод линейной индукционной машины выполнен в виде установленных на одной плоскости цилиндров, на внутренней поверхности которых по образующей с шагом S/N размещены постоянные магниты, где S - длина образующей цилиндра, N - число магнитов, расположенных на окружности. 4 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к металлургии. Устройство содержит кристаллизатор (1), средства (6) для подачи расплава в кристаллизатор, по меньшей мере, два электромагнитных индуктора (3, 4), установленных симметрично друг к другу относительно вертикальной плоскости симметрии слитка (7). Каждый индуктор выполнен с возможностью создания, по меньшей мере, двух электромагнитных полей на различных частотах, бегущих в противоположных направлениях вдоль направления вытягивания слитка и охватывающих всю жидкую сердцевину. Индуктор создает электромагнитное поле с возрастанием величины магнитной индукции по глубине жидкой сердцевины по мере удаления от кристаллизатора ко дну сердцевины или с возрастанием величины магнитной индукции электромагнитного поля вдоль индуктора по глубине жидкой сердцевины по линейной, степенной или экспоненциальной зависимости. Индуктор может создавать электромагнитные поля с убывающей частотой по глубине жидкой сердцевины по мере удаления от кристаллизатора ко дну сердцевины. Достигается улучшение технологических характеристик получаемого слитка и ускорение процесса затвердевания расплава путем интенсивного перемешивания расплава во всем объеме жидкой сердцевины. 2 н.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к металлургии. Кристаллизатор содержит корпус, наружную и внутреннюю водоохлаждаемые гильзы, расположенные соосно, индуктор для электромагнитного перемешивания, кольцевой магнитопровод. Магнитопровод выполнен сборным и установлен во внутренней гильзе. Катушки индуктора установлены между корпусом и наружной гильзой. Обеспечивается создание интенсивного перемешивания расплава вокруг продольной оси кристаллизатора, упрощение монтажа и наладки магнитопровода. 2 ил.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при непрерывном литье стальных заготовок и блюмсов. Способ предусматривает, по меньшей мере, первое и второе устройства перемешивания, предназначенные для создания первого и второго магнитных полей, вращающихся с разной частотой относительно оси, проходящей через затвердевающий расплавленный металл. Устройства перемешивания расположены вокруг расплавленного металла достаточно близко друг к другу, так что их соответствующие магнитные поля накладываются с целью получения модулированного магнитного поля. Направления вращения магнитных полей соответствующих устройств перемешивания могут или совпадать, или быть противоположными. Модулированное перемешивание приводит к появлению турбулентности в основной массе расплава в области, в которой температура расплава меньше температуры ликвидуса и в которой сформировано, по меньшей мере, 10% затвердевшего материала. В результате турбулентности потока разрушается формирование кристаллических структур в основной массе расплава, перемешивание расплава с большим содержанием жидкой фазы, расположенного в центральной области основного объема, что приводит к улучшению структуры и качества литых изделий. 6 н. и 34 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к литейному производству. Устройство содержит контейнер 1 с футеровкой 2, два генератора 3 электрических колебаний с частотой 18 кГц - 5 МГц. Генераторы подключены к двум устройствам 4 для ввода колебаний в кристаллизующийся металл. Устройства 4 для ввода колебаний выполнены из кварца, с площадью рабочей поверхности, испускающей колебания, 50-78 мм² . Обеспечивается повышение эффективности процесса получения массивных отливок в формах. 2 ил.

Изобретение относится к металлургической и машиностроительной промышленности, в частности к средствам для обработки электромагнитным излучением расплавленного металла путем изменения физической структуры черных и цветных металлов или их сплавов. Установка содержит литейную форму 1 и генератор 2 импульсов тока длительностью менее 1 нс и мощностью более 1 МВт, подключенный к источнику напряжения 7, с двумя выводами 3 и 4, которые соединены с электродами в виде металлических стержней 5 и 6, введенными с противоположных сторон в литейную форму 1 для соприкосновения с расплавленным металлом. Использование для обработки расплавленного металла литейной формы, в которую с противоположных сторон введены электроды, позволяет создать внутри расплава до завершения его кристаллизации мощные, наносекундные электромагнитные импульсы тока, обеспечивающие при достаточно простой и удобной схеме обработки улучшение свойств металла. 1 ил.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано также для обработки токсичных, агрессивных и т.п. сред в химической и других отраслях промышленности. Способ включает воздействие на обрабатываемый сплав магнитным полем направленной антенны 1, содержащей излучающую обмотку 2 и криволинейный отражатель 3. Антенна подключена к генератору 6 электрического сигнала. На направленную антенну подают электрический сигнал, имеющий спектр белого шума в диапазоне частот 10⁵-10⁹ Гц. В генераторе 6 установлен модулятор 7 электрического сигнала с собственными частотами модификаторов сплава в диапазоне частот 10⁵-10⁹ Гц. В качестве модификаторов используют, например, магний или редкоземельные металлы. Модулятор выполнен в виде одного или более электромагнитных контуров с установленными в них сердечниками 8, выполненными из модификаторов. Один или несколько сердечников 8 могут быть установлены непосредственно в направленную антенну 1. Достигается упрощение процесса, избирательное воздействие на структуру металла, получение заданной структуры и механических свойств отливки. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области литейного производства. Способ включает заливку расплава в форму и последующее получение направленной кристаллической структуры сплава. Направленную кристаллическую структуру получают путем размещения формы в постоянном электромагнитном поле, ориентируя движение ионов металлов в расплаве по винтовым траекториям действующими силами Лоренца. Магнитную текстуру сплава получают воздействием магнитного поля на расплав при его дальнейшем остывании ниже точки Кюри. Достигается повышение магнитных характеристик магнитно-твердых сплавов. 1 ил.

