本發(fā)明涉及新型細(xì)晶鑄造設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種靜磁致深過冷高充型能力細(xì)晶鑄造爐及使用方法。

背景技術(shù)：

金屬或合金的細(xì)晶鑄造從原理上可以分為三種類型。其一，就是在金屬或合金尚未完全凝固的過程中，以機(jī)械的或電磁的方式攪拌打碎液體中已經(jīng)形成的固體，以增加液體中的凝固結(jié)晶核心，以得到完全凝固后的細(xì)晶組織。其二，就是在金屬或合金凝固的過程開始之前，將人造的固體粉末加入到此金屬或合金的液體中，以增加液體中的凝固結(jié)晶核心，以得到完全凝固后的細(xì)晶組織。其三，就是將金屬或合金的液體控制到盡可能低的溫度凝固，使其凝固結(jié)晶的核心比較多，凝固后晶粒長大的程度也比較小，以得到完全凝固后的細(xì)晶組織。這三種類型的細(xì)晶鑄造在充型能力方面都是比較差的，有個術(shù)語叫做：“粥狀充型”因?yàn)橐后w里已經(jīng)含有一些小固體顆粒了。這些固體顆粒在液體中的比例越多越難充型，但是這些固體顆粒在液體中的比例越少越，凝固以后合金晶粒組織就會越粗大。

申請?zhí)枮?01110430497.7，發(fā)明名稱為一種熔點(diǎn)以下完全充型鑄造方法，提供了一種將金屬或合金的液體控制到低于其熔點(diǎn)的溫度還不凝固的新型鑄造技術(shù)，當(dāng)金屬或合金的純液體控制到凝固點(diǎn)以下足夠低的溫度時，突然撤去控制措施，此時就能得到極其均勻細(xì)小的合金晶粒組織，并且這種技術(shù)鋼液充入鑄型腔內(nèi)的基本上是純液體，而不是“粥狀液體”，所以充型能力就會很好；其原理是在熔點(diǎn)溫度以下(專業(yè)術(shù)語是：過冷)越低的溫度凝固，金屬或合金液體的凝固結(jié)晶熱力學(xué)驅(qū)動力就越大，液體中的凝固結(jié)晶核心就越多，凝固后的晶粒組織不僅晶粒細(xì)小而且均勻。但是，上述方法還不夠理想，主要是抑制凝固結(jié)晶的方法措施不獨(dú)立于熔煉，造成或抑制力不夠，或鋼液無法降溫。而且，當(dāng)鋼液澆注入鑄型時，就任何抑制措施也沒有了。

基于上述問題，本申請?zhí)岢鲆环N靜磁致深過冷高充型能力細(xì)晶鑄造爐及使用方法，通過增設(shè)對熔化坩堝施加直流電流恒磁場及對鑄造型腔中流動的金屬或合金液體施加過冷措施的設(shè)備構(gòu)造，能夠得到過冷純液體澆注充型和鑄造組織晶粒尺寸極其細(xì)小及均勻效果的細(xì)晶組織。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在提供一種靜磁致深過冷高充型能力細(xì)晶鑄造爐及使用方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中抑制凝固結(jié)晶的方法措施不獨(dú)立于熔煉，造成或抑制力不夠，或鋼液無法降溫的問題，有效提高了鑄件各部位晶粒組織的細(xì)小和均勻性。

本發(fā)明的目的主要是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種靜磁致深過冷高充型能力細(xì)晶鑄造爐，主要包括：熔化坩堝、鑄型、穩(wěn)恒磁場磁極、鑄型承載轉(zhuǎn)盤，所述熔化坩堝位于所述鑄型的上方，所述穩(wěn)恒磁場磁極位于所述鑄型的周圍，所述鑄型承載轉(zhuǎn)盤位于所述鑄型的下端，并與所述鑄型固定連接；所述熔化坩堝上設(shè)有交變電流感應(yīng)圈和直流電穩(wěn)恒磁場；所述熔化坩堝、穩(wěn)恒磁場磁極、鑄型承載轉(zhuǎn)盤位于鑄造爐內(nèi)，所述鑄型通過設(shè)備從爐門外放入所述鑄型承載轉(zhuǎn)盤上。

