CN112589073A - 一种外场作用下差压反重力充型凝固装置及工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种外场作用下差压反重力充型凝固装置及工艺方法，包括：凝固腔体、高压部、低压部和真空部，凝固腔体包括：上腔体和下腔体，上腔体内设有铸型，上腔体和下腔体通过中间板连接，上腔体和下腔体之间设有输液管，输液管穿过中间板的中心，下腔体的下端设有液压升降平台，液压升降平台的上端设有熔炼坩埚，下腔体底部设有感应熔炼装置，感应熔炼装置的上端设有电磁脚搅拌装置，下腔体在电磁脚搅拌装置和感应熔炼装置的对应位置设有感应电进口，本发明主要利用真空和电磁耦合外场处理装置及其差压反重力充型及凝固方法，通过对熔体施加电磁场及真空场，从而起到有效去除熔体中的气体，促进夹杂物上浮，获得均匀细小的铸件组织的效果。

Description

一种外场作用下差压反重力充型凝固装置及工艺方法

技术领域

本发明涉及低压铸造技术领域，具体而言，尤其涉及一种外场作用下差压反重力充型凝固装置及工艺方法。

背景技术

低压铸造技术是一种介于压力铸造和重力铸造之间的一种铸造技术，主要应用于有色金属低压铸造。该技术具有原料利用率高，铸件缺陷少，氧化夹杂物少，尺寸精度高，浇铸速度便于调节等优点。但是，通过低压铸造法获得的铸件，其凝固组织均匀性较差，晶粒较粗大，从而严重降低了铸件性能。

晶粒细化处理是提高铸件性能的重要方法。对于应用最为广泛的铝合金铸件，行业内一般使用Al-Ti合金或Al-Ti-B合金晶粒细化剂，在细化晶粒的同时也可以减轻铸件的热裂和偏析倾向，降低气孔率。现有的工艺特点为在中间包内向铝合金熔体添加Al-Sr中间合金、混合稀土(Re)和Al-Zr中间合金作变质、细化处理，提高产品质量。但是由于细化剂对熔体温度、处理时间、加入方式等因素极其敏感，使细化效果出现较大差异，且合金元素的加入使生产成本提高，改变了合金成分，影响合金的回收利用，另一方面，对熔体进行搅拌是提高铸件性能的一种方法；传统的机械搅拌工艺简单，但是由于搅拌器与熔体直接接触，在长时间搅拌摩擦作用下容易污染熔体；现有的电磁搅拌方法利用稳恒磁场增大金属熔体过冷度，从而增加形核速率，细化凝固组织，但是强磁场设备贵重且复杂，浇注过程对温度控制要求高，且稳恒磁场不能去除熔体中的气体和夹杂。

因此需要设计一种外场作用下差压反重力充型凝固装置及工艺方法。

发明内容

根据上述提出现有的低压铸造技术存在无法完全去除杂质和气体且无法完全搅拌的技术问题，而提供一种外场作用下差压反重力充型凝固装置及工艺方法。本发明主要利用真空和电磁耦合外场处理装置及其差压反重力充型及凝固方法，通过对熔体施加电磁场及真空场，从而起到有效去除熔体中的气体，促进夹杂物上浮，获得均匀细小的铸件组织的效果。

本发明采用的技术手段如下：

一种外场作用下差压反重力充型凝固装置，其特征在于，包括：凝固腔体、高压部、低压部和真空部，所述凝固腔体包括：上腔体和下腔体，所述上腔体内设有铸型，所述上腔体和下腔体通过中间板连接，所述上腔体和所述下腔体之间设有输液管，所述输液管穿过所述中间板的中心，所述下腔体的下端设有液压升降平台，所述液压升降平台的上端设有熔炼坩埚，所述下腔体底部设有感应熔炼装置，所述感应熔炼装置的上端设有电磁脚搅拌装置，所述下腔体在所述电磁脚搅拌装置和所述感应熔炼装置的对应位置设有感应电进口；所述高压部包括恒压高压罐和带阀导气管，所述恒压高压罐通过所述带阀导气管连接在所述上腔体和所述下腔体的下端；所述低压部包括恒压低压罐和所述带阀导气管，所述恒压低压罐通过所述带阀导气管连接在所述上腔体上；所述真空部包括真空泵、真空罐和所述带阀导气管，所述真空泵与所述真空罐连接，所述真空罐通过所述带阀导气管连接在所述上腔体的下端和所述下腔体的上端。

