DE202021100531U1

DE202021100531U1 - System für in-situ-autogenes aluminiumbasiertes Verbundmaterial mit Steuerung der Schmelze durch elektromagnetisches Rühren

Info

Publication number: DE202021100531U1
Application number: DE202021100531.9U
Authority: DE
Original assignee: Anhui Huaibei Ceramic And Aluminum New Materials Research Institute Of Shanghai Jiaotong Univ; Anhui Huaibei Ceramic And Aluminum New Materials Research Institute Of Shanghai Jiaotong University; Anhui Xiangbang Composite Mat Ltd; Anhui Xiangbang Composite Material Ltd
Current assignee: Anhui Huaibei Ceramic And Aluminum New Materials Research Institute Of Shanghai Jiaotong Univ; Anhui Huaibei Ceramic And Aluminum New Materials Research Institute Of Shanghai Jiaotong University; Anhui Xiangbang Composite Mat Ltd; Anhui Xiangbang Composite Material Ltd
Priority date: 2020-12-27
Filing date: 2021-02-03
Publication date: 2021-06-10
Anticipated expiration: 2031-02-04
Also published as: CN112760506A

Abstract

System für in-situ-autogenes aluminiumbasiertes Verbundmaterial mit Steuerung der Schmelze durch elektromagnetisches Rühren, dadurch gekennzeichnet, dass das System umfasst:
einen Aluminium-Schmelzofen, der eine Aluminiumschmelze enthält;
eine Vakuumkammer, wobei die Vakuumkammer ein Tauchrohr und eine Luftabsaugöffnung aufweist, wobei das Tauchrohr dafür vorgesehen ist, in die Aluminiumschmelze im Aluminium-Schmelzofen eintauchbar zu sein, wobei die Luftabsaugöffnung dazu dient, die Vakuumkammer zu evakuieren;
einen Graphitrotor zum Drehspritzen von Argon, wobei der Graphitrotor eine Drehstange und einen Sprühkopf aufweist, wobei die Drehstange so eingestellt ist, dass sie mittels eines abgedichteten Lagers, das an einer Oberseite der Vakuumkammer angeordnet ist, durch den Vakuumraum der Vakuumkammer hindurch läuft und den Sprühkopf in einen Boden der Aluminiumschmelze einführt;
eine elektromagnetische Rührvorrichtung, wobei die elektromagnetische Rührvorrichtung unter dem Aluminium-Schmelzofen vorgesehen ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein Verbundmaterial auf Aluminiumbasis, insbesondere ein System für die Herstellung eines in-situ-autogenen aluminiumbasierten Verbundmaterials.
STAND DER TECHNIK
Ein in-situ-autogenes aluminiumbasiertes Verbundmaterial verwendet eine chemische Reaktion zwischen verschiedenen Elementen oder Chemikalien unter bestimmten Bedingungen, um ein oder mehrere Partikel mit keramischer Phase in einer Aluminiummatrix zu erzeugen, um den Zweck der Verbesserung der Eigenschaften einer einzelnen Metalllegierung zu erreichen. Durch in-situ-autogen hergestelltes Verbundmaterial ist die Oberfläche des Verstärkers frei von Verunreinigungen, und die Kompatibilität zwischen der Matrix und dem Verstärker ist gut. Durch die Wahl der Art der Reaktion und die Steuerung der Reaktionsparameter können unterschiedliche Arten von in-situ-verstärkten Partikeln erhalten werden.
Das in-situ-autogene aluminiumbasierte Verbundmaterial stellt jedoch höhere Anforderungen an Bedingungen wie Entgasung und Entfernung von Verunreinigungen während des Herstellungsprozesses, andernfalls ist es leicht, eine ungleichmäßige Größe und Verteilung und einen geringen Massenanteil der Partikel mit Verstärkungsphase in dem hergestellten Verbundmaterial zu verursachen, oder die Materialstruktur wird verschlechtert, die Gießeigenschaft wird sich verschlimmern und die mechanische Eigenschaft des Materials wird reduziert.
Die Entgasung der Aluminiumschmelze erfolgt im Stand der Technik durch Drehspritzen von Inertgas. Die Kernkomponente dieser Technik ist eine hohle Drehstange, d.h. ein Rotor, der an einem Ende einen rotierenden Sprühkopf aufweist, im Gebrauch wird die hohle Drehstange in die Aluminiumschmelze eingefügt, und das Inertgas wird durch einen mittleren Durchgang der Drehstange eingeblasen und durch den rotierenden Sprühkopf ausgestoßen, die sich bildenden Blasen werden durch die hohe Drehzahl des Sprühkopfes in eine große Anzahl kleiner Blasen aufgelöst, Wasserstoff in der Aluminiumschmelze wird an diesen kleinen Blasen anhaften und als Wasserstoffgas ausfallen, während Fremdpartikel in der Aluminiumschmelze adsorbiert und auf den Flüssigkeitsspiegel aufschwimmen werden, um den Zweck der Entgasung und Entfernung von Verunreinigungen zu erreichen.
Heutzutage wird ein Rotor zur Entgasung einer Aluminiumschmelze häufig aus einem Graphitmaterial hergestellt, weil das Graphitmaterial eine ausgezeichnete Wärmeschockbeständigkeit aufweist, maschinell bearbeitet werden kann und die Aluminiumflüssigkeit das Graphit nicht benetzt, die Schwächen vom Graphitmaterial sind jedoch weniger beständig gegen Oxidation bei hohen Temperaturen, so dass ein Austausch nur für 14 bis 20 Tage (Lebensdauer) erforderlich ist.
Außerdem ist es eine Aufgabe, die vom Fachmann auf dem Gebiet zu lösen ist, wie der Grad der gleichmäßigen Verteilung der Partikel mit Verstärkungsphase weiter verbessert wird.