本發(fā)明在熔化坩堝上設(shè)有交變電流感應(yīng)圈和直流電穩(wěn)恒磁場，直流電穩(wěn)恒磁場即直流電流感應(yīng)圈，相當(dāng)于坩堝是多重感應(yīng)圈，交變電流感應(yīng)圈用于鋼液的熔化和控溫，直流電流感應(yīng)圈用于產(chǎn)生金屬液體過冷的磁場，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了鑄造型腔中的深過冷。

進(jìn)一步的，所述熔化坩堝施加直流電穩(wěn)恒磁場的感應(yīng)線圈同時具有電阻式加熱功能。

進(jìn)一步的，所述熔化坩堝上安裝有遠(yuǎn)紅外和熱電偶同時測溫裝置。

進(jìn)一步的，所述穩(wěn)恒磁場磁極分為穩(wěn)恒磁場n極和穩(wěn)恒磁場s極，所述穩(wěn)恒磁場n極和穩(wěn)恒磁場s極相對放置，所述鑄型位于所述穩(wěn)恒磁場n極和穩(wěn)恒磁場s極中間。

進(jìn)一步的，所述穩(wěn)恒磁場磁極上安裝有電阻應(yīng)變片。

本發(fā)明在鑄型周圍設(shè)置穩(wěn)恒磁場磁極，能夠?qū)﹁T型中流動的金屬或合金液體施加過冷措施，實(shí)現(xiàn)鑄型中液體的深過冷和高充型能力；在穩(wěn)恒磁場磁極上安裝電阻應(yīng)變片，可通過測得磁極受力進(jìn)而得出磁場強(qiáng)度值。

進(jìn)一步的，所述鑄型周圍安裝有可以活動組合式的加熱元件。

優(yōu)選地，所述加熱元件為電阻絲。

進(jìn)一步的，所述鑄型承載轉(zhuǎn)盤下端中心處安裝有定位軸，所述定位軸不與爐外相通，只用于限定鑄型承載盤的旋轉(zhuǎn)中心，這對于爐內(nèi)真空質(zhì)量非常重要。

進(jìn)一步的，所述鑄型承載轉(zhuǎn)盤在爐外以手動或電動方式慢速轉(zhuǎn)動，所述鑄型承載轉(zhuǎn)盤由直徑不小于25毫米不大于65毫米的慢速旋轉(zhuǎn)軸輸入，所述鑄型承載轉(zhuǎn)盤由棘輪帶動旋轉(zhuǎn)，鑄型承載轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速因此可由此棘輪累積加速旋轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步的，所述鑄型承載轉(zhuǎn)盤下部設(shè)有鑄型承載轉(zhuǎn)盤承重輪，所述鑄型承載轉(zhuǎn)盤承重輪外圍是齒環(huán)，所述齒環(huán)與棘輪相配合。

一種靜磁致深過冷高充型能力細(xì)晶鑄造爐的使用方法，主要包括以下步驟：

步驟1、將鑄型埋砂造型在一個砂箱內(nèi)，其上放置耐火材料分流器，然后將此砂箱吊裝、推入加熱爐內(nèi)加熱到1000到1200℃，保溫3到5個小時；

步驟2、打開爐門，將步驟1加熱完成之后的砂箱拉出加熱爐，用叉車將砂箱安放于該細(xì)晶鑄造爐的鑄型承載轉(zhuǎn)盤上，并將固定插銷插入定位銷孔；

步驟3、打開爐蓋，將熔化坩堝傾斜45度角；將熔鑄用的母合金沿著坩堝口推入坩堝，同時將按母合金重量的0.01％±0.005％的脫氧碳配入坩堝；然后將坩堝復(fù)位；同時將爐門內(nèi)側(cè)的鑄型保溫電阻絲插合；

