CN108031821A - 利用不同步弯曲获得液体深过冷的铸造炉及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种利用不同步弯曲获得液体深过冷的铸造炉，包括稳恒磁场线圈，所述稳恒磁场线圈位于所述铸造炉内，施加直流电后产生静磁场；铸型置于所述静磁场内。同时，本发明还提供了一种利用不同步弯曲获得液体深过冷的铸造炉的使用方法。本发明熔炼坩埚设有施加交变磁场和同时或者单独施加静磁场的感应线圈，并且在感应线圈中靠近熔化坩埚长度二分之一的区域内静磁场强度可达到1特斯拉以上；本发明铸型中心部位，即：金属液体凝固的铸件中心部位，最高静磁场强度可达到1特斯拉以上；本发明不仅适用于有磁材料，也同样适用于无磁材料。

Description

利用不同步弯曲获得液体深过冷的铸造炉及使用方法

技术领域

本发明涉及特种铸造设备技术领域，尤其涉及一种利用不同步弯曲获得液体深过冷的铸造炉及使用方法。

背景技术

在大体积的液体内实现深度的过冷一直是搞特种铸造的人们的一个梦想。申请号为201110430497.7，发明名称为一种熔点以下完全充型铸造方法，公开了一种使用低频率、低功率的交变磁场抑制液体中固体的析出的方法，但是，该发明能够使液体过冷的能力非常有限，因为要想使液体过冷的能力增强就必须提高抑制固体析出的磁场强度，但这种磁场的增强会伴随有对液体的加热作用，因而使得液体停止降温，也就无法进一步使液体过冷；而且交变频率的搅动作用也会诱发液体中发生固体形核，使得液体过冷的进程结束。而申请号为201710250064.0，发明名称为静磁致深过冷高充型能力细晶铸造炉及使用方法，公开了一种在铸型及熔化坩埚都施加直流电流的稳恒磁场，该发明虽然是使用了无交变频率的稳态磁场，彻底没有了加热作用和搅动作用，但是因为其稳态磁场的直流电流线圈绕组设置在液体凝固区域的两侧，因此，如果稳态磁场强度达到足够强，则直流电流线圈绕组的体积和重量就会异常庞大到脱离应用现实。因此在直流电流线圈绕组的体积和重量可以接受的范围内，稳态磁场的强度仍显不足，虽然此专利中提到静磁场(也就是稳态磁场)的强度达到1～2特斯拉，但是只是在直流线圈的很近的范围之内静磁场的强度能够达到1特斯拉以上，在99％以上的液体体积之内是远小于1特斯拉的。因此只能利用该发明所述的原理实现液体过冷，实践证明其过冷能力对于金属或合金的细晶铸造在某些场合达不到工业要求。虽然它的液体过冷效果已经好于早期专利，但是，充入型腔的纯液体在凝固之前维持的时间只有短短不到5秒钟，这样在有些大铸件或要求高的铸件的钢液中的气体、夹杂物就没有足够的排出时间，以至于造成铸造产品的气孔、夹杂超标报废。

此外，在工业生产中有不少金属或合金是无磁性的，即，非铁磁性材料，例如镍、铝、钛等，因此静磁致深过冷高充型能力细晶铸造炉及使用方法所基于的原理就是无效的了。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种利用不同步弯曲获得液体深过冷的铸造炉及使用方法，用以解决现有获得液体深过冷的凝固设备无法提供高磁场强度及因无法适用于无磁材料而闲置的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种利用不同步弯曲获得液体深过冷的铸造炉，包括稳恒磁场线圈，所述稳恒磁场线圈位于所述铸造炉内，施加直流电后产生静磁场；铸型置于所述静磁场内。

本发明有益效果如下：本发明将稳恒磁场磁极的S极设置在N极的上端，能够增大磁场强度，使熔化坩埚倾倒的液体产生过冷，进而实现产品晶粒的细小及均匀性能；同时，金属液体凝固的铸件中心部位，最高静磁场强度可达到1特斯拉以上。

在上述方案的基础上，本发明还做了如下改进：

进一步，所述铸造炉还包括熔炼坩埚，所述熔炼坩埚外设有交变线圈和直流线圈组成的复合线圈，所述熔炼坩埚同时/间或施加交流电和直流电。

采用上述进一步方案的有益效果是：本发明熔炼坩埚设有施加交变磁场和同时或者单独施加静磁场的感应线圈，因此所述熔炼坩埚具有将交变磁场和静磁场同时，以及间或施加于其内的金属液体的能力。并且在感应线圈中靠近铁芯的熔化坩埚长度二分之一的区域内静磁场强度可达到1特斯拉以上。

