專(zhuān)利名稱(chēng)：一種鈦-5氮化硼偽合金液的攪拌方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鈦-5氮化硼偽合金液的攪拌方法。
背景技術(shù)：
公開(kāi)號(hào)CN1919433，發(fā)明名稱(chēng)“一種含有輕質(zhì)固體顆粒偽合金液攪拌方法及裝 置”上，闡述了鋁-7石墨偽合金液的攪拌方法，即，采用常規(guī)旋轉(zhuǎn)電磁攪拌與內(nèi)壁布有直葉 片石墨坩堝相結(jié)合方式對(duì)含有7wt %石墨顆粒的鋁-7石墨偽合金液進(jìn)行攪拌。在這種直葉 片坩堝+電磁攪拌方法中，旋轉(zhuǎn)電磁攪拌使偽合金液產(chǎn)生規(guī)則的周向?qū)恿鬟\(yùn)動(dòng)，而坩堝內(nèi) 壁上的直葉片則改變了偽合金液的規(guī)則周向?qū)恿鬟\(yùn)動(dòng)狀態(tài)，在葉片長(zhǎng)度方向上向前的傾斜 角β對(duì)偽合金液施加了向外的作用力，使偽合金液產(chǎn)生了從坩堝內(nèi)部向外部的附加層流 運(yùn)動(dòng)；而在寬度方向上向上的傾斜角Y對(duì)偽合金液施加了向下的作用力，使偽合金液產(chǎn)生 了從坩堝上部向下部的附加層流運(yùn)動(dòng)，這樣，通過(guò)攪拌可以不斷地將內(nèi)部的偽合金液移到 周?chē)⑸喜康膫魏辖鹨阂频较虏?，進(jìn)而阻止了偽合金液中顆粒的上浮和中央偏聚運(yùn)動(dòng)。在 專(zhuān)利CN1919433中公開(kāi)的β為20 30°、γ為35 50°條件下，偽合金液中的顆粒就 是依靠10 15分鐘的附加層流運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了均勻分布。鈦-5氮化硼偽合金液是含有5wt%氮化硼顆粒和95wt%鈦液的偽合金液，對(duì)于 鈦-5氮化硼偽合金液的攪拌，由于鈦與氮化硼顆粒的物性尤其是密度之間的差別比鋁與 石墨顆粒的差別大，石墨密度為1. 9 2. 2g/cm3，鋁液密度為2. 6 2. 8g/cm3，鈦液密度為 4. 3 4. 6g/cm3,氮化硼密度為2. 1 2. 3g/cm3,因此實(shí)現(xiàn)氮化硼顆粒在鈦_5氮化硼偽合 金液中的均勻分布更困難，也就是說(shuō)，用于實(shí)現(xiàn)氮化硼顆粒在鈦-5氮化硼偽合金液中的均 勻分布的攪拌時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)。對(duì)于鈦-5氮化硼偽合金液，在實(shí)現(xiàn)氮化硼顆粒均勻分布的前提下，用于攪拌的時(shí) 間越短，能耗越小，成本越低，而且鈦-5氮化硼偽合金液受到的污染也越少，其質(zhì)量越高， 因此可實(shí)現(xiàn)氮化硼顆粒均勻分布的鈦-5氮化硼偽合金液的攪拌時(shí)間越短越好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有攪拌方法“攪拌時(shí)間長(zhǎng)”的不足，提供一 種能夠快速實(shí)現(xiàn)氮化硼顆粒均勻分布的鈦-5氮化硼偽合金液的攪拌方法，進(jìn)一步縮短實(shí) 現(xiàn)氮化硼顆粒均勻分布的攪拌時(shí)間。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是采用直葉片坩堝+電磁攪拌方法， 在直葉片長(zhǎng)度方向上向前傾斜β為15 17°、寬度方向上向上傾斜Y為56 58°的條 件下，對(duì)鈦-5氮化硼偽合金液進(jìn)行攪拌。本發(fā)明的有益效果是對(duì)于偽合金液中的顆粒，要想盡快完成其在偽合金液中的 分散，必須加強(qiáng)攪拌強(qiáng)度。