步驟4、檢查紅外測溫和電偶測溫反應(yīng)是否正常，檢查窺視孔可否正常使用，檢查各真空密封面是否潔凈；然后，關(guān)閉爐蓋和爐門；

步驟5、開啟冷卻水系統(tǒng)，內(nèi)冷卻水壓力不小于每平方厘米1.5公斤，溫度不高于35℃，各個部位無明顯滴漏；

步驟6、開啟真空系統(tǒng)，順序?yàn)椋簷C(jī)械泵、羅茲泵、擴(kuò)散泵，依次按各自的真空門檻值到達(dá)后打開；同時開啟鑄型保溫電阻絲加熱電源；并且用手動轉(zhuǎn)輪，將鑄型承載轉(zhuǎn)盤每5到10分鐘旋轉(zhuǎn)半周；

步驟7、當(dāng)爐內(nèi)真空度達(dá)到5～3pa以下時，開啟熔化坩堝熔化電源，待到母合金全部熔化之后，傾斜坩堝，用鋼水烙燙坩堝嘴，至真空度可達(dá)3pa以下，然后，提高功率，升溫到合金熔點(diǎn)以上200℃～300℃，維持5到10分鐘，停電降溫，開啟遠(yuǎn)紅外和熱電偶同時測溫，當(dāng)熱電偶測得凝固溫度時，讀出遠(yuǎn)紅外數(shù)值；然后，再度開啟熔化坩堝熔化電源，待到母合金液體升溫到合金熔點(diǎn)以上200℃±50℃時，開啟坩堝直流穩(wěn)恒磁場電源，然后關(guān)閉交流熔化電源，此時液體溫度開始下降，此時每隔5到10分鐘，開啟熔化坩堝熔化電源功率的50％維持10秒鐘；待到溫度降至熔點(diǎn)以上50℃時，關(guān)閉鑄型保溫電阻絲加熱電源，開啟鑄型周圍的直流穩(wěn)恒磁場電源，停止使用電偶測溫，單獨(dú)使用遠(yuǎn)紅外測溫，當(dāng)液體溫度降至遠(yuǎn)紅外讀數(shù)值之后，再繼續(xù)降溫10℃到20℃，開啟熔化坩堝熔化電源功率的30％，傾轉(zhuǎn)坩堝將鋼液澆注入鑄型；

如需施加鑄型離心力，可在以上的傾轉(zhuǎn)坩堝澆注之前，使用手輪或爐外電機(jī)帶動爐內(nèi)棘輪以帶動鑄型承載轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動至轉(zhuǎn)速累積達(dá)到1轉(zhuǎn)/1秒鐘時，傾轉(zhuǎn)坩堝將鋼液澆注入鑄型，5秒鐘后停止鑄型周圍的直流穩(wěn)恒磁場電源；并且停止鑄型承載轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動輸入；

步驟8、澆注完成后，關(guān)閉坩堝電源，依次關(guān)停各真空泵，順序?yàn)椋簲U(kuò)散泵、羅茲泵、機(jī)械泵；然后，各機(jī)構(gòu)復(fù)位；待到爐內(nèi)熱工作部位溫度降至150℃以下，關(guān)停冷卻水；打開爐蓋、爐門取出鑄型；

步驟9、如果是連續(xù)開爐工作，即可在步驟8中的各機(jī)構(gòu)復(fù)位之后，打開爐蓋、爐門更換鑄型和母合金，其步驟重新從步驟1開始。

本發(fā)明有益效果如下：

(1)本發(fā)明鑄造爐抑制凝固結(jié)晶的方法獨(dú)立于熔煉，從而造成了液相在持續(xù)降溫的過程中，固相析出受到抑制，從而引起過冷；

(2)本發(fā)明通過在熔化坩堝和鑄型都施加了直流電流產(chǎn)生的穩(wěn)恒磁場，有效實(shí)現(xiàn)了在鑄型中的深過冷和高充型能力；

(3)本發(fā)明增設(shè)了可由爐外慢速傳動傳輸進(jìn)入爐內(nèi)的可以累積轉(zhuǎn)速的鑄型離心轉(zhuǎn)盤，本爐為爐內(nèi)棘輪帶動鑄型離心轉(zhuǎn)盤累積轉(zhuǎn)速，并且該轉(zhuǎn)盤由承重輪承重，由定位軸定位，功能各自獨(dú)立；尤其是定位軸槽孔不與爐外相通，因此無論轉(zhuǎn)速多快也不會對真空系統(tǒng)產(chǎn)生影響。