Изобретение относится к области литейного производства. Способ включает вакуумную выплавку и заливку расплава в литейную форму, воздействие на расплав в литейной форме и литниковой системе электромагнитным полем с направлением, совпадающим с направлением гравитационных сил, от соленоида, питаемого трехфазным током, кристаллизацию и охлаждение отливок. На расплав в литейной форме и литниковой системе воздействуют квазиоднородным электромагнитным полем в течение всего переходного периода от состояния ликвидуса до состояния солидуса. Величины фазных токов в соленоиде устанавливают с учетом следующего соотношения 1:(1,08-1,20):(1,27-1,35). Достигается повышение физико-механических свойств отливок. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам обработки расплавов сплавов различных материалов. Способ включает расплавление сплава в нагревательном устройстве, кристаллизацию расплава в форме и воздействие на расплав, находящийся в жидкой фазе и/или в стадии кристаллизации, переменным электромагнитным полем. Воздействие на расплав электромагнитным полем осуществляют с резонансной частотой, по отношению к которой расчетная частота собственных колебаний атомов, по меньшей мере, одного химического элемента, входящего в состав сплава, является кратной. Способ позволяет получить различные сплавы со структурой, определяющей заданные свойства. 9 ил.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано также в химической и других отраслях промышленности. При помощи антенного устройства с регулируемым фокусом излучения формируют направленное электромагнитное излучение. Воздействие на обрабатываемый материал осуществляют дистанционно. Фокус излучения перемещают внутри объема обрабатываемого материала. Материал перегревают на 7-10% относительно температуры плавления. Обеспечивается расширение функциональных возможностей и упрощение способа. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретения относятся к средствам изменения физической структуры алюминиевых сплавов иным путем, чем термообработкой или деформацией, в частности посредством магнитно-импульсного поля, и могут использоваться в металлургической и машиностроительной промышленности. Способ воздействия электромагнитного излучения на расплавленный металл включает обработку расплава на основе алюминия электромагнитными колебаниями путем создания внутри расплава однополярных электромагнитных импульсов тока длительностью порядка 150...180 мкс и мощностью до 5 кВ. Устройство для воздействия электромагнитным излучением на расплавленный металл содержит погружной индуктор, выполненный в виде многовитковой спирали, с напыленным на спираль слоем Al ₂O₃, витки спирали зафиксированы путем заливки индуктора в магнитно-прозрачный керамический корпус, в состав заливочной смеси входит маршалит, жидкое стекло и вода. Техническим результатом является повышение эффективности воздействия на металл при одновременном снижении стоимости установки и энергозатрат и обеспечение работоспособности при высоких температурах. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Группа изобретений относится к области литейного производства. Согласно способу в литейную форму заливают расплавленный металл и на расстоянии от его поверхности размещают электрод. На электрод подают электрический ток для образования электрической дуги между электродом и верхней поверхностью расплавленного металла. Расплавленный металл перемешивают посредством перемещения дуги по верхней его поверхности в процессе затвердевания. Для создания перемещающейся электрической дуги используют аппарат, содержащий, по меньшей мере, один электрод для образования электрической дуги над верхней поверхностью отливаемой металлической отливки, станину для подвешивания электрода над верхней поверхностью отливаемой металлической отливки и второй электрод в виде жидкого металла в литейной форме для создания электрической цепи. Электрическая цепь включает электрическую дугу и регуляторы, подключенные к аппарату для контроля параметров электрической дуги и технологического процесса. Электрод для образования электрической дуги может быть выполнен полым, а аппарат может дополнительно содержать трубопровод и регуляторы для направления потока инертного газа через центр электрода по верхней поверхности отливаемого слитка для обеспечения защиты от окисления, а также удаления литьевого порошка с поверхности отливаемого слитка. Также электрод для создания перемещающейся электрической дуги может быть выполнен в форме ножа и оснащен системой катушек для создания магнитного поля, обеспечивающего интенсивное перемещение дуг, зажигаемых на одном конце электрода, к другому концу электрода. Для образования отдельных перемещающихся электрических дуг аппарат может быть оснащен множеством электродов. Изобретение обеспечивает повышение качества отливок за счет удаления усадочных раковин, уменьшения пористости и улучшения структуры зерна. 4 н. и 10 з.п. ф-лы., 15 ил.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к разливке металлов. Устройство содержит кристаллизатор, средства для подачи металла и электромагнитное устройство для перемешивания. Электромагнитное перемешивающее устройство состоит из двух катушек. Первая катушка возбуждается переменным током. Вторая катушка расположена выше по потоку, чем первая, и выполнена с возможностью смены возбуждения постоянного тока на переменный и наоборот. При первом режиме вторую катушку возбуждают переменным током. Направление вращения магнитного поля совпадает с направлением вращения магнитного поля, создаваемого первой катушкой. При втором режиме вторую катушку возбуждают также, но направление магнитного поля противоположно направлению вращения магнитного поля, создаваемого первой катушкой. При третьем режиме вторую катушку возбуждают постоянным током. Создается горизонтально направленное магнитное поле, противоположно направленное потокам жидкости как в поперечной, так и в продольной плоскостях кристаллизатора. Обеспечивается гибкое управление скорости перемешивания и потоком расплава. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.