本实用新型涉及一种铝熔体真空处理系统。
背景技术：
铝基合金或铝基复合材料在铸造前需要进行脱气和除杂质。铝熔体中需要加入相应的原材料(包括合金元素和增强相材料)，为了使合金元素和/或增强相分布均匀，避免偏析，需要在加入原材料的同时进行搅拌；其中，永磁搅拌实现非接触搅拌，避免对铝熔体的二次污染，但永磁搅拌的作用主要集中在铝熔炉的下半部，对距离较远的上半部搅拌作用偏弱。
技术实现要素：
有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型解决的技术问题是如何同时实现真空脱气精炼和真空条件下合金元素(和/或增强相)均匀搅拌的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种铝熔体真空处理系统，用于铝基合金或铝基复合材料熔体的真空脱气精炼或真空搅拌，包括：铝熔炉、真空循环脱气装置、永磁搅拌装置和加料装置；其中：
所述真空循环脱气装置位于所述铝熔炉上方且顶部与所述加料装置密封连接；
所述真空循环脱气装置包括侧壁设有抽气口的真空室和位于其底部且相通的第一通道和第二通道，且所述第一通道和所述第二通道均插入所述铝熔炉内，所述第一通道或所述第二通道外侧壁设有惰性气体入口；
所述永磁搅拌装置位于所述铝熔炉底部，包括感应器和与所述感应器相连的变频器；
所述加料装置顶部设有进料口、底部设有放料口，且所述进料口和放料口可自动开合并形成互锁关系。
根据本实用新型的一些实施方式，所述抽气口位于所述真空室侧壁上半部。
根据本实用新型的一些实施方式，所述铝熔体真空处理系统还包括u型槽，其与所述真空室底侧壁形成所述第一通道和所述第二通道，且所述第一通道和所述第二通道相通。
根据本实用新型的一些实施方式，所述惰性气体入口可经所述第一通道或所述第二通道向所述真空室内通入氩气或氮气。
根据本实用新型的一些实施方式，所述放料口设有可自动开合的两扇翻板门，且所述放料口打开时所述进料口关闭，所述进料口打开时所述放料口关闭。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
1.本实用新型的铝熔体真空处理系统可用于铝基合金或铝基复合材料熔体的真空循环脱气精炼，大大改善铝熔体的脱气条件，提高脱气效率，并在脱气的同时可完成原材料的添加和搅拌，提高作业效率。
2.本实用新型的铝熔体真空处理系统处理铝基合金或铝基复合材料熔体时，永磁搅拌作用主要在于靠近感应器的下半部分，真空循环脱气形成的铝液真空循环涡流可以改善上半部分的铝液搅拌效果，真空循环涡流和永磁搅拌涡流共同形成运动的耦合和相互激励，增强铝液整体运动，实现铝熔体内合金元素(和/或增强相)均匀搅拌。
附图说明
图1是一个较佳实施例中真空脱气和永磁搅拌工作中原料加料至加料装置内的示意图；
图2是一个较佳实施例中的真空脱气和永磁搅拌工作中原料放料至真空室内的示意图；
图3是一个较佳实施例中的真空循环涡流和永磁搅拌涡流的俯视示意图；
具体实施方式
以下参考说明书附图介绍本实用新型的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本实用新型可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本实用新型的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
本实用新型提供一种铝熔体真空处理系统，包括铝熔炉、真空循环脱气装置和永磁搅拌装置以及原材料添加装置，其中：
真空循环脱气装置包括真空室，真空室侧壁上设置有抽气口，真空室的下部设置有上升管和下降管，上升管的管壁上设置有惰性气体入口；
抽气口设置在真空室内的上半部；
永磁搅拌装置设置在铝熔炉的底部，包括有感应器以及与感应器相连的变频器；
原材料添加装置包括设置在真空室的顶部的原材料添加室；
铝熔体为铝基合金或铝基复合材料。
优选地，惰性气体为氩气或者氮气。
进一步地，原材料添加室包括进料门和放料门，且放料门由两扇翻板门组成。
优选地，进料门和放料门构成互锁，即当进料门处于打开状态时，则放料门被锁定在关闭状态，当放料门处于打开状态时，则进料门被锁定在关闭状态。
通过上述铝熔体真空处理系统进行铝熔体真空处理的方法，包括如下步骤：
(1)将上升管和下降管部分地浸入至铝熔炉中的铝熔体中；
(2)通过抽气口对真空室内抽真空；使得铝熔体在真空作用下进入到真空室内；
(3)通过惰性气体入口通入惰性气体，使得铝熔体由铝熔炉中通过上升管进入真空室，从下降管返回到铝熔炉，产生真空循环涡流；
(4)对变频器通交流电，经感应器产生变化的磁场，使得铝熔体在电磁力作用下产生永磁搅拌涡流。
优选地，惰性气体可为氩气或者氮气。
进一步地，原材料添加室包括进料门和放料门，且放料门由两扇翻板门组成。