附圖說明

圖1-1為金屬液體中沒有固體析出時磁力線分布形態(tài)圖；

圖1-2為金屬液體中磁力線在固-液界面發(fā)生彎曲時磁力線分布形態(tài)圖；

圖2為本發(fā)明靜磁致深過冷高充型能力細(xì)晶鑄造爐核心部位構(gòu)造示意圖；

圖3為本發(fā)明靜磁致深過冷高充型能力細(xì)晶鑄造爐所制備的鑄件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明靜磁致深過冷高充型能力細(xì)晶鑄造爐鑄造充型能力及各部位的晶粒組織示意圖；

圖5為普通鑄造爐鑄造的鑄件的晶粒組織示意圖；

圖6為本發(fā)明靜磁致深過冷高充型能力細(xì)晶鑄造爐鑄造的鑄件的晶粒組織示意圖。

圖中，1-熔化坩堝，2-鑄型，3-穩(wěn)恒磁場磁極n極或s極，4-穩(wěn)恒磁場磁極s極或n極，5-鑄型承載轉(zhuǎn)盤，6-鑄型承載轉(zhuǎn)盤承重輪，7-棘輪，8-鑄型承載轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)中心定位軸。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖來具體描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中，附圖構(gòu)成本申請一部分，并與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于闡釋本發(fā)明的原理。

本申請一種靜磁致深過冷高充型能力細(xì)晶鑄造爐及使用方法原理有二：

原理之一是：在有磁場存在的金屬液體中，如果有金屬固體析出，則具有有序原子點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的金屬固體遠(yuǎn)比完全無序的金屬液體的鐵磁性要高，從而固相中磁通量會增加，或者說磁力線的密度增加。這樣，就會出現(xiàn)磁力線由液相進(jìn)入固相時，磁力線密度將增加。使磁力線在固-液界面發(fā)生彎曲，而相互靠近之后才能進(jìn)入固體，見圖1中的磁力線分布形態(tài)。當(dāng)液體中沒有固體析出時磁力線是均勻平行的，如圖1-1，而當(dāng)液體中有固體析出時，磁力線在固-液界面發(fā)生彎曲，而相互靠近之后，才能進(jìn)入固體，如圖1-2，然而，磁力線發(fā)生彎曲相互靠近，必須提供額外的能量，根據(jù)量子力學(xué)原理，此時在金屬液體中，若要有固體核心生出，此現(xiàn)象的熱力學(xué)驅(qū)動力必須跨越這個能量壁壘，從而造成了液相在持續(xù)降溫的過程中，固相析出受到抑制，從而引起過冷。

原理之二是：本專利不僅在熔化坩堝，而且在鑄型也都施加了直流電流產(chǎn)生的穩(wěn)恒磁場。因此設(shè)備的構(gòu)造上有兩個改變，其一是：原來坩堝只有一個交變電流感應(yīng)圈，而現(xiàn)在坩堝又增加了兩個直流電流感應(yīng)圈，等于坩堝是多重感應(yīng)圈，交變電流感應(yīng)圈用于鋼液的熔化和控溫，直流電流感應(yīng)圈用于產(chǎn)生金屬液體過冷的磁場。其二是：增加了對在鑄造型腔中流動的金屬或合金液體的過冷措施的設(shè)備構(gòu)造。該構(gòu)造產(chǎn)生過冷的原理是：采用直流電使在鑄造型腔中流動的金屬或合金液處于靜磁場即穩(wěn)恒磁場中，如圖2的n極和s極之間，該液體作為導(dǎo)電體在該穩(wěn)恒磁場中垂直于磁力線的方向上流動必然切割磁力線產(chǎn)生感生電流，而鋼液也有電阻，這就使電流和鋼液切割磁力線不同步，從而因帶有電流的流動導(dǎo)體又必然受到洛侖茲力(h.a.lorentzforce)而使鋼液流動受到阻力。但是因?yàn)殇撘弘娮韬苄?，所以這個不同步會是很小，因此阻力也會很小。實(shí)驗(yàn)證明200安培的直流電所產(chǎn)生的穩(wěn)恒磁場對1公斤以上的鐵鎳基金屬液體流動的阻力已經(jīng)小到常規(guī)手段無法察覺。因此，可以忽略不計(jì)。這樣，采用對澆注液體施加人為介入因素，抑制降溫液體中析出固體使其流動性降低，保持澆注液體在熔點(diǎn)以下即過冷狀態(tài)下完成充滿鑄型后再整體同時結(jié)晶的原理，該液體就會產(chǎn)生過冷。因此也就實(shí)現(xiàn)了在鑄造型腔中的深過冷和高充型能力。