进一步，所述熔炼坩埚外的交流线圈和直流线圈组成的复合线圈产生交变磁场和静磁场。

进一步的，所述直流线圈位于所述交变线圈的外侧中间位置。

进一步的，所述稳恒磁场线圈产生的静磁场与所述熔炼坩埚的直流线圈产生的静磁场同时或单独施加。

一种利用不同步弯曲获得液体深过冷的铸造炉的使用方法，包括以下步骤：

步骤1.将铸型埋砂造型在砂箱内，将此砂箱吊装、推入加热炉内加热；

步骤2.将步骤1加热完成之后的埋有铸型的砂箱拉出加热炉，将埋有铸型的砂箱放置所述铸造炉内；

步骤3.打开炉盖，将熔铸用的母合金沿着熔炼坩埚口推入所述熔炼坩埚；将所述熔炼坩埚复位；

步骤4.检查测试所用仪器是否正常；关闭炉盖；

步骤5.开启冷却水系统，确认各个部位无明显滴漏；

步骤6.开启真空系统；

步骤7.当炉内真空度达到5～3Pa以下时，开启熔化坩埚熔化电源，开启远红外和热电偶同时测温，当热电偶测得凝固温度时，读出远红外数值；开启坩埚直流稳恒磁场电源，开启铸型周围的直流稳恒磁场电源，停止使用电偶测温，单独使用远红外测温，当液体温度降至远红外读数值之后，继续降温，开启熔化坩埚将钢液浇注入铸型；

步骤8.浇注完成后，关闭各电源，各机构复位取出铸型；

步骤9.如果是连续开炉工作，即可在步骤8中的各机构复位之后，更换铸型，其步骤重新从步骤1开始。

进一步的，所述熔炼坩埚中的金属或合金液体在被注入所述铸型之后，仍能在铸型型腔内以熔点以下纯液体状态存在。(这一点很重要，在此前的铸造业界从未有过)。

进一步的，所述铸造炉内所施加的直流电产生的静磁场撤除后，使用退磁磁场在20分钟之内退磁。

进一步的，所述步骤7中，将钢液浇注入铸型，3～6分钟后关闭铸型周围的直流电静磁场的电源，在此时间内，铸型之中的金属或合金液体可以在过冷的液态完成排气和补缩，以得到最终凝固的铸造产品是深过冷的细晶组织；并且同时也是极少含有气孔和疏松的致密组织。

进一步的，所述铸造炉适用于有磁材料和无磁材料。

本发明的有益效果为：

1)本发明熔炼坩埚设有施加交变磁场和同时或者单独施加静磁场的感应线圈，并且在感应线圈中靠近熔化坩埚长度二分之一的区域内静磁场强度可达到1特斯拉以上；

2)本发明铸型中心部位，即：金属液体凝固的铸件中心部位，最高静磁场强度可达到1特斯拉以上；

3)本发明铸型和熔化坩埚的静磁场可以同时施加，并且金属液体凝固的铸件中心部位，最高静磁场强度仍然可达到1特斯拉以上；

4)本发明熔化坩埚中的金属或合金液体在被注入铸型之后，仍可在铸型型腔内，以熔点以下纯液体状态存在；

5)本发明可以在静磁场撤除后，通过使用退磁磁场在20分钟之内退磁；

6)本发明不仅适用于有磁材料，也同样适用于无磁材料；

7)利用了金属液体原子在静磁场中，其原子的电性部分与其中性部分的时空弯曲程度发生偏离。也就是：在施加静磁场后，其电性部分的时空弯曲程度有了增加；而其中性部分的时空弯曲程度没有改变。就此在金属液体冷却过程中，其金属液体原子不能成键结晶，而产生过冷。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明铸造炉核心构造外形示意图；

图2为本发明铸造炉核心构造内部示意图；

图3为对比例所生产的产品剖面图；

图4为本发明所生产的产品剖面图。

图中，1-铸型静磁场或称稳恒磁场线圈，2-钢液，3-熔炼坩埚，4-交流线圈，5-直流线圈，6-铸型。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