INHALT DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung in einem ersten Aspekt ein System für in-situ-autogenes aluminiumbasiertes Verbundmaterial mit Steuerung der Schmelze durch elektromagnetisches Rühren bereit, umfassend: einen Aluminium-Schmelzofen, der eine Aluminiumschmelze enthält; eine Vakuumkammer, wobei die Vakuumkammer ein Tauchrohr und eine Luftabsaugöffnung aufweist, wobei das Tauchrohr dafür vorgesehen ist, in die Aluminiumschmelze im Aluminium-Schmelzofen eintauchbar zu sein, wobei die Luftabsaugöffnung dazu dient, die Vakuumkammer zu evakuieren; einen Graphitrotor zum Drehspritzen von Argon, wobei der Graphitrotor eine Drehstange und einen Sprühkopf aufweist, wobei die Drehstange so eingestellt ist, dass sie mittels eines abgedichteten Lagers, das an einer Oberseite der Vakuumkammer angeordnet ist, durch den Vakuumraum der Vakuumkammer hindurch läuft und den Sprühkopf in einen Boden der Aluminiumschmelze einführt; eine elektromagnetische Rührvorrichtung, die unter dem Aluminium-Schmelzofen vorgesehen ist.
In einer Weiterbildung ist es vorgesehen, dass die elektromagnetische Rührvorrichtung einen Induktor und einen mit dem Induktor verbundenen Frequenzumrichter umfasst.
In einer Weiterbildung ist es vorgesehen, dass die Vakuumkammer eine Auskleidung aus feuerfestem Material aufweist.
In einer Weiterbildung ist es vorgesehen, dass der Außendurchmesser der Vakuumkammer kleiner als der Innendurchmesser der Ofenöffnung des Aluminium-Schmelzofens ist.
In einer Weiterbildung ist es vorgesehen, dass das Verhältnis der Höhe zum inneren Durchmesser in der Vakuumkammer zwischen 1,5: 1 und 2: 1 liegt.
In einer Weiterbildung ist es vorgesehen, dass das Tauchrohr durch ein Umhüllen eines metallischen Rahmens mit feuerfestem Material hergestellt wird.
In einer Weiterbildung ist es vorgesehen, dass die Höhe des Tauchrohres zwischen 1/4 und 1/2 der Höhe der Vakuumkammer liegt.
Die vorliegende Erfindung stellt in einem zweiten Aspekt ein Verfahren für in-situ-autogenes aluminiumbasiertes Verbundmaterial mit Steuerung der Schmelze durch elektromagnetisches Rühren bereit, das die folgenden Schritte umfasst:

(1) Bereitstellen einer Vakuumkammer mit einer Luftabsaugöffnung und einem Tauchrohr, wobei das Tauchrohr dafür vorgesehen ist, in die Aluminiumschmelze im Aluminium-Schmelzofen eintauchbar zu sein; Bereitstellen eines Graphitrotors zum Drehspritzen von Argon, wobei der Graphitrotor eine Drehstange und einen Sprühkopf aufweist, wobei die Drehstange so eingestellt ist, dass sie mittels eines abgedichteten Lagers, das an einer Oberseite der Vakuumkammer angeordnet ist, durch den Vakuumraum der Vakuumkammer hindurch läuft und den Sprühkopf in einen Boden der Aluminiumschmelze einführt; Bereitstellen einer elektromagnetischen Rührvorrichtung, wobei die elektromagnetische Rührvorrichtung unterhalb des Aluminium-Schmelzofens angeordnet ist;
(2) Zugeben eines Reaktionssalzes und eines Reaktionshilfsmittels für Reagieren, nach Schmelzen der Matrix aus reinem Aluminium oder einer Aluminiumlegierung in dem Aluminium-Schmelzofen;
(3) Eintauchen des Tauchrohrs der Vakuumkammer in die Aluminiumschmelze, wobei der Vakuumraum über die Luftabsaugöffnung evakuiert wird;
(4) Absenken des Graphitrotors, so dass die Drehstange durch ein abgedichtetes Lager, das an der Oberseite der Vakuumkammer angeordnet ist, durch den Vakuumraum der Vakuumkammer hindurch läuft und den Sprühkopf in einen Boden der Aluminiumschmelze einführt, um ein Drehspritzen von Argon zu erfolgen;
(5) Die elektromagnetische Rührvorrichtung wird aktiviert, um die Aluminiumschmelze elektromagnetisch zu rühren.

Vorzugsweise beträgt die Flussrate des Argons bei dem Argonspritzen 7 bis 12L/min, und die Rührgeschwindigkeit beträgt 270 bis 320 r/min.
Bevorzugt umfasst das Reaktionshilfsmittel Na₃AlF₆, LiF₃, LiCl3 in einem Massenverhältnis von 2, 2: 1: 1 bis 3, 8: 1: 1.
Vorzugsweise umfasst das Reaktionssalz NaBF₄ und Na₂TiF₆ in einem Massenverhältnis von 1, 2: 1 bis 1, 8: 1.
Vorzugsweise wird das Reaktionshilfsmittel in einer Menge von 8 bis 12 Gew. -% des Reaktionssalzes zugegeben.
Vorzugsweise wird während der Reaktion eine gepulste magnetische Feldstärke von 2-4T angelegt.
Vorzugsweise wird während der Reaktion eine hochenergetische Ultraschallfeldstärke von 200-1800 W/m² angelegt.
Bevorzugt beträgt die Reaktionszeit 10min bis 30 min.
Bei der vorliegenden Erfindung bildet die Aluminiumschmelze selbst eine Abdichtung durch die Vakuumkammer und das Tauchrohr, und die Vakuumumgebung wird durch Absaugung von Luft erzeugt, wobei die Vakuumumgebung den Partialdruck von Sauerstoff und Wasserstoff verringert und die Entgasungsbedingung verbessert. Gleichzeitig tritt die Drehstange aus Graphit durch die Vakuumkammer hindurch in den Aluminium-Schmelzofen ein, ohne während des gesamten Prozesses mit Sauerstoff in Kontakt zu kommen, wodurch die Oxidation des Graphitrotors verhindert wird und die Lebensdauer des Graphitrotors wesentlich erhöht wird.
