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公开(公告)号：CN110315041B
公开(公告)日：2020-12-25
申请号：CN201910720340.4
申请日：2019-08-06
Applicant: 中南大学
IPC: B22D11/114
Abstract: 本发明涉及金属铸造技术领域，提供了多源超声波辅助半连铸制备大规格7XXX系铝合金圆锭的方法。本发明在大规格7XXX系铝合金圆锭的立式直冷半连铸过程中，创新性地引入多源超声辅助半连续铸造，并针对不同结构的结晶器进行超声振动系统的布控，使超声能场最大程度的和结晶器结构以及铸造工艺相匹配，通过多源超声场的协同强化处理，促进合金元素固溶、降低熔体氢含量、细化铸锭组织与改善偏析；并且本发明属于外加物理能场技术，不需要对已有生产工艺与设备进行变动，具有绿色环保、操作便捷、投入成本低、生产效率高等优点。
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公开(公告)号：CN110284030A
公开(公告)日：2019-09-27
申请号：CN201910720352.7
申请日：2019-08-06
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明涉及活泼金属熔炼技术领域，提供了一种超声波辅助铸造装置及制造铝锂合金的方法。本发明提供的装置包括熔炼炉、铸造设备和超声波振动系统。本发明增加了超声波振动系统用于辅助铸造，在超声外场的作用下对坩埚和铸模内的宏观温度场、流场、溶质场进行调控，减少结晶相的偏聚，实现高品质铝锂合金铸锭的制备；本发明的装置可以在不同的铸造阶段根据工艺的需要对炉腔内的气氛进行控制，从而增加了整个工艺链的可拓展性。利用该装置制造铝锂合金，能够提升铸锭组织均匀性，抑制粗大晶粒的形成，适用于不同直径的铝锂铸锭生产。
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公开(公告)号：CN110270670A
公开(公告)日：2019-09-24
申请号：CN201910694331.2
申请日：2019-07-30
Applicant: 中南大学
IPC: B22D11/114 , B22D11/115 , B22D11/117 , B22D11/16 , C22C1/03 , C22C1/06 , C22C21/14 , C22C21/16 , C22C21/18
Abstract: 本发明涉及金属熔炼技术领域，提供了一种超声辅助热顶半连铸制备大规格2XXX系铝合金圆锭的方法。本发明提供的方法包括配料、熔炼、成分调整、熔体净化和超声辅助铸造，在流导槽和结晶器内施加超声振动系统，将超声波的特殊物理效应作用于熔体的净化以及凝固过程中，辅助铝合金熔体的高质量成型；并且本发明更严格限定了原料的配比、纯度和加入形式，对熔炼过程的搅拌方式以及熔体的净化方式进行了改进，进一步保证了铝合金铸锭的纯度以及成分的均匀性，从源头上解决以往技术制造铸锭面临的产品夹杂多、含气量高、成分不均匀等问题。
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公开(公告)号：CN103894590B
公开(公告)日：2016-09-07
申请号：CN201310524468.6
申请日：2013-10-31
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种铸造用数字式超声电源控制系统的设计，包括下列方面：（1）本发明提出一种设计基于DSP2808的铸造用数字式超声电源控制系统，超声波发生器主电路包括：整流变压器、二极管整流电路、MOSFET单相全桥逆变电路、模拟量输入单元、波形转换电与匹配电路组成；（2）现有的自激式超声波电源容易发生失谐的现象，本系统设计了手动和自动两种工作模式，通过软件控制来实现频率的实时跟踪。通过软件实现的频率实时跟踪是基于电流的最大有效值来控制的，根据谐振时电流有效值为最大的特点；（3）试验证明，本方案设计的超声波电源具有跟踪频率范围大，工作时间长等优点，均比原有的自激式超声波电源有了明显的改进。
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公开(公告)号：CN116809878B
公开(公告)日：2024-04-23
申请号：CN202310824983.X
申请日：2022-07-20
IPC: B22D11/06 , B22D11/114 , B22D11/108 , C22C1/03
Abstract: 本发明公开了一种基于多源超声辅助提质的铝合金板材连续铸轧方法，包括以下步骤：S1、预处理阶段：通过预处理装置对铝合金进行预处理，预处理阶段的工序从上游向下游依次包括熔融、添加细化剂、除气、除渣和强化均质处理；预处理阶段还包括多个超声处理节点；S2、连续铸轧阶段：采用双带连铸机进行连续铸轧，得到铝合金坯板。本发明用于铝合金连续铸造过程，能够对高速流动的铝液产生机械搅拌并产生声化学效应，通过超声辅助铝液除气、除杂、细化晶粒过程以及强化均质化过程，改善偏析和铸嘴堵塞的问题，特别适用于流速高的铝液的高通量连续铸造过程，能够获得高品质宽幅铝合金铸坯板。
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公开(公告)号：CN112458301B