进一步地，所述电磁脚搅拌装置的材料为奥氏体不锈钢水冷套；所述下腔体的上端设有石英玻璃观察孔。

进一步地，所述恒压高压罐内为高压氩气；所述恒压低压罐内为低压氩气。

本发明还提供一种外场作用下差压反重力充型凝固装置的凝固工艺，其特征在于该凝固工艺步骤包括：

步骤S1：将铝合金原料或纯铝及相关元素的中间合金烘干和除去表面杂质后投入所述熔炼坩埚，启动所述感应熔炼装置将原料熔化成液体，然后利用所述液压升降平台将所述熔炼坩埚升起，利用变质剂进行变质，利用纯度大于99.99％的高纯氩气旋转喷吹进行除气，然后进行除渣；

步骤S2：除渣后利用所述液压升降平台将所述熔炼坩埚降至所述感应熔炼装置处，封闭所述中间板，安装所述输液管、所述铸型和所述上部腔体后抽真空；

步骤S3：启动所述感应熔炼装置将金属液升至预定温度后保持等温静置一段时间；

步骤S4：利用所述液压升降平台将所述熔炼坩埚升至外场作用区域，启动电磁场对熔体进行处理，深度去除熔体中的气体，保持合金成分和熔体温度的均匀性；

步骤S5：外场作用一定时间后，停止电磁搅拌，静置一段时间，然后利用所述恒压高压罐将所述上腔体和所述下腔体同时通入纯度大于99.99％的高纯氩气；

步骤S6：利用所述恒压低压罐使所述上腔体减压，利用所述下腔体和所述上腔体之间的氩气压力差将铝合金熔液压入所述铸型进行浇铸，浇铸时间为10-25s，保压时间为5～15min；待熔液凝固形成铸件后卸压，打开上腔取出铸件。

进一步地，步骤S1中合金熔体变质剂可采用Al-Ti-B、Al-Sr或Al-RE中间合金。铝合金可以采用ZL114A、ZL205A、ZL104A、ZL101、A356和A357等铝合金。

进一步地，步骤S2中真空度为10-40Pa。

进一步地，步骤S3中真空条件下铝合金熔体等温静置时间为18-25min。

进一步地，步骤S4中熔体达到TL以上80～100℃时启动电磁脚搅拌装置对熔体进行电磁搅拌，中心磁感应强度为0～30mT，电磁场作用时间1～5min。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明提供的一种外场作用下差压反重力充型凝固装置及工艺方法，在差压反重力充型凝固过程中利用电磁场切割金属液产生的感生电流，在金属熔体内产生电磁力，促使熔体产生强制性对流，使熔体温度场合溶质分布更均匀，并加强了形核和游离，在铸造过程中施加磁场和真空场不会引入其他杂质，是一种理想的提高铸件质量的方法。

2、本发明提供的一种外场作用下差压反重力充型凝固装置及工艺方法在差压反重力充型凝固过程中引入电磁场和真空场，不影响现有的铸造条件和工艺，设备简单，操作方便，具备工艺适应性强、方便灵活、铸件气孔率低、力学性能高的优势，适用于大中型铸造铝合金铸件的成形制造和工业化生产。

3、本发明提供的一种外场作用下差压反重力充型凝固装置及工艺方法将非真空合金熔炼、变质和初步除气精炼和真空场、电磁场耦合深度精炼有机结合，实现了大体积铝合金熔体的深度精炼，对于提升大型复杂铝合金铸造产品的致密性非常有益。

基于上述理由本发明可在低压铸造技术等领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种外场作用下差压反重力充型凝固装置及工艺方法的结构示意图。