Die vorliegende Erfindung erzielt durch elektromagnetisches Rühren eine Verstärkung der autogenen Bewegung der Aluminiumschmelze, während das Argonspritzen durchgeführt wird, und trägt dazu bei, die Verteilung der Partikel mit Verstärkungsphase gleichmäßiger zu gestalten, während die Reaktionsbedingungen der Entgasung und Entfernung von Verunreinigungen weiter verbessert werden.
Erfindungsgemäß wird eine geeignete Menge an metallischem Magnesium zu dem Verbundmaterial hinzugefügt, so dass die Partikel nach deren Bildung die Oberflächenenergie zunächst durch Absorption des Magnesiums in der Aluminiumlösung verringern und dann eine bessere Kombination mit Aluminium bilden, auf diese Weise verlangsamt die Verwendung von Magnesium als Mittel zur Verringerung der Oberflächenenergie von Partikeln und zur Verhinderung von Agglomeration das Phänomen der Partikelablagerung wirksam. Gleichzeitig steigt durch den Zusatz von Magnesium die Viskosität der Aluminiumlösung an, und gemäß der Stocks-Formel nimmt die Viskosität des Verbundmaterials zu, die Bewegungsgeschwindigkeit der Partikel nimmt ab, ohne sich während einer längeren Zeit durch Kontakt miteinander zu agglomerieren, und es ist auch leicht, dass die Partikel während der Erstarrung von kristallinischem Korn aus α-Al eingefangen werden, wodurch eine gleichmäßig stabile Verstärker gebildet wird.
Im Allgemeinen ein in situ erzeugtes TiB₂-Teilchen ein Partikel mit einem Durchmesser von etwa 1 Mikrometer und ein Partikel dieser Größe setzt sich nicht in der Aluminiumlösung ab. Da die Partikel jedoch häufig in einem bestimmten lokalen Bereich (an der Grenzfläche des geschmolzenen Salzes mit der Aluminiumlösung) erzeugt werden, ist es leicht, aufgrund von einer hohen lokalen Konzentration eine Agglomeration zu verursachen. Sobald die Agglomeration auftritt, ist es außerdem sehr schwierig, sie zu trennen und zu verfeinern, so dass während des Absetz- und Verfestigungsprozesses eine Segregation auftritt. Durch Anwenden eines gepulsten Magnetfelds und eines hochenergetischen Ultraschallfelds wird die Stärke des gepulsten Magnetfelds mittels einer Schutzwirkung durch das Reaktionsschmelzesalz selbst auf 2-4T gesteuert, und die Stärke des hochenergetischen Ultraschallfelds wird auf 200-1800W/m² gesteuert. Einerseits kann die Möglichkeit des Kontakts des geschmolzenen Salzes mit der Aluminiumlösung erhöht werden, was die Reaktion beschleunigt, so dass die in situ erzeugten TiB₂-Partikel gleichmäßig und fein werden; Andererseits wird die Diffusion der Partikel von dem reaktionsfähigen Bereich mit hoher Konzentration in den Bereich mit niedriger Konzentration gefördert, so dass die TiB₂-Partikel gleichmäßig und dispergiert sind und folglich auch das Ablagerungsphänomen des Verbundmaterials in gewisser Weise gelindert ist.
Das Konzept, die spezifische Struktur und die technischen Wirkungen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen weiter beschrieben, um den Zweck, die Merkmale und die Wirkungen der vorliegenden Erfindung vollständig zu verstehen.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung eines Systems für in-situ-autogenes aluminiumbasiertes Verbundmaterial mit Steuerung der Schmelze durch eine Vakuumkammer gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine schematische Darstellung eines Systems für in-situ-autogenes aluminiumbasiertes Verbundmaterial mit Steuerung der Schmelze durch elektromagnetisches Rühren gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3 ist eine schematische Darstellung eines Systems für in-situ-autogenes aluminiumbasiertes Verbundmaterial mit Steuerung der Schmelze durch kontinuierliche Behandlung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4 ist eine schematische Darstellung eines Systems für in-situ-autogenes aluminiumbasiertes Verbundmaterial mit Pulverspritzen gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5 ist eine schematische Darstellung des Graphitrotors von 4;
6 ist eine schematische Darstellung eines Systems für in-situ-autogenes aluminiumbasiertes Verbundmaterial mit permanentmagnetischem Rühren gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
7 ist eine schematische Darstellung des Graphitrotors von 6.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Nachfolgend wird eine Anzahl bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen eingeführt, um den technischen Inhalt der vorliegenden Erfindung klarer und verständlicher zu machen. Die vorliegende Erfindung kann in vielen verschiedenen Formen von Ausführungsbeispielen ausgeführt werden und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die im Text erwähnten Ausführungsbeispiele beschränkt.
Erstes Ausführungsbeispiel
Wie in 1 gezeigt, wird ein Matrix aus reinem Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bei 700 bis 760□ geschmolzen, ein Aluminium-Schmelzofen 1, der eine Aluminiumschmelze 2 enthält, wird auf einem hydraulischen Hebetisch 10 angeordnet und ein Reaktionssalz wird zusammen mit einem Reaktionshilfsmittel zur Reaktion zugegeben. Der hydraulische Hebetisch 10 wird angehoben, so dass das Tauchrohr 5 der oberhalb des Aluminium-Schmelzofens 1 angeordneten Vakuumkammer 3 in die Aluminiumschmelze 2 eingetaucht wird. Der Vakuumraum 8 der Vakuumkammer 3 wird über die Luftabsaugöffnung 4 evakuiert, so dass die Aluminiumschmelze 2 unter Atmosphärendruck in die Vakuumkammer 3 eingeführt wird.