本发明一种利用不同步弯曲获得液体深过冷的铸造炉及使用方法，其原理为：目前不仅从数学上，而且从观测上已经证明引力场的物理学本质是时空弯曲。由于人们最早是从爱因斯坦的相对论中知道的时空弯曲，所以一提到时空弯曲就想到万有引力那种弱作用力引力场时空弯曲。其实在我们的现实环境里还存在着强作用力引力场时空弯曲，静电电磁场就属于强作用力引力场，处在这个引力场里，物质的构成原子的电性部分的时空区间是会被弯曲的。而我们一般生活所处时空区间也就是整个原子所处的时空区间，是处于弱作用力引力场的时空区间，即：物质的万有引力这个弱作用力的引力场的时空区间，弱作用力引力场的时空弯曲程度只取决于物质的质量大小(这里所述的强作用力引力场和弱作用力引力场的强度之差是在两个数量级以上的)。

金属或合金的液体及其固体都是由原子构成的。原子的构造可以分为电性部分和中性部分，电性部分就是负电子和正电子，负电子在原子核外运行，正电子、中子、质子构成原子核，正电子和负电子的质量是相等的，而原子核的质量占到整个原子质量的99.9％，而其尺寸却小到，如果把原子比作大教堂，那么原子核就相当于一只苍蝇(ErnestRutherford,1871～1937，about atom-nucleus)。

无论是磁性物质还是非磁性物质，它们的构成原子的电子在静电电磁场这样的强作用力引力场中都必然发生相应的时空弯曲。而该原子的中性部分的时空仍然维持其所处的弱作用力引力场的时空弯曲程度。这样该物质的原子的电性部分的时间减慢、空间缩小。而该物质的原子的中性部分质子——占原子核质量的99.9％，正电子的质量与负电子的质量相同，而且正电子很难脱离原子核(如果磁场强到使正电子脱离原子核，那么它将与负电子结合而发生粒子物质湮灭，其放出的能量远比核聚变放出的能量大，目前人类还没有这个能力。)，因此在静电电磁场这样的强作用力引力场中正电子无法明显改变占原子核质量的99.9％的中性部分质子的原子核在弱作用力引力场中的时空弯曲程度所决定的时空位置。因此该物质的原子核互相之间的距离几乎不会改变。它们之间的距离只是其平均平动动能的大小所决定的，也就是温度所决定的。因此，该物质的液体状态在其温度下降到其凝固点以下时，它也不会凝固。因为该物质的原子的电性部分的时间减慢、空间缩小，而该物质的原子的中性部分—原子核互相之间的距离不会变，因此液体的原子与原子之间不能成键结晶。这样就产生了该物质液体的过冷。这与该物质是否是磁性物质无关。此原理适合于对任何由原子成键结晶而凝固的物质的液体产生凝固过冷现象。

本发明的一个具体实施例，公开了一种利用不同步弯曲获得液体深过冷的铸造炉，包括铸型承载转盘、铸型6、棘轮、铸型承载转盘旋转中心定位轴、铸型承载转盘承重轮、加热元件、铸型静磁场或称稳恒磁场线圈1、熔化坩埚3，熔化坩埚3位于铸型6的上方，铸型6安装于铸型承载转盘的上方，在铸型承载转盘下设有铸型承载转盘承重轮和棘轮，棘轮用于带动铸型承载转盘的转动，在铸型6的周围设有加热元件和铸型静磁场或称稳恒磁场线圈1，铸型承载转盘下端中心部位设有铸型承载转盘旋转中心定位轴，用于限定铸型承载转盘的旋转中心。

其中，铸造炉的核心构造的外形及内部示意图如图1、2所示，铸型静磁场或称稳恒磁场线圈1固定于铸型6的外侧，铸型静磁场或称稳恒磁场线圈1的轴线垂直于铸型承载转盘，且静磁致深过冷高充型能力细晶铸造炉的稳恒磁场线圈固定于铸造炉外；区别使得本实施例铸造炉与静磁致深过冷高充型能力细晶铸造炉的工作原理不同，正是由于将铸型静磁场或称稳恒磁场线圈1固定在铸造炉内，能够提高磁场强度，使得本实施例中的磁场强度大约为静磁致深过冷高充型能力细晶铸造炉磁场强度的5倍，使得本实施例中的铸造炉不仅适用于有磁材料的铸造，例如：铁、钴，也适用于无磁材料的铸造，例如：镍、铝。