一種靜磁致深過冷高充型能力細(xì)晶鑄造爐的構(gòu)造如圖2所示，主要包括鑄型承載轉(zhuǎn)盤5、鑄型2、棘輪7、鑄型承載轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)中心定位軸8、鑄型承載轉(zhuǎn)盤承重輪6、加熱元件、穩(wěn)恒磁場磁極、熔化坩堝1，熔化坩堝1位于鑄型2的上方，鑄型2安裝與鑄型承載轉(zhuǎn)盤5的上方，在鑄型承載轉(zhuǎn)盤5下設(shè)有鑄型承載轉(zhuǎn)盤承重輪6和棘輪7，棘輪7用于帶動鑄型承載轉(zhuǎn)盤5的轉(zhuǎn)動，在鑄型2的周圍設(shè)有加熱元件和穩(wěn)恒磁場磁極，鑄型承載轉(zhuǎn)盤5下端中心部位設(shè)有鑄型承載轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)中心定位軸8，用于限定鑄型承載轉(zhuǎn)盤5的旋轉(zhuǎn)中心。

其中，熔化坩堝1是具備穩(wěn)恒磁場或稱靜磁場和交變磁場同時和單獨(dú)施加能力的坩堝，用于盛放并熔化母合金，熔化坩堝1上施加有交變磁場及交變感應(yīng)圈，同時，在熔化坩堝1上也施加有單獨(dú)的穩(wěn)恒磁場，也稱為靜磁場，即一個以上的感應(yīng)線圈，靜磁場感應(yīng)線圈可以同時具有電阻式加熱功能，而同類爐子只有交變感應(yīng)圈；本發(fā)明中熔化坩堝1具有遠(yuǎn)紅外和熱電偶同時測溫的構(gòu)造，而同類爐子有的也有這兩種測溫手段，但是不能同時測溫；

鑄型2周圍設(shè)有施加穩(wěn)恒磁場或稱靜磁場的磁極，同類爐子沒有，最為接近的，也是在鑄型周圍設(shè)有施加脈沖磁場的繞組；同時，本發(fā)明鑄造爐在鑄型2周圍所設(shè)的施加穩(wěn)恒磁場或稱靜磁場的磁極上安裝有電阻應(yīng)變片，可隨時測出n—s極之間的吸引力f，因此可以隨時通過f＝bil的電磁場公式計(jì)算出b—磁場強(qiáng)度的數(shù)值，本爐b＝1～2t(t-特斯拉)；

同時，在鑄型2周圍設(shè)有可以活動組合式的加熱元件，本爐為電阻絲，而且可達(dá)1200℃以上，同類爐子有的有加熱元件，但是，是固定式的，臨時外加的，達(dá)不到1200℃，而且也不屬于設(shè)備自身；