Gleichzeitig wird ein Drehspritzen von Argon für die Aluminiumschmelze erfolgen: Der Graphitrotor wird abgesenkt, wobei die Drehstange 6 des Graphitrotors durch ein abgedichtetes Lager 7, das an der Oberseite der Vakuumkammer 3 angeordnet ist, durch die Vakuumkammer 8 hindurch geführt wird und den Sprühkopf 9 in den Boden der Aluminiumschmelze 2 einsetzt, wobei Argon durch einen mittleren Durchgang der Drehstange 6 eingeblasen und durch den rotierenden Sprühkopf 9 ausgestoßen wird, wobei die sich bildenden Blasen durch die hohe Drehzahl des Sprühkopfes 9 in eine große Anzahl kleiner Blasen aufgelöst werden, wobei der Wasserstoff in der Aluminiumschmelze 2 an diesen kleinen Blasen anhaften und als Wasserstoffgas ausfallen wird, während Fremdpartikel in der Aluminiumschmelze adsorbiert und auf den Flüssigkeitsspiegel aufschwimmen werden, und wobei der größte Teil der Blasen in die Vakuumkammer 8 gelangen und dann durch die Luftabsaugöffnung 4 abgeführt werden. Durch die Vakuumkammer 3 und das Tauchrohr 5 wird mit der Aluminiumschmelze 2 selbst eine Abdichtung gebildet, und die Vakuumumgebung wird durch Absaugung von Luft erzeugt, wobei die Vakuumumgebung den Partialdruck von Sauerstoff und Wasserstoff verringert und die Entgasungsbedingung verbessert. Gleichzeitig tritt die Drehstange 6 aus Graphit durch die Vakuumkammer 8 hindurch in den Aluminium-Schmelzofen 1 ein, ohne während des gesamten Prozesses mit Sauerstoff in Kontakt zu kommen, wodurch die Oxidation des Graphitrotors verhindert wird und die Lebensdauer des Graphitrotors wesentlich erhöht wird.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Flussrate des Argons bei dem Argonspritzen auf 7 bis 12L/min eingestellt ist, und die Rührgeschwindigkeit 270 bis 320 r/min beträgt.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das oben beschriebe Reaktionssalz NaBF₄ und Na₂TiF₆ in einem Massenverhältnis von 1, 2: 1 bis 1, 8: 1 umfasst.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das oben beschriebe Reaktionshilfsmittel Na₃AlF₆, LiF₃, LiCl3 in einem Massenverhältnis von 2, 2: 1: 1 bis 3, 8: 1: 1 umfasst.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das oben beschriebe Reaktionshilfsmittel in einer Menge von 8 bis 12 Gew. -% des Reaktionssalzes zugegeben wird.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass während der Reaktion eine gepulste magnetische Feldstärke von 2-4T angelegt wird.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass während der Reaktion eine Stärke des hochenergetischen Ultraschallfelds von 200-1800 W/m² angelegt wird.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt die Reaktionszeit 10min bis 30 min.
Zweites Ausführungsbeispiel
Wie in 2 gezeigt, wird ein Matrix aus reinem Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bei 700 bis 760□ geschmolzen, die Aluminiumschmelze 2 wird in dem Aluminium-Schmelzofen 1 platziert und ein Reaktionssalz wird zusammen mit einem Reaktionshilfsmittel zur Reaktion zugegeben. Dadurch wird das Tauchrohr 5 der oberhalb des Aluminium-Schmelzofens 1 angeordneten Vakuumkammer 3 in die Aluminiumschmelze 2 eingetaucht. Der Vakuumraum 8 der Vakuumkammer 3 wird über die Luftabsaugöffnung 4 evakuiert, so dass die Aluminiumschmelze 2 unter Atmosphärendruck in die Vakuumkammer 3 eingeführt wird.
Gleichzeitig wird ein Drehspritzen von Argon für die Aluminiumschmelze erfolgen: Der Graphitrotor wird abgesenkt, wobei die Drehstange 6 des Graphitrotors durch ein abgedichtetes Lager 7, das an der Oberseite der Vakuumkammer 3 angeordnet ist, durch die Vakuumkammer 8 hindurch geführt wird und den Sprühkopf 9 in den Boden der Aluminiumschmelze 2 einsetzt, wobei Argon durch einen mittleren Durchgang der Drehstange 6 eingeblasen und durch den rotierenden Sprühkopf 9 ausgestoßen wird, wobei die sich bildenden Blasen durch die hohe Drehzahl des Sprühkopfes 9 in eine große Anzahl kleiner Blasen aufgelöst werden, wobei der Wasserstoff in der Aluminiumschmelze 2 an diesen kleinen Blasen anhaften und als Wasserstoffgas ausfallen wird, während Fremdpartikel in der Aluminiumschmelze adsorbiert und auf den Flüssigkeitsspiegel aufschwimmen werden, und wobei der größte Teil der Blasen in die Vakuumkammer 8 gelangen und dann durch die Luftabsaugöffnung 4 abgeführt werden. Durch die Vakuumkammer 3 und das Tauchrohr 5 wird mit der Aluminiumschmelze 2 selbst eine Abdichtung gebildet, und die Vakuumumgebung wird durch Absaugung von Luft erzeugt, wobei die Vakuumumgebung den Partialdruck von Sauerstoff und Wasserstoff verringert und die Entgasungsbedingung verbessert. Gleichzeitig tritt die Drehstange 6 aus Graphit durch die Vakuumkammer 8 hindurch in den Aluminium-Schmelzofen 1 ein, ohne während des gesamten Prozesses mit Sauerstoff in Kontakt zu kommen, wodurch die Oxidation des Graphitrotors verhindert wird und die Lebensdauer des Graphitrotors wesentlich erhöht wird.