熔化坩埚3的外侧设有施加交变磁场和同时或者单独施加静磁场的感应线圈，首先在熔化坩埚的外周固定交变线圈4，然后在交变线圈的外侧中间位置固定直流线圈5；熔化坩埚用于盛放并熔化母合金；熔化坩埚具有远红外和热电偶同时测温的构造；本实施例在感应线圈中靠近熔化坩埚长度二分之一的区域内静磁场强度可达1特斯拉以上；

熔炼坩埚的静磁场由直流线圈产生，熔炼坩埚的交变磁场由交变线圈产生，交变线圈位于熔炼坩埚的外周，直流线圈位于交变线圈的外侧；；直流线圈位于交变线圈的外侧中间位置；交变磁场与静磁场同时或单独施加；直流线圈的稳恒磁场或称静磁场可以与交变线圈的交变磁场同时或单独施加；熔炼坩埚中的金属或合金液体在被注入铸型之后，仍能在铸型型腔内以熔点以下纯液体状态存在；铸造炉内静磁场撤除后，使用退磁磁场在20分钟之内退磁。

本实施例铸型放置于铸型承载转盘上，同时，本实施例在铸型周围的稳恒磁场的磁极上安装有应变片，可以随时测出N-S极之间的吸引力F，因此，可以随时通过F＝BIL的电磁场公式计算出B—磁场强度的数值，本实施例铸型的中心部位即金属液体凝固的铸件中心部位，最高静磁场强度可达到1特斯拉以上；本实施例在铸型周围设有可以活动组合式的加热元件，可以为电阻丝，温度可高达1200℃以上；

铸型承载转盘可以在炉外以手动或电动两种方式慢速转动，随时停顿，用以均温和调整浇注位置，实现同炉多工位浇注；铸型承载转盘转动传输由直径不小于25毫米不大于65毫米的慢速旋转轴输入，其转速最大不超过1转/2秒钟；铸型承载转盘的转动由慢速旋转的棘轮带动，因此铸型承载转盘的转速可以累积，当累积至1转/1秒钟时，这对直径300毫米以上的铸件也具有离心铸造功能；该炉的铸型承载转盘可以慢速转动是该炉的主要常用功能，目的是使铸型周围的加热元件对铸型的加热得以均匀；铸型承载转盘采用铸型承载转盘旋转中心定位轴限定旋转中心，此轴不承重，插入炉底定位槽孔，此槽孔为盲孔，与真空炉外不连通；铸型承载转盘的下部设有多个承重轮，即铸型承载转盘承重轮，铸型承载转盘的外围是转动传递的齿环，与由炉外输入旋转的棘轮相配合，棘轮轴通往炉外，即向铸型承载转轴传输动力的慢速旋转轴；在铸型承载转盘的承载面上还设有铸型限位销孔，铸型通过固定插销插入铸型限位销孔。