鑄型承載轉(zhuǎn)盤5可以在爐外以手動或電動兩種方式慢速轉(zhuǎn)動，隨時停頓，用以均溫和調(diào)整澆注位置，實(shí)現(xiàn)同爐多工位澆注，同類爐子有的有高速旋轉(zhuǎn)的鑄型承載轉(zhuǎn)盤，但那是用于離心鑄造的；因離心必須高速旋轉(zhuǎn)的動力設(shè)備是非常龐大的，只能置于真空爐殼之外，其高速旋轉(zhuǎn)軸由爐外通入爐內(nèi)，高速旋轉(zhuǎn)軸對真空密封的損壞從理論上說是不可避免的，這在國內(nèi)已有多例失敗的先例；鑄型承載轉(zhuǎn)盤5轉(zhuǎn)動傳輸由直徑不小于25毫米不大于65毫米的慢速旋轉(zhuǎn)軸輸入；其轉(zhuǎn)速最大不超過1轉(zhuǎn)/2秒鐘，這低于目前已有的真空設(shè)備轉(zhuǎn)動密封的能力，其實(shí)這就是現(xiàn)有真空設(shè)備轉(zhuǎn)動手柄的速度，因此該旋轉(zhuǎn)對真空密封的損壞是可以忽略不計(jì)的；鑄型承載轉(zhuǎn)盤5的轉(zhuǎn)動由慢速旋轉(zhuǎn)的棘輪7帶動，因此鑄型承載轉(zhuǎn)盤5的轉(zhuǎn)速可以累積，當(dāng)累積至1轉(zhuǎn)/1秒鐘時，這對直徑300毫米以上的鑄件也具有離心鑄造功能；該爐的鑄型承載轉(zhuǎn)盤5可以慢速轉(zhuǎn)動是該爐的主要常用功能，目的是使鑄型2周圍的加熱元件對鑄型2的加熱得以均勻，因?yàn)橛蓤D2可以看出，有磁極的兩側(cè)是沒有電阻絲的；鑄型承載轉(zhuǎn)盤5采用鑄型承載轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)中心定位軸8限定旋轉(zhuǎn)中心，此軸不承重，插入爐底定位槽孔，此槽孔為盲孔，與真空爐外不連通；鑄型承載轉(zhuǎn)盤5的下部設(shè)有多個承重輪，即鑄型承載轉(zhuǎn)盤承重輪6，鑄型承載轉(zhuǎn)盤5的外圍是轉(zhuǎn)動傳遞的齒環(huán)，與由爐外輸入旋轉(zhuǎn)的棘輪7相配合，棘輪軸通往爐外，即向鑄型承載轉(zhuǎn)軸傳輸動力的慢速旋轉(zhuǎn)軸；在鑄型承載轉(zhuǎn)盤5的承載面上還設(shè)有鑄型限位銷孔，鑄型2通過固定插銷插入鑄型限位銷孔；

鑄型2由叉車從爐門外水平放置于爐內(nèi)鑄型承載轉(zhuǎn)盤5上，然后關(guān)閉爐門，打開爐頂爐蓋，將爐門內(nèi)側(cè)的加熱元件電阻絲插接電源，母合金也是由爐頂打開爐蓋放入坩堝，更換新坩堝也是由此。

一種靜磁致深過冷高充型能力細(xì)晶鑄造爐的使用方法，包括以下實(shí)施例：

實(shí)施例1：

步驟1.將6個鑄型埋砂造型在一個砂箱內(nèi)，其上放置耐火材料分流器，然后將此砂箱吊裝、推入加熱爐內(nèi)加熱到1100℃保溫4小時；

步驟2.打開爐門，將步驟1加熱完成之后的砂箱拉出加熱爐，用叉車將砂箱安放于本發(fā)明細(xì)晶鑄造爐的鑄型承載轉(zhuǎn)盤上，并將固定插銷插入定位銷孔；

步驟3.打開爐蓋，將熔化坩堝傾斜45度角；將熔鑄用的母合金55公斤沿著坩堝口推入坩堝，同時將按母合金重量的0.015％的脫氧碳配入坩堝；然后將坩堝復(fù)位，同時將爐門內(nèi)側(cè)的鑄型保溫電阻絲插入電源插口；