Eine elektromagnetische Rührvorrichtung ist unterhalb des Aluminium-Schmelzofens angeordnet und umfasst einen Induktor 12 und einen Frequenzumrichter 11, um eine Rührbewegung der Aluminiumschmelze unter Einwirkung einer elektromagnetischen Kraft zu bewirken.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Flussrate des Argons bei dem Argonspritzen auf 7 bis 12L/min eingestellt ist, und die Rührgeschwindigkeit 270 bis 320 r/min beträgt.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das oben beschriebe Reaktionssalz NaBF₄ und Na₂TiF₆ in einem Massenverhältnis von 1, 2: 1 bis 1, 8: 1 umfasst.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das oben beschriebe Reaktionshilfsmittel Na₃AlF₆, LiF₃, LiCl3 in einem Massenverhältnis von 2, 2: 1: 1 bis 3, 8: 1: 1 umfasst.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das oben beschriebe Reaktionshilfsmittel in einer Menge von 8 bis 12 Gew. -% des Reaktionssalzes zugegeben wird. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass während der Reaktion eine gepulste magnetische Feldstärke von 2-4T angelegt wird. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass während der Reaktion eine Stärke des hochenergetischen Ultraschallfelds von 200-1800 W/m² angelegt wird.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt die Reaktionszeit 10min bis 30 min.
Drittes Ausführungsbeispiel
Wie in 3 gezeigt, wird ein Matrix aus reinem Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bei 700 bis 760 □ geschmolzen, die Aluminiumschmelze 2 wird in dem Aluminium-Schmelzofen 1 platziert und ein Reaktionssalz wird zusammen mit einem Reaktionshilfsmittel zur Reaktion zugegeben. Dadurch wird das Tauchrohr 5 der oberhalb des Aluminium-Schmelzofens 1 angeordneten Vakuumkammer 3 in die Aluminiumschmelze 2 eingetaucht. Der Vakuumraum 8 der Vakuumkammer 3 wird über die Luftabsaugöffnung 4 evakuiert, so dass die Aluminiumschmelze 2 unter Atmosphärendruck in die Vakuumkammer 3 eingeführt wird.
Gleichzeitig wird ein Drehspritzen von Argon für die Aluminiumschmelze erfolgen: Der Graphitrotor wird abgesenkt, wobei die Drehstange 6 des Graphitrotors durch ein abgedichtetes Lager 7, das an der Oberseite der Vakuumkammer 3 angeordnet ist, durch die Vakuumkammer 8 hindurch geführt wird und den Sprühkopf 9 in den Boden der Aluminiumschmelze 2 einsetzt, wobei Argon durch einen mittleren Durchgang der Drehstange 6 eingeblasen und durch den rotierenden Sprühkopf 9 ausgestoßen wird, wobei die sich bildenden Blasen durch die hohe Drehzahl des Sprühkopfes 9 in eine große Anzahl kleiner Blasen aufgelöst werden, wobei der Wasserstoff in der Aluminiumschmelze 2 an diesen kleinen Blasen anhaften und als Wasserstoffgas ausfallen wird, während Fremdpartikel in der Aluminiumschmelze adsorbiert und auf den Flüssigkeitsspiegel aufschwimmen werden, und wobei der größte Teil der Blasen in die Vakuumkammer 8 gelangen und dann durch die Luftabsaugöffnung 4 abgeführt werden. Durch die Vakuumkammer 3 und das Tauchrohr 5 wird mit der Aluminiumschmelze 2 selbst eine Abdichtung gebildet, und die Vakuumumgebung wird durch Absaugung von Luft erzeugt, wobei die Vakuumumgebung den Partialdruck von Sauerstoff und Wasserstoff verringert und die Entgasungsbedingung verbessert. Gleichzeitig tritt die Drehstange 6 aus Graphit durch die Vakuumkammer 8 hindurch in den Aluminium-Schmelzofen 1 ein, ohne während des gesamten Prozesses mit Sauerstoff in Kontakt zu kommen, wodurch die Oxidation des Graphitrotors verhindert wird und die Lebensdauer des Graphitrotors wesentlich erhöht wird.
Eine elektromagnetische Rührvorrichtung ist unterhalb des Aluminium-Schmelzofens angeordnet und umfasst einen Induktor 12 und einen Frequenzumrichter 11, um eine Rührbewegung der Aluminiumschmelze unter Einwirkung einer elektromagnetischen Kraft zu bewirken.
Ein Auslassströmungskanal 13 ist an einer oberen Seitenwand des Aluminium-Schmelzofens 1 vorgesehen, wobei eine Absperrschieberplatte 131 am Auslassströmungskanal 13 vorgesehen ist; auf der unteren Seitenplatte des Aluminium-Schmelzofens 1 ist ein Einlassströmungskanal 14 vorgesehen, wobei am Einlassströmungskanal 14 eine Absperrschieberplatte 141 vorgesehen ist. Die Absperrschieberplatten 131, 141 am Auslassströmungskanal 13 und am Einlassströmungskanal 14 für die Aluminiumschmelze werden geöffnet, wenn die Aluminiumschmelze bei einem Durchlauf des Ofens vollständig verarbeitet ist, um neue zu behandelnde Aluminiumschmelze vom Einlassströmungskanal 14 an der Unterseite des Schmelzofens einzuströmen, so dass die im Aluminium-Schmelzofen behandelte Aluminiumschmelze aus dem Auslassströmungskanal 13 abfließt, wobei, nachdem eine Aluminiumschmelze mit einer eingestellten Menge in den Aluminium-Schmelzofen 1 eingeströmt ist, die Absperrschieberplatten 131 und 141 geschlossen werden, um die oben beschriebene Operation erneut auszuführen, wodurch eine kontinuierliche Behandlung der Aluminiumschmelze unter Vakuumbedingungen erfolgen kann, ohne dass eine Evakuierung bei jedem Durchlauf des Ofens erforderlich ist, sodass Prozessvorbereitungszeit und Energieverbrauch erheblich eingespart werden.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Flussrate des Argons bei dem Argonspritzen auf 7 bis 12L/min eingestellt ist, und die Rührgeschwindigkeit 270 bis 320 r/min beträgt.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das oben beschriebe Reaktionssalz NaBF₄ und Na₂TiF₆ in einem Massenverhältnis von 1, 2: 1 bis 1, 8: 1 umfasst.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das oben beschriebe Reaktionshilfsmittel Na₃AlF₆, LiF₃, LiCl3 in einem Massenverhältnis von 2, 2: 1: 1 bis 3, 8: 1: 1 umfasst.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das oben beschriebe Reaktionshilfsmittel in einer Menge von 8 bis 12 Gew. -% des Reaktionssalzes zugegeben wird.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass während der Reaktion eine gepulste magnetische Feldstärke von 2-4T angelegt wird.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass während der Reaktion eine Stärke des hochenergetischen Ultraschallfelds von 200-1800 W/m² angelegt wird.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt die Reaktionszeit 10min bis 30 min.