图2为本发明一种外场作用下差压反重力充型凝固装置及工艺方法的非真空条件熔炼、变质和除气时坩埚位置示意图。

图3为本发明一种外场作用下差压反重力充型凝固装置及工艺方法的真空条件熔体深度净化时坩埚位置示意图。

图中：1、上腔体；2、铸型；3、铝合金铸件；4、中间板；5、输液管；6、石英玻璃观察孔；7、熔炼坩埚；8、电磁脚搅拌装置；9、感应熔炼装置；10、液压升降平台；11、位置控制装置；12、下腔体；13、感应电进口；14、恒压高压罐；15、真空泵；16、真空罐；17、气体控制阀；18、恒压低压罐。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1-3所示，本发明提供了一种外场作用下差压反重力充型凝固装置，包括：凝固腔体、高压部、低压部和真空部，所述凝固腔体包括：上腔体1和下腔体12，所述上腔体1内设有铸型2，所述上腔体1和下腔体12通过中间板4连接，所述上腔体1和所述下腔体12之间设有输液管5，所述输液管5穿过所述中间板4的中心，所述下腔体12的下端设有液压升降平台10，所述液压升降平台10通过位置控制装置11进行控制，所述液压升降平台10的上端设有熔炼坩埚7，所述下腔体12底部设有感应熔炼装置9，所述感应熔炼装置9的上端设有电磁脚搅拌装置8，所述电磁脚搅拌装置8的材料为奥氏体不锈钢水冷套，所述下腔体12在所述电磁脚搅拌装置8和所述感应熔炼装置9的对应位置设有感应电进口13；所述高压部包括恒压高压罐14和带阀导气管，所述恒压高压罐14通过所述带阀导气管连接在所述上腔体1和所述下腔体12的下端；所述低压部包括恒压低压罐18和所述带阀导气管，所述恒压低压罐18通过所述带阀导气管连接在所述上腔体1上；所述真空部包括真空泵15、真空罐16和所述带阀导气管，所述真空泵15与所述真空罐16连接，所述真空罐16通过所述带阀导气管连接在所述上腔体1的下端和所述下腔体12的上端；所述下腔体12的上端设有石英玻璃观察孔6；所述恒压高压罐14内为高压氩气；所述恒压低压罐18内为低压氩气。

本发明还提供一种外场作用下差压反重力充型凝固装置的凝固工艺，其特征在于该凝固工艺步骤包括：

步骤S1：将铝合金原料或纯铝及相关元素的中间合金烘干和除去表面杂质后投入所述熔炼坩埚7，启动所述感应熔炼装置9将原料熔化成液体，然后利用所述液压升降平台10将所述熔炼坩埚7升起，利用变质剂进行变质，利用纯度大于99.99％的高纯氩气旋转喷吹进行除气，然后进行除渣；

步骤S2：除渣后利用所述液压升降平台10将所述熔炼坩埚7降至所述感应熔炼装置9处，封闭所述中间板4，安装所述输液管5、所述铸型2和所述上部腔体后抽真空；

步骤S3：启动所述感应熔炼装置9将金属液升至预定温度后保持等温静置一段时间；

步骤S4：利用所述液压升降平台10将所述熔炼坩埚7升至外场作用区域，启动电磁场对熔体进行处理，深度去除熔体中的气体，保持合金成分和熔体温度的均匀性；

步骤S5：外场作用一定时间后，停止电磁搅拌，静置一段时间，然后利用所述恒压高压罐14将所述上腔体1和所述下腔体12同时通入纯度大于99.99％的高纯氩气；

步骤S6：利用所述恒压低压罐18使所述上腔体1减压，利用所述下腔体12和所述上腔体1之间的氩气压力差将铝合金熔液压入所述铸型2进行浇铸，浇铸时间为10-25s，保压时间为5～15min；待熔液凝固形成铸件后卸压，打开上腔取出铸件。