在直葉片坩堝+電磁攪拌方法中，隨著葉片Y的增大，偽合金 液在流過(guò)葉片后的層流運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化程度逐漸增大，當(dāng)Y增大到一定值時(shí)，除了產(chǎn)生附 加層流運(yùn)動(dòng)以外，還將產(chǎn)生偽合金液的附加紊流運(yùn)動(dòng)，該附加紊流運(yùn)動(dòng)對(duì)偽合金液中的顆粒具有深層次的局部攪拌和分散作用，本發(fā)明就是利用β與Y優(yōu)化組合后產(chǎn)生的附加紊 流運(yùn)動(dòng)進(jìn)一步促進(jìn)了氮化硼顆粒在偽合金液中的均勻分布，從而達(dá)到了縮短攪拌時(shí)間的目 的。利用本發(fā)明，對(duì)鈦-5氮化硼偽合金液進(jìn)行攪拌，實(shí)現(xiàn)氮化硼顆粒均勻分布的攪拌時(shí)間 可縮短到7分鐘，比CN1919433專(zhuān)利的最短攪拌時(shí)間至少又縮短了 30%。


圖1為本發(fā)明方法攪拌鈦-5氮化硼偽合金液裝置的主視圖。圖中，電磁極對(duì)1，陶瓷坩堝2，直葉片3，上蓋4，Ar氣管5，堵塞6，外罩7，偽合金 液8，底架9。圖2為本發(fā)明方法攪拌鈦-5氮化硼偽合金液裝置的A-A局部視圖。圖3為本發(fā)明方法攪拌鈦-5氮化硼偽合金液裝置的B-B局部視圖。圖4為采用本發(fā)明方法攪拌的鈦-5氮化硼偽合金液的微觀組織。
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明方法攪拌鈦-5氮化硼偽合金液裝置的具體說(shuō)明如下鈦-5氮化硼偽合金液的攪拌裝置包括旋轉(zhuǎn)電磁攪拌裝置、陶瓷坩堝2、上蓋4、Ar 氣管5、堵塞6、底架9。旋轉(zhuǎn)電磁攪拌裝置的三對(duì)電磁極對(duì)1均布在陶瓷坩堝2周?chē)?，與陶瓷坩堝外壁之 間的距離為5mm，電磁極對(duì)1外側(cè)加外罩7。陶瓷坩堝2采用機(jī)械連接方式固定于底架9上，其內(nèi)壁上分布有直葉片3，直葉片 3采用機(jī)械連接方式固定于陶瓷坩堝2內(nèi)壁上。直葉片3在陶瓷坩堝2不同高度上呈水平 層狀分布，最下層的直葉片3下部與陶瓷坩堝2內(nèi)底面的間隔a為10mm，相鄰直葉片層之 間的間隔b為20mm，最上層的直葉片3上部高出偽合金液8上表面的距離c為10mm。在同 一直葉片層內(nèi)，三個(gè)直葉片3的根部在周向上間隔α為120°均勻分布在陶瓷坩堝2內(nèi)壁 上，直葉片3長(zhǎng)度d均為陶瓷坩堝2半徑，寬度e均為陶瓷坩堝2半徑的四分之一。每個(gè)直 葉片3，在長(zhǎng)度方向上，其頭部在指向陶瓷坩堝2水平圓周中心的基礎(chǔ)上，逆著偽合金液8的 流動(dòng)方向向前傾斜，直葉片3與其根部和陶瓷坩堝2水平圓周中心連線(xiàn)的夾角β為15 17°，以便不斷地將內(nèi)部的偽合金液8移到周?chē)?；在寬度方向上，迎著偽合金?周向流動(dòng) 的前刃部相對(duì)后刃部向上傾斜Y為56 58°，以便不斷地將上部的偽合金液8移到下部。 相鄰直葉片層內(nèi)的直葉片3在同一水平面上的投影其根部在周向上間隔δ為60°均勻分 布。Ar氣管5固定于上蓋4的孔內(nèi)，堵塞6位于陶瓷坩堝2底部。一種鈦-5氮化硼偽合金液的攪拌方法，采用直葉片坩堝+電磁攪拌方法即采用常 規(guī)旋轉(zhuǎn)電磁攪拌與內(nèi)壁布有直葉片坩堝相結(jié)合方式對(duì)含有5wt%氮化硼顆粒的鈦-5氮化 硼偽合金液進(jìn)行攪拌，利用旋轉(zhuǎn)電磁攪拌使鈦-5氮化硼偽合金液產(chǎn)生周向運(yùn)動(dòng)，利用坩堝 內(nèi)壁上的直葉片，不斷地將內(nèi)部的鈦-5氮化硼偽合金液移到周?chē)⑸喜康拟?5氮化硼偽 合金液移到下部，從而阻止氮化硼顆粒的上浮和中央偏聚運(yùn)動(dòng)，得到氮化硼顆粒均勻分布 的鈦-5氮化硼偽合金液，包括以下步驟步驟1，將偽合金液8倒入陶瓷坩堝2 ；4