Viertes Ausführungsbeispiel
Wie in 4 gezeigt, wird ein Matrix aus reinem Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bei 700 bis 760 □ geschmolzen, ein Aluminium-Schmelzofen 1, der eine Aluminiumschmelze 2 enthält, wird auf einem hydraulischen Hebetisch 10 angeordnet und ein Reaktionssalz wird zusammen mit einem Reaktionshilfsmittel zur Reaktion zugegeben. Der hydraulische Hebetisch 10 wird angehoben, so dass das Tauchrohr 5 der oberhalb des Aluminium-Schmelzofens 1 angeordneten Vakuumkammer 3 in die Aluminiumschmelze 2 eingetaucht wird. Der Vakuumraum 8 der Vakuumkammer 3 wird über die Luftabsaugöffnung 4 evakuiert, so dass die Aluminiumschmelze 2 unter Atmosphärendruck in die Vakuumkammer 3 eingeführt wird.
Gleichzeitig wird ein Drehspritzen von Argon für die Aluminiumschmelze erfolgen: Der Graphitrotor wird abgesenkt, wobei die Drehstange 6 des Graphitrotors durch ein abgedichtetes Lager 7, das an der Oberseite der Vakuumkammer 3 angeordnet ist, durch die Vakuumkammer 8 hindurch geführt wird und den Sprühkopf 9 in den Boden der Aluminiumschmelze 2 einsetzt, wobei Argon durch einen mittleren Durchgang der Drehstange 6 eingeblasen und durch den rotierenden Sprühkopf 9 ausgestoßen wird, wobei die sich bildenden Blasen durch die hohe Drehzahl des Sprühkopfes 9 in eine große Anzahl kleiner Blasen aufgelöst werden, wobei der Wasserstoff in der Aluminiumschmelze 2 an diesen kleinen Blasen anhaften und als Wasserstoffgas ausfallen wird, während Fremdpartikel in der Aluminiumschmelze adsorbiert und auf den Flüssigkeitsspiegel aufschwimmen werden, und wobei der größte Teil der Blasen in die Vakuumkammer 8 gelangen und dann durch die Luftabsaugöffnung 4 abgeführt werden. Durch die Vakuumkammer 3 und das Tauchrohr 5 wird mit der Aluminiumschmelze 2 selbst eine Abdichtung gebildet, und die Vakuumumgebung wird durch Absaugung von Luft erzeugt, wobei die Vakuumumgebung den Partialdruck von Sauerstoff und Wasserstoff verringert und die Entgasungsbedingung verbessert. Gleichzeitig tritt die Drehstange 6 aus Graphit durch die Vakuumkammer 8 hindurch in den Aluminium-Schmelzofen 1 ein, ohne während des gesamten Prozesses mit Sauerstoff in Kontakt zu kommen, wodurch die Oxidation des Graphitrotors verhindert wird und die Lebensdauer des Graphitrotors wesentlich erhöht wird.
Wie in 5 gezeigt, umfasst die Drehstange 6 aus Graphit ein Innenrohr 65 und ein Außenrohr 63, wobei im Innenrohr 65und im Außenrohr 63 eine Leitung 64 für Argonspritzen ist. Das Außenrohr 63 ist über einen Drehanschluss 62 mit dem Argonspritzen-Rohr 631 verbunden, wobei das Innenrohr 65 mit einem Pulverförderbehälter 61 verbunden ist, wobei der Pulverförderbehälter 61 mit einem Pulverförderrohr 611 verbunden ist, wobei eine Pulverförderleitung 66 sich in dem Innenrohr 65 befindet.
Das Argonspritzen erfolgt durch das Argonspritzen-Rohr 631 durch das Außenrohr 63; das Legierungspulver 9 im Pulverförderbehälter 61 wird durch das Pulverförderrohr 611 durch das Innenrohr 65 in die Aluminiumschmelze 2 gesprüht.
Das Innenrohr 63 ist vorzugsweise aus einem metallischen Material wie Kupfer oder Stahl gefertigt, das Außenrohr 63 ist aus einem Graphitmaterial hergestellt. Dies dient dazu, die Verschleißfestigkeit des Innenrohrs 63 zu erhöhen, um der Spülung von Hochdruckgas und Pulver zu begegnen.