步骤S1中合金熔体变质剂可采用Al-Ti-B、Al-Sr或Al-RE中间合金。铝合金可以采用ZL114A、ZL205A、ZL104A、ZL101、A356和A357等铝合金；步骤S2中真空度为10-40Pa；步骤S3中真空条件下铝合金熔体等温静置时间为18-25min；步骤S4中熔体达到TL以上80～100℃时启动电磁脚搅拌装置8对熔体进行电磁搅拌，中心磁感应强度为0～30mT，电磁场作用时间1～5min。

实施例1

1、将ZL114A铝合金原料或纯铝及Al-Si、Al-Mg等中间合金烘干和除去表面杂质后投入所述熔炼坩埚7，启动所述感应熔炼装置9将原料熔化成700～710℃液体，然后利用所述液压升降平台10将坩埚升起至如图2所示位置，利用变质剂进行变质，利用纯度大于99.99％的高纯氩气旋转喷吹进行除气，然后进行除渣；

2、除渣后利用所述液压升降平台10将所述熔炼坩埚7降至所述感应加热装置处,如图3所示，封闭所述中间板4，安装所述输液管5、所述铸型2和所述上腔体1后利用所述真空罐16将所述上腔体1和所述下腔体12同时抽真空10-20Pa；

3、启动所述感应加热装置将金属液升至预定温度后保持等温静置15min；

4、利用所述液压升降平台10将所述熔炼坩埚7升至外场作用区域所述电磁脚搅拌装置8处，启动所述电磁脚搅拌装置8对熔体进行处理1min，深度去除熔体中的气体，保持合金成分和熔体温度的均匀性；

5、外场作用一定时间后，停止电磁搅拌，静置10s，然后利用所述恒压高压罐14将所述上腔体1和所述下腔体12同时通入纯度大于99.99％的高纯氩气；

6、利用所述恒压低压罐18使所述上腔体1减压，利用所述下腔体12和所述上腔体1之间的氩气压力差将铝合金熔液压入所述铸型2进行浇铸，浇铸时间为10-25s，保压时间为5～15min；待熔液凝固形成铸件后卸压，打开上腔取出铸件。

本实施例利用交变旋转磁场促使ZL114A铝合金熔体产生强制性对流，均匀了熔体温度场，加强了晶核形核和游离，实现了铸件组织的晶粒细化，减少了夹杂物，利用真空场和电磁长耦合作用实现了ZL114A铝合金熔体的深度净化，改善了铸件性能。

实施例2

1、将ZL205A铝合金原料或纯铝及Al-Cu等中间合金烘干和除去表面杂质后投入所述熔炼坩埚7，启动所述感应熔炼装置9将原料熔化成700～715℃液体，然后利用所述液压升降平台10将所述熔炼坩埚7升起至如图2所示位置，利用变质剂进行变质，利用纯度大于99.99％的高纯氩气旋转喷吹进行除气，然后进行除渣；

2、除渣后利用所述液压升降平台10将所述熔炼坩埚7降至所述感应熔炼装置9处，封闭所述中间板4，安装所述输液管5、所述铸型2和所述上腔体1后利用所述真空罐16将所述上腔体1和所述下腔体12同时抽真空10-30Pa；

3、启动所述感应熔炼装置9将金属液升至预定温度后保持等温静置18min；

4、利用所述液压升降平台10将所述熔炼坩埚7升至外场作用区域所述电磁脚搅拌装置8处，启动所述电磁脚搅拌装置8对熔体进行处理2min，深度去除熔体中的气体，保持合金成分和熔体温度的均匀性；

5、外场作用一定时间后，停止电磁搅拌，静置20s，然后利用所述恒压高压罐14将所述上腔体1和所述下腔体12同时通入纯度大于99.99％的高纯氩气；

6、利用所述恒压低压罐18使所述上腔体1减压，利用所述下腔体12和所述上腔体1之间的氩气压力差将铝合金熔液压入所述铸型2进行浇铸，浇铸时间为10-25s，保压时间为5～15min；待熔液凝固形成铸件后卸压，打开上腔取出铸件。