步驟4.紅外測溫和電偶測溫反應(yīng)正常，更換窺視孔已經(jīng)熏黑的鏡片，擦拭各真空密封面；然后，關(guān)閉爐蓋和爐門；

步驟5.開啟冷卻水系統(tǒng)，內(nèi)冷卻水壓力為每平方厘米1.8公斤，溫度為25℃，各個部位查無明顯滴漏；

步驟6.開啟真空系統(tǒng)，順序?yàn)椋簷C(jī)械泵、羅茲泵、擴(kuò)散泵，依次按各自的真空門檻值到達(dá)后打開；同時開啟鑄型保溫電阻絲加熱電源；并且用手動轉(zhuǎn)輪，將鑄型承載轉(zhuǎn)盤每隔10分鐘旋轉(zhuǎn)半周；

步驟7.當(dāng)爐內(nèi)真空度達(dá)到3pa時，開啟熔化坩堝熔化電源，半功率15分鐘之后，給滿功率，待到母合金全部熔化之后，傾斜坩堝，用鋼水烙燙坩堝嘴，至真空度達(dá)到2pa，然后，提高功率，升溫到1600℃，維持5分鐘，停電降溫，開啟遠(yuǎn)紅外和熱電偶同時測溫，當(dāng)熱電偶測得凝固溫度值—1380，讀出遠(yuǎn)紅外數(shù)值—1330℃；然后，再度開啟熔化坩堝熔化電源，待到母合金液體升溫到1580℃時，開啟坩堝直流穩(wěn)恒磁場電源，然后關(guān)閉交流熔化電源，此時液體溫度開始下降，此時每隔8分鐘，開啟熔化坩堝熔化電源滿功率的50％維持10秒鐘；待到溫度降至1430℃時，關(guān)閉鑄型保溫電阻絲加熱電源，開啟鑄型周圍的直流穩(wěn)恒磁場電源，停止使用電偶測溫，單獨(dú)使用遠(yuǎn)紅外測溫，當(dāng)液體溫度降至遠(yuǎn)紅外讀數(shù)值—1330℃之后，再繼續(xù)降溫到1315℃，開啟熔化坩堝熔化電源功率的30％，傾轉(zhuǎn)坩堝將鋼液澆注入鑄型，5秒鐘后停止鑄型周圍的直流穩(wěn)恒磁場電源；

步驟8.澆注完成后，關(guān)閉坩堝電源，依次關(guān)停各真空泵，順序?yàn)椋簲U(kuò)散泵、羅茲泵、機(jī)械泵；然后，各機(jī)構(gòu)復(fù)位；待到爐內(nèi)熱工作部位溫度降至150℃以下，可以關(guān)停冷卻水；打開爐蓋、爐門取出鑄型。

實(shí)施例2：

步驟1.將1個鑄型埋砂造型在一個砂箱內(nèi)，然后將此砂箱吊裝、推入加熱爐內(nèi)加熱到1200℃保溫4小時；

步驟2.打開爐門，將步驟1加熱完成之后的砂箱拉出加熱爐，用叉車將砂箱安放于該細(xì)晶鑄造爐的鑄型承載轉(zhuǎn)盤上，并將固定插銷插入定位銷孔；

步驟3.打開爐蓋，將熔化坩堝傾斜45度角；將熔鑄用的母合金50公斤沿著坩堝口推入坩堝，同時將按母合金重量的0.010％的脫氧碳配入坩堝；然后將坩堝復(fù)位；同時將爐門內(nèi)側(cè)的鑄型保溫電阻絲插入電源插口；

步驟4.紅外測溫和電偶測溫反應(yīng)正常，更換窺視孔已經(jīng)熏黑的鏡片，擦拭各真空密封面；然后，關(guān)閉爐蓋和爐門；

步驟5.開啟冷卻水系統(tǒng)，內(nèi)冷卻水壓力為每平方厘米1.6公斤，溫度為28℃，各個部位查無明顯滴漏；

步驟6.開啟真空系統(tǒng)，順序?yàn)椋簷C(jī)械泵、羅茲泵、擴(kuò)散泵，依次按各自的真空門檻值到達(dá)后打開；同時開啟鑄型保溫電阻絲加熱電源；并且用手動轉(zhuǎn)輪，將鑄型承載轉(zhuǎn)盤每隔10分鐘旋轉(zhuǎn)半周。