Vorzugsweise benutzen das Pulverförderrohr 611 und das Argonspritzen-Rohr 631 gemeinsam dieselbe Argongasquelle.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Flussrate des Argons bei dem Argonspritzen auf 7 bis 12L/min eingestellt ist, und die Rührgeschwindigkeit 270 bis 320 r/min beträgt.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das oben beschriebe Reaktionssalz NaBF₄ und Na₂TiF₆ in einem Massenverhältnis von 1, 2: 1 bis 1, 8: 1 umfasst.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das oben beschriebe Reaktionshilfsmittel Na₃AlF₆, LiF₃, LiCl3 in einem Massenverhältnis von 2, 2: 1: 1 bis 3, 8: 1: 1 umfasst.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das oben beschriebe Reaktionshilfsmittel in einer Menge von 8 bis 12 Gew. -% des Reaktionssalzes zugegeben wird.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass während der Reaktion eine gepulste magnetische Feldstärke von 2-4T angelegt wird.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass während der Reaktion eine Stärke des hochenergetischen Ultraschallfelds von 200-1800 W/m² angelegt wird.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt die Reaktionszeit 10min bis 30 min.
Fünftes Ausführungsbeispiel
Wie in 6 gezeigt, wird ein Matrix aus reinem Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bei 700 bis 760 □ geschmolzen, die Aluminiumschmelze 2 wird in dem Aluminium-Schmelzofen 1 platziert und ein Reaktionssalz wird zusammen mit einem Reaktionshilfsmittel zur Reaktion zugegeben. Dadurch wird das Tauchrohr 5 der oberhalb des Aluminium-Schmelzofens 1 angeordneten Vakuumkammer 3 in die Aluminiumschmelze 2 eingetaucht. Der Vakuumraum 8 der Vakuumkammer 3 wird über die Luftabsaugöffnung 4 evakuiert, so dass die Aluminiumschmelze 2 unter Atmosphärendruck in die Vakuumkammer 3 eingeführt wird.
Gleichzeitig wird ein Drehspritzen von Argon für die Aluminiumschmelze erfolgen: Der Graphitrotor wird abgesenkt, wobei die Drehstange 6 des Graphitrotors durch ein abgedichtetes Lager 7, das an der Oberseite der Vakuumkammer 3 angeordnet ist, durch die Vakuumkammer 8 hindurch geführt wird und den Sprühkopf 9 in den Boden der Aluminiumschmelze 2 einsetzt, wobei Argon durch einen mittleren Durchgang der Drehstange 6 eingeblasen und durch den rotierenden Sprühkopf 9 ausgestoßen wird, wobei die sich bildenden Blasen durch die hohe Drehzahl des Sprühkopfes 9 in eine große Anzahl kleiner Blasen aufgelöst werden, wobei der Wasserstoff in der Aluminiumschmelze 2 an diesen kleinen Blasen anhaften und als Wasserstoffgas ausfallen wird, während Fremdpartikel in der Aluminiumschmelze adsorbiert und auf den Flüssigkeitsspiegel aufschwimmen werden, und wobei der größte Teil der Blasen in die Vakuumkammer 8 gelangen und dann durch die Luftabsaugöffnung 4 abgeführt werden. Durch die Vakuumkammer 3 und das Tauchrohr 5 wird mit der Aluminiumschmelze 2 selbst eine Abdichtung gebildet, und die Vakuumumgebung wird durch Absaugung von Luft erzeugt, wobei die Vakuumumgebung den Partialdruck von Sauerstoff und Wasserstoff verringert und die Entgasungsbedingung verbessert. Gleichzeitig tritt die Drehstange 6 aus Graphit durch die Vakuumkammer 8 hindurch in den Aluminium-Schmelzofen 1 ein, ohne während des gesamten Prozesses mit Sauerstoff in Kontakt zu kommen, wodurch die Oxidation des Graphitrotors verhindert wird und die Lebensdauer des Graphitrotors wesentlich erhöht wird.
Wie in 7 gezeigt, umfasst die Drehstange 6 aus Graphit ein Innenrohr 65 und ein Außenrohr 63, wobei im Innenrohr 65und im Außenrohr 63 eine Leitung 64 für Argonspritzen ist. Das Außenrohr 63 ist über einen Drehanschluss 62 mit dem Argonspritzen-Rohr 631 verbunden, wobei das Innenrohr 65 mit einem Pulverförderbehälter 61 verbunden ist, wobei der Pulverförderbehälter 61 mit einem Pulverförderrohr 611 verbunden ist, wobei eine Pulverförderleitung 66 sich in dem Innenrohr 65 befindet.
Das Argonspritzen erfolgt durch das Argonspritzen-Rohr 631 durch das Außenrohr 63; das Legierungspulver 9 im Pulverförderbehälter 61 wird durch das Pulverförderrohr 611 durch das Innenrohr 65 in die Aluminiumschmelze 2 gesprüht.
Das Innenrohr 63 ist vorzugsweise aus einem metallischen Material wie Kupfer oder Stahl gefertigt, das Außenrohr 63 ist aus einem Graphitmaterial hergestellt. Dies dient dazu, die Verschleißfestigkeit des Innenrohrs 63 zu erhöhen, um der Spülung von Hochdruckgas und Pulver zu begegnen.
Vorzugsweise benutzen das Pulverförderrohr 611 und das Argonspritzen-Rohr 631 gemeinsam dieselbe Argongasquelle.