实施例3

1、将ZL104A或A357铝合金原料或纯铝及Al-Si、Al-Mg等中间合金烘干和除去表面杂质后投入所述熔炼坩埚7，启动所述感应熔炼装置9将原料熔化成710～720℃液体，然后利用所述液压升降平台10将所述熔炼坩埚7升起至如图2所示位置，利用变质剂进行变质，利用纯度大于99.99％的高纯氩气旋转喷吹进行除气，然后进行除渣；

2、除渣后利用所述液压升降平台10将所述熔炼坩埚7降至所述感应加热装置处,如图3所示，封闭所述中间板4，安装所述输液管5、所述铸型2和所述上腔体1后利用所述真空罐16将所述上腔体1和所述下腔体12同时抽真空20-40Pa；

3、启动所述感应熔炼装置9将金属液升至预定温度后保持等温静置22min；

4、利用所述液压升降平台10将所述熔炼坩埚7升至外场作用区域所述电磁脚搅拌装置8处，启动所述电磁脚搅拌装置8对熔体进行处理3min，深度去除熔体中的气体，保持合金成分和熔体温度的均匀性；

5、外场作用一定时间后，停止电磁搅拌，静置25s，然后利用所述恒压高压罐14将所述上腔体1和所述下腔体12同时通入纯度大于99.99％的高纯氩气；

6、利用所述恒压低压罐18使所述上腔体1减压，利用所述下腔体12和所述上腔体1之间的氩气压力差将铝合金熔液压入所述铸型2进行浇铸，浇铸时间为10-25s，保压时间为5～15min；待熔液凝固形成铸件后卸压，打开上腔取出铸件。

本实施例利用交变旋转磁场促使ZL104A和A357铝合金熔体产生强制性对流，均匀了熔体温度场，加强了晶核形核和游离，实现了铸件组织的晶粒细化，减少了夹杂物，利用真空场和电磁长耦合作用实现了ZL104A铝合金熔体的深度净化，改善了铸件性能。

实施例4

1、将ZL101或A356铝合金原料或纯铝及Al-Si、Al-Mg等中间合金烘干和除去表面杂质后投入所述熔炼坩埚7，启动所述感应熔炼装置9将原料熔化成710～715℃液体，然后利用所述液压升降平台10将坩埚升起至如图2所示位置，利用变质剂进行变质，利用纯度大于99.99％的高纯氩气旋转喷吹进行除气，然后进行除渣；

2、除渣后利用所述液压升降平台10将所述熔炼坩埚7降至所述感应熔炼装置9处,如图3所示。封闭所述中间板4，安装所述输液管5、所述铸型2和所述上腔体1后利用所述真空罐16将所述上腔体1和所述下腔体12同时抽真空15-30Pa；

3、启动9-感应加热将金属液升至预定温度后保持等温静置25min；

4、利用所述液压升降平台10将所述熔炼坩埚7升至外场作用区域所述电磁脚搅拌装置8处，启动所述电磁脚搅拌装置8对熔体进行处理5min，深度去除熔体中的气体，保持合金成分和熔体温度的均匀性；

5、外场作用一定时间后，停止电磁搅拌，静置30s，然后利用所述恒压高压罐14将所述上腔体1和所述下腔体12同时通入纯度大于99.99％的高纯氩气；

6、利用所述恒压低压罐18使所述上腔体1减压，利用所述下腔体12和所铸型2进行浇铸，浇铸时间为10-25s，保压时间为5～15min；待熔液凝固形成铸件后卸压，打开上腔取出铸件。