优选地，当添加原材料时，首先打开进料门，此时放料门被自动锁定在关闭状态，加入原材料；当需要放料时，关闭进料门，打开放料门，将原材料倒入真空室内，此时进料门被自动锁定在关闭状态，只有当放料门被重新关闭到位时，进料门才解除关闭锁定。
通过真空循环脱气，大大改善了铝熔体的脱气条件，提高了脱气效率，并在脱气的同时完成原材料料的添加和搅拌，提高作业效率。另常规永磁搅拌作用主要在于靠近感应器的下半部分，真空循环脱气形成的铝液的真空循环涡流可以改善上半部分的铝液搅拌效果，且真空循环涡流和永磁搅拌涡流可以形成运动的耦合和相互激励，增强铝液整体的运动。
图1-3示出了根据本实用新型的一个具体实施例。铝熔炉12中为待处理的铝熔体11。在铝熔炉12上方设置有真空包1，真空包1的下部设置有上升管3和下降管4，在上升管3的侧壁设置有惰性气体管道5，在真空包1内设有真空室2，真空包1的侧壁上设有抽气口6，可对真空室2抽真空。在真空包1的顶部还是设置有原材料添加室，原材料添加室内可放置原材料添加料7。原材料添加室的上部设置有进料门9，下部设置有放料门8，放料门8由两扇翻板门组成。
铝熔炉12下还设置有永磁搅拌装置。永磁搅拌装置包括感应器14和变频器15。
当系统工作时，首先将真空包1的上升管3和下降管4浸入铝熔体11中，通过抽气口6对真空室2内抽真空，使得铝熔炉12的铝熔体11在真空作用下进入真空室2内。由惰性气体管道5向上升管3中通入惰性气体，在本实施例中为氩气，氩气带动铝熔体11从上升管3进入真空室1，再从下降管4返回铝熔炉12中，形成真空循环涡流10，铝熔体11在真空室2内不断循环脱气，进行精炼。
同时启动设置在铝熔炉12下方的感应器14和变频器15。变频器15通交流电，使得感应器14产生变化的磁场，使得铝熔体11在电磁力的作用下产生永磁搅拌涡流13。
永磁搅拌涡流13受磁场影响，主要集中在铝熔体11的下部，且为水平方向。而铝熔体11的上部主要受真空循环涡流11的影响，且为竖直方向。永磁搅拌涡流13和真空循环涡流11相互之间还可以形成耦合作用，相互激励，共同改善铝熔炉12中铝熔体11的运动状态。
当需要在工作状态进行原材料添加作业时，首先打开原材料添加室的进料门9，此时放料门8被自动锁定在关闭状态，可由人工或机械放入原材料7，当需要放料时，关闭进料门9，打开放料门8，将原材料料7倒入真空室2内，此时进料门9被自动锁定在关闭状态，只有当放料门8被重新关闭到位时，进料门9解除关闭锁定，才能被再次打开。
根据各种实施例，本实用新型还提供了一种铝熔体真空处理系统，用于铝基合金或铝基复合材料熔体的真空脱气精炼或真空搅拌，包括：铝熔炉、真空循环脱气装置、永磁搅拌装置和加料装置；其中：真空循环脱气装置位于铝熔炉上方且顶部与加料装置密封连接；真空循环脱气装置包括侧壁设有抽气口的真空室和位于其底部且相通的第一通道和第二通道，且第一通道和第二通道均插入铝熔炉内，第一通道或第二通道外侧壁设有惰性气体入口；永磁搅拌装置位于铝熔炉底部，包括感应器和与感应器相连的变频器；加料装置顶部设有进料口、底部设有放料口，且进料口和放料口可自动开合并形成互锁关系；其中该铝熔体真空处理系统还包括u型槽，其倒置后与真空室底侧壁形成第一通道和第二通道，且第一通道和第二通道相通。
根据各种实施例，其中抽气口位于真空室侧壁上半部。
根据各种实施例，其中惰性气体入口可经第一通道或第二通道向真空室内通入氩气或氮气。
根据各种实施例，其中放料口设有可自动开合的两扇翻板门，且放料口打开时进料口关闭，进料口打开时放料口关闭。
以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
1.一种铝熔体真空处理系统，其特征在于，用于铝基合金或铝基复合材料熔体的真空脱气精炼或真空搅拌，包括：铝熔炉、真空循环脱气装置、永磁搅拌装置和加料装置；其中：
所述真空循环脱气装置位于所述铝熔炉上方且顶部与所述加料装置密封连接；
所述真空循环脱气装置包括侧壁设有抽气口的真空室和位于其底部且相通的第一通道和第二通道，且所述第一通道和所述第二通道均插入所述铝熔炉内，所述第一通道或所述第二通道外侧壁设有惰性气体入口；
所述永磁搅拌装置位于所述铝熔炉底部，包括感应器和与所述感应器相连的变频器；
所述加料装置顶部设有进料口、底部设有放料口，且所述进料口和放料口可自动开合并形成互锁关系；
其中所述铝熔体真空处理系统还包括u型槽，其与所述真空室底侧壁形成所述第一通道和所述第二通道，且所述第一通道和所述第二通道相通。
2.根据权利要求1所述的铝熔体真空处理系统，其特征在于，所述抽气口位于所述真空室侧壁上半部。
3.根据权利要求1所述的铝熔体真空处理系统，其特征在于，所述惰性气体入口可经所述第一通道或所述第二通道向所述真空室内通入氩气或氮气。
4.根据权利要求1所述的铝熔体真空处理系统，其特征在于，所述放料口设有可自动开合的两扇翻板门，且所述放料口打开时所述进料口关闭，所述进料口打开时所述放料口关闭。
技术总结