公开(公告)日：2021-09-07
申请号：CN202011301649.9
申请日：2020-11-19
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种超声波旋切辅助铸造装备，涉及有色金属冶炼设备技术领域，包括超声波振动系统和与旋切机构，所述超声波振动系统位于所述旋切机构内部，所述超声波振动系统包括依次连接的超声换能器、变幅杆和辐射头，所述旋切机构包括驱动结构、传动结构和转子结构，所述驱动结构通过所述传动结构驱动所述转子结构转动。本发明的超声换能器产生超声振动，超声振动经过变幅杆放大，最终由超声辐射头传递至熔体中，旋切机构实现对熔体的剪切，本发明将旋切机构与超声波振动系统相结合，在超声波场和旋切机构的共同作用下，能够有效的对熔体除气、细化晶粒、均匀化添加剂和组织，且不会对熔体造成污染，实现高品质合金铸锭的制备。
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公开(公告)号：CN110280746B
公开(公告)日：2021-05-07
申请号：CN201910694820.8
申请日：2019-07-30
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明涉及金属熔炼技术领域，提供了一种单源高强超声辅助铸造大规格2XXX系铝合金圆锭的方法，本发明在引锭过程中，在热顶结晶器中心施加单源高强超声振动系统，将超声直接作用于结晶器中心部位，通过控制超声振动系统的功率为熔体提供足够的超声场能量，使铝合金凝固过程在超声作用下进行，促进铸锭组织和成分的均匀化，有效解决目前大规格圆铸锭中心冷却缓慢导致组织粗大、结晶相富集的问题，同时避免了多源超声耦合作用时操作难度大、工作量大的问题；本发明使用的超声源数量少、操作方便、节省成本，能够有效提高生产效率。
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公开(公告)号：CN111644579A
公开(公告)日：2020-09-11
申请号：CN202010465969.1
申请日：2020-05-28
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种铸模及用于铝锂合金铸锭制造的超声波铸造装置，涉及金属熔炼技术领域，还包括熔炼炉、铸造设备和超声波振动系统，熔炼炉包括炉体和设置在炉体顶部的炉盖，炉体上设置有进气口和真空抽气口，炉盖上设置有第一开口和第二开口，铸造设备包括熔炼设备和铸模，熔炼设备包括电阻加热炉和坩埚，坩埚位于电阻加热炉内，电阻加热炉上设置有转轴，转轴两端转动连接于炉体两侧内壁上，超声波振动系统包括超声换能器、变幅杆和辐射杆，辐射杆能够插入第一开口或第二开口中。铸模包括两个半圆筒体和铰链，两个半圆筒体结构相同，两个半圆筒体具有底部的一端分别固定于铰链的两侧，两个半圆筒体能够拼成一个完整筒体。本发明方便取出铸造成品。
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公开(公告)号：CN110747361A
公开(公告)日：2020-02-04
申请号：CN201911139880.X
申请日：2019-11-20
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明涉及金属合金材料制备领域，公开了基于超声和机械搅拌的硼化钛增强铝基复合材料制备方法，将氟钛酸钾、氟硼酸钾反应盐粉末、氟铝酸钠粉末通过机械搅拌充分混合干燥备用；铝合金铸锭放入石墨坩埚内，加热至铝熔体的温度稳定在800～850℃，将干燥好的混合粉末加入至铝熔体中，并进行机械搅拌，待复合材料温度冷却至720℃时，撇去浮渣，浇入到石墨模具中冷却；将冷却的样品重新放入石墨坩埚内，用电阻炉加热至融化，同时加入高能超声辐射杆至混合熔体中对混合熔体进行超声处理，待超声处理时间结束，将混合熔体浇注至石墨模具，并立即用液氮冷却样品，以此获得的纳米硼化钛增强铝基复合材料中的纳米TiB2颗粒分布均匀，无团聚现象。
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公开(公告)号：CN110280745A
公开(公告)日：2019-09-27
申请号：CN201910694315.3
申请日：2019-07-30
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明涉及金属熔炼技术领域，提供了控制直径1米级2219铝合金圆锭成分偏析的多源超声布控方法。本发明在结晶器内施加多源超声振动系统辅助熔体凝固，当铸锭的直径大于等于1m小于1.2m时，施加4套超声振动系统，当铸锭的直径大于等于1.2m小于等于1.4m时，施加4套、5套或7套超声振动系统。本发明针对大直径规格的2219铝合金圆锭铸造，利用多个超声振动源在结晶器中的熔池内协同作用辅助铸锭凝固，全区域、广覆盖地向熔池内施加超声波，尽可能地扩大超声波的传播范围，增强外加超声能场对熔体凝固过程能场体系的均衡调控，提高组织与成分的均匀性，尤其是可以大幅度降低2219合金成分的偏析。
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