步驟2，蓋上上蓋4，接通Ar氣以防氧化；步驟3，啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)電磁攪拌裝置對(duì)陶瓷坩堝2內(nèi)的偽合金液8進(jìn)行攪拌。實(shí)施方式一，在直葉片長(zhǎng)度方向上向前傾斜β為17°、寬度方向上向上傾斜Y為 56°時(shí)，實(shí)現(xiàn)氮化硼顆粒均勻分布的攪拌時(shí)間為6分40秒。實(shí)施方式二，在直葉片長(zhǎng)度方向上向前傾斜β為16°、寬度方向上向上傾斜Y為 57°時(shí)，實(shí)現(xiàn)氮化硼顆粒均勻分布的攪拌時(shí)間為6分30秒。實(shí)施方式三，在直葉片長(zhǎng)度方向上向前傾斜β為17°、寬度方向上向上傾斜Y為 58°時(shí)，實(shí)現(xiàn)氮化硼顆粒均勻分布的攪拌時(shí)間為7分鐘。實(shí)施方式四，在直葉片長(zhǎng)度方向上向前傾斜β為15°、寬度方向上向上傾斜Y為 58°時(shí)，實(shí)現(xiàn)氮化硼顆粒均勻分布的攪拌時(shí)間為6分40秒。實(shí)施方式五，在直葉片長(zhǎng)度方向上向前傾斜β為15°、寬度方向上向上傾斜Y為 56°時(shí)，實(shí)現(xiàn)氮化硼顆粒均勻分布的攪拌時(shí)間為6分50秒?？梢?jiàn)，在直葉片長(zhǎng)度方向上向前傾斜β為15 17°、寬度方向上向上傾斜Y為 56 58°條件下，對(duì)鈦-5氮化硼偽合金液進(jìn)行攪拌，實(shí)現(xiàn)氮化硼顆粒均勻分布的攪拌時(shí)間 可縮短到7分鐘。附圖4為采用本發(fā)明方法攪拌的鈦-5氮化硼偽合金液的微觀組織。圖中深色區(qū) 域?yàn)殁伝w，淺色區(qū)域?yàn)榈痤w粒，可見(jiàn)，氮化硼顆粒分布非常均勻?？梢?jiàn)，本發(fā)明可快速 實(shí)現(xiàn)鈦-5氮化硼偽合金液中氮化硼顆粒的均勻分布。
權(quán)利要求
1. 一種鈦-5氮化硼偽合金液的攪拌方法，采用直葉片坩堝+電磁攪拌方法即采用常規(guī) 旋轉(zhuǎn)電磁攪拌與內(nèi)壁布有直葉片坩堝相結(jié)合方式對(duì)含有5wt%氮化硼顆粒的鈦-5氮化硼 偽合金液進(jìn)行攪拌，利用旋轉(zhuǎn)電磁攪拌使鈦-5氮化硼偽合金液產(chǎn)生周向運(yùn)動(dòng)，利用坩堝內(nèi) 壁上的直葉片，不斷地將內(nèi)部的鈦-5氮化硼偽合金液移到周?chē)⑸喜康拟?5氮化硼偽合 金液移到下部，從而阻止氮化硼顆粒的上浮和中央偏聚運(yùn)動(dòng)，得到氮化硼顆粒均勻分布的 鈦-5氮化硼偽合金液，包括以下步驟 步驟1，將偽合金液倒入陶瓷坩堝； 步驟2，蓋上上蓋，接通Ar氣以防氧化；步驟3，啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)電磁攪拌裝置對(duì)陶瓷坩堝內(nèi)的偽合金液進(jìn)行攪拌； 其特征在于，直葉片在長(zhǎng)度方向上向前傾斜β為15 17°，在寬度方向上向上傾斜 Y 為 56 58°。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鈦-5氮化硼偽合金液的攪拌方法，屬于鈦-5氮化硼偽合金液攪拌研究領(lǐng)域，本發(fā)明采用直葉片坩堝+電磁攪拌的方法，在直葉片長(zhǎng)度方向上向前傾斜β為15～17°、寬度方向上向上傾斜γ為56～58°的條件下，對(duì)鈦-5氮化硼偽合金液進(jìn)行攪拌，可快速實(shí)現(xiàn)氮化硼顆粒的均勻分布，攪拌時(shí)間可縮短到7分鐘。
文檔編號(hào)B22D11/115GK102051495SQ20101059951
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者劉漢武, 張鵬, 杜云慧 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)