步驟7.當(dāng)爐內(nèi)真空度達(dá)到3pa時，開啟熔化坩堝熔化電源，半功率15分鐘之后，給滿功率，待到母合金全部熔化之后，傾斜坩堝，用鋼水烙燙坩堝嘴，至真空度達(dá)到2pa，然后，提高功率，升溫到1580℃，維持5分鐘，停電降溫，開啟遠(yuǎn)紅外和熱電偶同時測溫，當(dāng)熱電偶測得凝固溫度值—1380，讀出遠(yuǎn)紅外數(shù)值—1330℃；然后，再度開啟熔化坩堝熔化電源，待到母合金液體升溫到1560℃時，開啟坩堝直流穩(wěn)恒磁場電源，然后關(guān)閉交流熔化電源，此時液體溫度開始下降，此時每隔8分鐘，開啟熔化坩堝熔化電源滿功率的50％維持10秒鐘；待到溫度降至1420℃時，關(guān)閉鑄型保溫電阻絲加熱電源，開啟鑄型周圍的直流穩(wěn)恒磁場電源；轉(zhuǎn)動爐外離心旋轉(zhuǎn)手輪帶動爐內(nèi)棘輪進(jìn)而帶動爐內(nèi)鑄型承載轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，至轉(zhuǎn)速累積達(dá)到1轉(zhuǎn)/1秒鐘時，停止使用電偶測溫，單獨(dú)使用遠(yuǎn)紅外測溫，當(dāng)液體溫度降至遠(yuǎn)紅外讀數(shù)值—1330℃之后，再繼續(xù)降溫到1316℃，開啟熔化坩堝熔化電源滿功率的30％，傾轉(zhuǎn)坩堝將鋼液澆注入鑄型，5秒鐘后停止鑄型周圍的直流穩(wěn)恒磁場電源，以及鑄型承載轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動。

步驟8.澆注完成后，關(guān)閉坩堝電源，依次關(guān)停各真空泵，順序?yàn)椋簲U(kuò)散泵、羅茲泵、機(jī)械泵；然后，各機(jī)構(gòu)復(fù)位；待到爐內(nèi)熱工作部位溫度降至150℃以下，可以關(guān)停冷卻水；打開爐蓋、爐門取出鑄型。

其結(jié)果是：鑄造型腔內(nèi)所有棱角以及細(xì)微部位都全部充滿，如圖3所示，鑄件各部位的晶粒組織都極其細(xì)小和均勻，晶粒最細(xì)尺寸已達(dá)0.03毫米以下，并且在此情況下仍能充滿1.5毫米的薄片，如圖4所示；圖5和圖6是現(xiàn)有相應(yīng)的普通鑄造爐的鑄件的晶粒組織照片與本發(fā)明的新型鑄造爐的鑄件的晶粒組織的對比，由圖中能夠明顯看出本發(fā)明新型鑄造爐的鑄件的晶粒組織細(xì)小且均勻。

綜上所述，本發(fā)明提供了一種靜磁致深過冷高充型能力細(xì)晶鑄造爐及使用方法，通過在鑄造爐增設(shè)了對熔化坩堝施加直流電穩(wěn)恒磁場的措施；并且還增設(shè)了對鑄造型腔中流動的金屬或合金液體施加過冷措施的設(shè)備構(gòu)造，此構(gòu)造為直流靜電磁極，以及可由爐外慢速帶動爐內(nèi)的可累積轉(zhuǎn)速的鑄型離心轉(zhuǎn)盤；研制出新型細(xì)晶鑄造爐能夠在金屬或合金液體在坩堝內(nèi)降溫澆注時，對其施加直流電穩(wěn)恒磁場抑制其凝固生核，同時還能夠在金屬或合金液體在鑄型內(nèi)降溫凝固時，對其施加直流電穩(wěn)恒磁場抑制其凝固生核，導(dǎo)致其產(chǎn)生深程度的過冷(工業(yè)條件下，已達(dá)10℃以上，結(jié)晶組織已明顯異于常規(guī)鑄造)，進(jìn)而得到過冷純液體澆注充型效果和鑄造組織晶粒尺寸極其細(xì)小和均勻的效果。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。