值得注意的，本发明铸造炉具备以下特点：

1)本发明熔炼坩埚设有施加交变磁场和同时或者单独施加静磁场的感应线圈，并且在感应线圈中靠近熔化坩埚长度二分之一的区域内静磁场强度可达到1特斯拉以上；

2)本发明的铸型中心部位，即：金属液体凝固的铸件中心部位，最高静磁场强度可达到1特斯拉以上；

3)本发明的铸型和熔化坩埚的静磁场可以同时施加，并且金属液体凝固的铸件中心部位，最高静磁场强度仍然可达到1特斯拉以上；

4)本发明的熔化坩埚中的金属或合金液体在被注入铸型之后，仍可在铸型型腔内，以熔点以下纯液体状态存在；

5)本发明可以在静磁场撤除后，通过使用退磁磁场在20分钟之内退磁。

本发明的另一个具体实施例，公开了一种利用不同步弯曲获得液体深过冷铸造炉的使用方法，包括：

步骤1.将铸型埋砂造型在砂箱内，然后将此砂箱吊装、推入加热炉内加热到1000℃～1200℃，保温不少于3个小时；

步骤2.打开炉门，将步骤1完成之后的埋有铸型的砂箱拉出加热炉，用插车将埋有铸型的砂箱放置于如图2.所示的该铸造炉的底座上；

步骤3.打开炉盖，将熔化坩埚倾斜45度角；将熔铸用的母合金沿着坩埚口推入坩埚，同时将按母合金重量的0.01％～0.03％的脱氧碳配入坩埚；然后将坩埚复位；

步骤4.检查红外测温和电偶测温反应是否正常，检查窥视孔可否正常使用，检查各真空密封面是否洁净；然后，关闭炉盖和炉门；

步骤5.开启冷却水系统，内冷却水压力不小于每平方厘米1.5公斤，温度不高于35℃，各个部位无明显滴漏；

步骤6.开启真空系统，顺序为：机械泵、罗兹泵、扩散泵，依次按各自的真空门槛值到达后打开；

步骤7.当炉内真空度达到5～3Pa以下时，开启熔化坩埚熔化电源，待到母合金全部熔化之后，倾斜坩埚，用钢水烙烫坩埚嘴，至真空度可达3Pa以下，如果钢水熔化时有喷溅现象，可以充入200～400毫米汞柱的氩气，然后，提高功率，升温到合金熔点以上300℃，维持5到10分钟，停电降温，开启远红外和热电偶同时测温，当热电偶测得凝固温度时，读出远红外数值N；然后，再度开启熔化坩埚熔化电源，待到母合金液体升温到合金熔点以上200℃±50℃时，开启坩埚直流稳恒磁场电源，然后关闭交流熔化电源，此时液体温度开始下降，此时每隔5到10分钟，开启熔化坩埚熔化电源功率的50％维持10秒钟；待到温度降至熔点以上50℃时，关闭铸型保温电阻丝加热电源，开启铸型周围的直流稳恒磁场电源，停止使用电偶测温，单独使用远红外测温，当液体温度降至远红外读数值—N之后，再继续降温10℃到20℃，开启熔化坩埚熔化电源功率的30％，倾转坩埚将钢液浇注入铸型，3～6分钟后关闭铸型周围的直流稳恒磁场电源；

步骤8.浇注完成后，关闭坩埚电源，依次关停各真空泵，顺序为：扩散泵、罗兹泵、机械泵；然后，各机构复位；待到炉内热工作部位温度降至150℃以下，可以关停冷却水；打开炉盖、炉门取出铸型；

步骤9.如果是连续开炉工作，即可在步骤8中的各机构复位之后，打开炉盖、炉门更换铸型和母合金，其步骤重新从步骤1开始。

本发明的另一个具体实施例，使用本实施例铸造炉制备产品。

实施例1

步骤1.将铸型埋砂造型在一个砂箱内，然后将此砂箱推入加热炉内加热到1100℃保温4小时；

步骤2.打开炉门，将步骤1完成之后的埋有铸型的砂箱拉出加热炉，用插车将其安放于该铸造炉的铸型底座上；

步骤3.打开炉盖，将熔化坩埚倾斜45度角，将熔铸用的母合金50公斤沿着坩埚口推入坩埚，同时将10克的脱氧碳配入坩埚，然后将坩埚复位；

步骤4.红外测温和电偶测温反应正常，更换窥视孔已经熏黑的镜片，擦拭各真空密封面，然后，关闭炉盖和炉门；

步骤5.开启冷却水系统，内冷却水压力为每平方厘米1.8公斤，温度为25℃，各个部位查无明显滴漏；

步骤6.开启真空系统，顺序为：机械泵、罗兹泵、扩散泵，依次按各自的真空门槛值到达后打开；

步骤7.当炉内真空度达到5Pa时，开启熔化坩埚熔化电源，半功率25分钟之后，给满功率，待到母合金全部熔化之后，倾斜坩埚，用钢水烙烫坩埚嘴，至真空度达到2Pa，然后，提高功率，升温到1600℃，维持5分钟，停电降温，开启远红外和热电偶同时测温，当热电偶测得凝固温度值—1380，读出远红外数值—1330℃；然后，再度开启熔化坩埚熔化电源，待到母合金液体升温到1580℃时，开启坩埚直流稳恒磁场电源，然后关闭交流熔化电源，此时液体温度开始下降，此时每隔8分钟，开启熔化坩埚熔化电源满功率的50％维持10秒钟；待到温度降至1430℃时，开启铸型周围的直流稳恒磁场电源，停止使用电偶测温，单独使用远红外测温，当液体温度降至远红外读数值—1330℃之后，再继续降温到1310℃，开启熔化坩埚熔化电源功率的20％，倾转坩埚将钢液浇注入铸型，3分钟后停止铸型周围的直流稳恒磁场电源；