Wie in 6 gezeigt, ist die Schiene 17 der permanentmagnetischen Rührvorrichtung unter dem Aluminium-Schmelzofen 1 angeordnet, wobei ein auf der Schiene 17 beweglicher Träger 16 sich auf der Schiene 17 befindet, wobei auf dem Träger der Elektromotor 18, der Förderriemen 19 und die Permanentmagnetvorrichtung 15 angeordnet sind, wobei beim Betrieb der permanentmagnetischen Rührvorrichtung der Träger 16 unter den Aluminium-Schmelzofen 1 bewegt wird, wobei der Elektromotor 18 über den Förderriemen die Permanentmagnetvorrichtung 15 zur Rotation antreibt, wobei das magnetische Feld der Permanentmagnetvorrichtung 15 und die Aluminiumschmelze 2 im Zusammenwirken eine magnetische Kraft erzeugen, die die Aluminiumschmelze 2 in eine Rührbewegung treibt.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Flussrate des Argons bei dem Argonspritzen auf 7 bis 12L/min eingestellt ist, und die Rührgeschwindigkeit 270 bis 320 r/min beträgt.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das oben beschriebe Reaktionssalz NaBF₄ und Na₂TiF₆ in einem Massenverhältnis von 1, 2: 1 bis 1, 8: 1 umfasst.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das oben beschriebe Reaktionshilfsmittel Na₃AlF₆, LiF₃, LiCl3 in einem Massenverhältnis von 2, 2: 1: 1 bis 3, 8: 1: 1 umfasst.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das oben beschriebe Reaktionshilfsmittel in einer Menge von 8 bis 12 Gew. -% des Reaktionssalzes zugegeben wird.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass während der Reaktion eine gepulste magnetische Feldstärke von 2-4T angelegt wird.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass während der Reaktion eine Stärke des hochenergetischen Ultraschallfelds von 200-1800 W/m² angelegt wird.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt die Reaktionszeit 10min bis 30 min.
In anderen Ausführungsbeispielen kann der Aluminium-Schmelzofen auch auf einem Hebetisch vorgesehen sein, wobei eine rotierende Plattform drehbar auf dem Hebetisch angeordnet ist, wobei die rotierende Plattform relativ zu dem Hebetisch durch dem Antrieb des Elektromotors drehbar ist und der Aluminium-Schmelzofen an der rotierenden Plattform fest angeordnet ist, Während ein Argonspritzen für die Aluminiumlösung in dem Aluminium-Schmelzofen erfolgt, wird der Aluminium-Schmelzofen mit der rotierenden Plattform gedreht, wobei gleichzeitig die darin befindliche Aluminiumlösung, insbesondere die an der Seite der Ofenwand des Aluminium-Schmelzofens befindliche Aluminiumlösung, zur Bewegung mitgenommen wird, sodass der Nachteil, dass dieser Teil der Aluminiumlösung durch das Drehspritzen von Argon schwach beeinflusst wird, beseitigt wird.
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind oben im Detail beschrieben. Es sollte verstanden werden, dass der Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet viele Modifikationen und Variationen gemäß dem Konzept der vorliegenden Erfindung ohne jeglichen kreativen Aufwand vornehmen kann. Daher kann der Fachmann, der auf dem Gedanken der vorliegenden Erfindung im Stand der Technik basiert, die technischen Lösungen durch logische Analyse, Schlussfolgerung oder begrenzte Experimente erhalten, wobei die erhaltenen Lösungen alle innerhalb des durch die Ansprüche definierten Schutzumfangs fallen.

Claims

System für in-situ-autogenes aluminiumbasiertes Verbundmaterial mit Steuerung der Schmelze durch elektromagnetisches Rühren, dadurch gekennzeichnet, dass das System umfasst: einen Aluminium-Schmelzofen, der eine Aluminiumschmelze enthält; eine Vakuumkammer, wobei die Vakuumkammer ein Tauchrohr und eine Luftabsaugöffnung aufweist, wobei das Tauchrohr dafür vorgesehen ist, in die Aluminiumschmelze im Aluminium-Schmelzofen eintauchbar zu sein, wobei die Luftabsaugöffnung dazu dient, die Vakuumkammer zu evakuieren; einen Graphitrotor zum Drehspritzen von Argon, wobei der Graphitrotor eine Drehstange und einen Sprühkopf aufweist, wobei die Drehstange so eingestellt ist, dass sie mittels eines abgedichteten Lagers, das an einer Oberseite der Vakuumkammer angeordnet ist, durch den Vakuumraum der Vakuumkammer hindurch läuft und den Sprühkopf in einen Boden der Aluminiumschmelze einführt; eine elektromagnetische Rührvorrichtung, wobei die elektromagnetische Rührvorrichtung unter dem Aluminium-Schmelzofen vorgesehen ist.
System für in-situ-autogenes aluminiumbasiertes Verbundmaterial mit Steuerung der Schmelze durch elektromagnetisches Rühren nach Anspruch 1, wobei die elektromagnetische Rührvorrichtung einen Induktor und einen mit dem Induktor verbundenen Frequenzumrichter umfasst.
System für in-situ-autogenes aluminiumbasiertes Verbundmaterial mit Steuerung der Schmelze durch elektromagnetisches Rühren nach Anspruch 2, wobei die Vakuumkammer eine Auskleidung aus feuerfestem Material aufweist.
System für in-situ-autogenes aluminiumbasiertes Verbundmaterial mit Steuerung der Schmelze durch elektromagnetisches Rühren nach Anspruch 3, wobei der Außendurchmesser der Vakuumkammer kleiner als der Innendurchmesser einer Ofenöffnung des Aluminium-Schmelzofens ist.
System für in-situ-autogenes aluminiumbasiertes Verbundmaterial mit Steuerung der Schmelze durch elektromagnetisches Rühren nach Anspruch 4, wobei das Verhältnis der Höhe zum Innendurchmesser in der Vakuumkammer zwischen 1,5: 1 und 2: 1 liegt.
System für in-situ-autogenes aluminiumbasiertes Verbundmaterial mit Steuerung der Schmelze durch elektromagnetisches Rühren nach Anspruch 5, wobei das Tauchrohr durch ein Umhüllen eines metallischen Rahmens mit feuerfestem Material hergestellt wird.
System für in-situ-autogenes aluminiumbasiertes Verbundmaterial mit Steuerung der Schmelze durch Vakuumentgasung nach Anspruch 6, wobei die Höhe des Tauchrohres zwischen 1/4 und 1/2 der Höhe der Vakuumkammer liegt.