本实施例利用交变旋转磁场促使ZL101和A356铝合金熔体产生强制性对流，均匀了熔体温度场，加强了晶核形核和游离，实现了铸件组织的晶粒细化，减少了夹杂物，利用真空场和电磁长耦合作用实现了ZL101和A356铝合金熔体的深度净化，改善了铸件性能。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种外场作用下差压反重力充型凝固装置，其特征在于，包括：凝固腔体、高压部、低压部和真空部，所述凝固腔体包括：上腔体和下腔体，所述上腔体内设有铸型，所述上腔体和下腔体通过中间板连接，所述上腔体和所述下腔体之间设有输液管，所述输液管穿过所述中间板的中心，所述下腔体的下端设有液压升降平台，所述液压升降平台的上端设有熔炼坩埚，所述下腔体底部设有感应熔炼装置，所述感应熔炼装置的上端设有电磁脚搅拌装置，所述下腔体在所述电磁脚搅拌装置和所述感应熔炼装置的对应位置设有感应电进口；所述高压部包括恒压高压罐和带阀导气管，所述恒压高压罐通过所述带阀导气管连接在所述上腔体和所述下腔体的下端；所述低压部包括恒压低压罐和所述带阀导气管，所述恒压低压罐通过所述带阀导气管连接在所述上腔体上；所述真空部包括真空泵、真空罐和所述带阀导气管，所述真空泵与所述真空罐连接，所述真空罐通过所述带阀导气管连接在所述上腔体的下端和所述下腔体的上端。

2.根据权利要求1所述的一种外场作用下差压反重力充型凝固装置，其特征在于，所述电磁脚搅拌装置的材料为奥氏体不锈钢水冷套；所述下腔体的上端设有石英玻璃观察孔。

3.根据权利要求1所述的一种外场作用下差压反重力充型凝固装置，其特征在于，所述恒压高压罐内为高压氩气；所述恒压低压罐内为低压氩气。

4.一种如权利要求1-3任意权利要求所述一种外场作用下差压反重力充型凝固装置的凝固工艺，其特征在于该凝固工艺步骤包括：

步骤S1：将铝合金原料或纯铝及相关元素的中间合金烘干和除去表面杂质后投入所述熔炼坩埚，启动所述感应熔炼装置将原料熔化成液体，然后利用所述液压升降平台将所述熔炼坩埚升起，利用变质剂进行变质，利用纯度大于99.99％的高纯氩气旋转喷吹进行除气，然后进行除渣；

步骤S2：除渣后利用所述液压升降平台将所述熔炼坩埚降至所述感应熔炼装置处，封闭所述中间板，安装所述输液管、所述铸型和所述上部腔体后抽真空；

步骤S3：启动所述感应熔炼装置将金属液升至预定温度后保持等温静置一段时间；

步骤S4：利用所述液压升降平台将所述熔炼坩埚升至外场作用区域，启动电磁场对熔体进行处理，深度去除熔体中的气体，保持合金成分和熔体温度的均匀性；

步骤S5：外场作用一定时间后，停止电磁搅拌，静置一段时间，然后利用所述恒压高压罐将所述上腔体和所述下腔体同时通入纯度大于99.99％的高纯氩气；

步骤S6：利用所述恒压低压罐使所述上腔体减压，利用所述下腔体和所述上腔体之间的氩气压力差将铝合金熔液压入所述铸型进行浇铸，浇铸时间为10-25s，保压时间为5～15min；待熔液凝固形成铸件后卸压，打开上腔取出铸件。

5.根据权利要求4所述的一种外场作用下差压反重力充型凝固装置的凝固工艺，其特征在于，步骤S1中合金熔体变质剂可采用Al-Ti-B、Al-Sr或Al-RE中间合金。铝合金可以采用ZL114A、ZL205A、ZL104A、ZL101、A356和A357等铝合金。

6.根据权利要求4所述的一种外场作用下差压反重力充型凝固装置的凝固工艺，其特征在于，步骤S2中真空度为10-40Pa。

7.根据权利要求4所述的一种外场作用下差压反重力充型凝固装置的凝固工艺，其特征在于，步骤S3中真空条件下铝合金熔体等温静置时间为18-25min。

8.根据权利要求4所述的一种外场作用下差压反重力充型凝固装置的凝固工艺，其特征在于，步骤S4中熔体达到TL以上80～100℃时启动电磁脚搅拌装置对熔体进行电磁搅拌，中心磁感应强度为0～30mT，电磁场作用时间1～5min。

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