步骤8.浇注完成后，关闭坩埚电源，依次关停各真空泵，顺序为：扩散泵、罗兹泵、机械泵；然后，各机构复位；待到炉内热工作部位温度降至150℃以下，可以关停冷却水；打开炉盖、炉门取出铸型。

实施例2

步骤1.将铸型埋砂造型在一个砂箱内，然后将此砂箱推入加热炉内加热到1200℃保温3小时；

步骤2.打开炉门，将步骤1完成之后的埋有铸型的砂箱拉出加热炉，用插车将其安放于该铸造炉的铸型底座上；

步骤3.打开炉盖，将熔化坩埚倾斜45度角；将熔铸用的母合金50公斤沿着坩埚口推入坩埚，同时将6克的脱氧碳配入坩埚；然后将坩埚复位；

步骤4.红外测温和电偶测温反应正常，更换窥视孔已经熏黑的镜片，擦拭各真空密封面；然后，关闭炉盖和炉门；

步骤5.开启冷却水系统，内冷却水压力为每平方厘米1.8公斤，温度为25℃，各个部位查无明显滴漏；

步骤6.开启真空系统，顺序为：机械泵、罗兹泵、扩散泵，依次按各自的真空门槛值到达后打开；

步骤7.当炉内真空度达到5Pa时，开启熔化坩埚熔化电源，半功率15分钟之后，给满功率，此时发现钢水有喷溅现象，充入300毫米汞柱的氩气，待到母合金全部熔化之后，倾斜坩埚，用钢水烙烫坩埚嘴，然后，提高功率，升温到1600℃，维持5分钟，停电降温，开启远红外和热电偶同时测温，当热电偶测得凝固温度值—1378，读出远红外数值—1328℃；然后，再度开启熔化坩埚熔化电源，待到母合金液体升温到1580℃时，开启坩埚直流稳恒磁场电源，然后关闭交流熔化电源，此时液体温度开始下降，此时每隔8分钟，开启熔化坩埚熔化电源满功率的50％维持10秒钟；待到温度降至1420℃时，开启铸型周围的直流稳恒磁场电源，停止使用电偶测温，单独使用远红外测温，当液体温度降至远红外读数值—1328℃之后，再继续降温到1308℃，开启熔化坩埚熔化电源功率的20％，倾转坩埚将钢液浇注入铸型，5分钟后停止铸型周围的直流稳恒磁场电源；

步骤8.浇注完成后，关闭坩埚电源，依次关停各真空泵，顺序为：扩散泵、罗兹泵、机械泵；然后，各机构复位；待到炉内热工作部位温度降至150℃以下，可以关停冷却水；打开炉盖、炉门取出铸型。

值得注意的，本发明采用静磁致深过冷高充型能力细晶铸造炉制备产品，产品的剖面图如图3，由图3可以看出，采用静磁致深过冷高充型能力细晶铸造炉生产的产品含有超标气孔和凝固收缩时液体来不及补缩所产生的疏松；而图4是利用不同步弯曲获得液体深过冷的铸造炉所制备的产品，由图4可以看出，采用本发明铸造炉生产的产品不仅没有疏松，而且也没有气孔，另外，与采用静磁致深过冷高充型能力细晶铸造炉生产的产品相比，本发明产品的晶粒更细小、更均匀。

值得注意的，本发明是首创的不同步弯曲的科学理论获得液体的深过冷，这样的过冷能力就使得充入型腔的纯液体在凝固之前维持的时间远远超过5秒钟，对于有些铸件甚至可达3分钟以上；这样对于大部分工业铸件来说就有了足够的凝固排气和夹杂物排出时间。

当然，对于同等尺寸的铸件生产来说，本发明比静磁致深过冷高充型能力细晶铸造炉及使用方法那项专利的技术难度要高得多，设备和电能的投入也要明显的大。但是，本发明的产品质量和可适用的铸件品种都远超静磁致深过冷高充型能力细晶铸造炉及使用方法那项专利。同时，它超强的液体过冷能力也可以推广应用到其他液体凝固领域。

值得注意的，本发明铸造炉及其使用方法不仅适用于有磁材料，也同样适用于无磁材料，扩大了铸造炉的使用范围。

综上所述，本发明提供了一种利用不同步弯曲获得液体深过冷的铸造炉及使用方法，在熔炼坩埚设有施加交变磁场和同时或者单独施加静磁场的感应线圈，并且在靠近感应线圈的区域内静磁场强度可达到1特斯拉以上；本发明金属液体凝固的铸件中心部位，最高静磁场强度可达到1特斯拉以上；铸型的静磁场和熔化坩埚的静磁场以及交变磁场可以同时施加，并且金属液体凝固的铸件中心部位，最高静磁场强度仍然可达到1特斯拉以上；且熔化坩埚中的金属或合金液体在被注入铸型之后，仍可在铸型型腔内，以熔点以下纯液体状态存在；且可以在静磁场撤除后，通过使用退磁磁场在20分钟之内退磁。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用不同步弯曲获得液体深过冷的铸造炉，其特征在于，包括稳恒磁场线圈，所述稳恒磁场线圈位于所述铸造炉内，施加直流电后产生静磁场；铸型置于所述静磁场内。

2.根据权利要求1所述的一种利用不同步弯曲获得液体深过冷的铸造炉，其特征在于，所述铸造炉还包括熔炼坩埚，所述熔炼坩埚外设有交变线圈和直流线圈组成的复合线圈，所述熔炼坩埚同时/间或施加交流电和直流电。

3.根据权利要求2所述的一种利用不同步弯曲获得液体深过冷的铸造炉，其特征在于，所述熔炼坩埚外的交流线圈和直流线圈组成的复合线圈产生交变磁场和静磁场。

4.根据权利要求3所述的一种利用不同步弯曲获得液体深过冷的铸造炉，其特征在于，所述直流线圈位于所述交变线圈的外侧中间位置。

5.根据权利要求3所述的一种利用不同步弯曲获得液体深过冷的铸造炉，其特征在于，所述稳恒磁场线圈产生的静磁场与所述熔炼坩埚的直流线圈产生的静磁场同时或单独施加。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种利用不同步弯曲获得液体深过冷的铸造炉的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1.将铸型埋砂造型在砂箱内，将此砂箱吊装、推入加热炉内加热；

步骤2.将步骤1加热完成之后的埋有铸型的砂箱拉出加热炉，将埋有铸型的砂箱放置所述铸造炉内；

步骤3.打开炉盖，将熔铸用的母合金沿着熔炼坩埚口推入所述熔炼坩埚；将所述熔炼坩埚复位；

步骤4.检查测试所用仪器是否正常；关闭炉盖；

步骤5.开启冷却水系统，确认各个部位无明显滴漏；

步骤6.开启真空系统；

步骤7.当炉内真空度达到5～3Pa以下时，开启熔化坩埚熔化电源，开启远红外和热电偶同时测温，当热电偶测得凝固温度时，读出远红外数值；开启坩埚直流稳恒磁场电源，开启铸型周围的直流稳恒磁场电源，停止使用电偶测温，单独使用远红外测温，当液体温度降至远红外读数值之后，继续降温，开启熔化坩埚将钢液浇注入铸型；

步骤8.浇注完成后，关闭各电源，各机构复位取出铸型；

步骤9.如果是连续开炉工作，即可在步骤8中的各机构复位之后，更换铸型，其步骤重新从步骤1开始。

7.根据权利要求6所述的一种利用不同步弯曲获得液体深过冷的铸造炉的使用方法，其特征在于，所述熔炼坩埚中的金属或合金液体在被注入所述铸型之后，仍能在铸型型腔内以熔点以下纯液体状态存在。

8.根据权利要求6所述的一种利用不同步弯曲获得液体深过冷的铸造炉的使用方法，其特征在于，所述铸造炉内所施加的直流电产生的静磁场撤除后，使用退磁磁场在20分钟之内退磁。

9.根据权利要求6所述的一种利用不同步弯曲获得液体深过冷的铸造炉的使用方法，所述步骤7中，将钢液浇注入铸型，3～6分钟后关闭铸型周围的直流电静磁场的电源，在此时间内，铸型之中的金属或合金液体可以在过冷的液态完成排气和补缩，以得到最终凝固的铸造产品是深过冷的细晶组织；并且同时也是极少含有气孔和疏松的致密组织。

10.根据权利要求6所述的一种利用不同步弯曲获得液体深过冷的铸造炉的使用方法，其特征在于，所述铸造炉适用于有磁材料和无磁材料。