1.一種超硬鋁鑄造復(fù)合電磁脈沖凝固組織處理裝置,其特征在于:包括金屬型(11)、邊部電磁脈沖裝置(12)、頂部電磁脈沖裝置(13),所述金屬型(11)的內(nèi)腔(111)用于放置熔體,所述金屬型(11)的側(cè)壁包括外層及內(nèi)層,所述外層和內(nèi)層之間形成水冷空腔(112),所述水冷空腔(112)底部設(shè)有冷卻水入口(113)、頂部設(shè)有冷卻水出口(114),所述邊部電磁脈沖裝置(12)設(shè)置于所述金屬型(11)外壁,所述頂部電磁脈沖裝置(13)位于所述金屬型(11)的內(nèi)腔(111)正上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超硬鋁鑄造復(fù)合電磁脈沖凝固組織處理裝置,其特征在于:所述邊部電磁脈沖裝置(12)包括邊部線圈(121)、外置鐵芯(122),所述邊部線圈(121)繞在所述金屬型(11)側(cè)壁的外層,并且相鄰兩匝邊部線圈(121)之間相互絕緣,所述外置鐵芯(122)套在所述邊部線圈(121)外,每匝邊部線圈(121)與所述金屬型(11)側(cè)壁的外層之間及每匝邊部線圈(121)與所述外置鐵芯(122)之間均相互絕緣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超硬鋁鑄造復(fù)合電磁脈沖凝固組織處理裝置,其特征在于:所述金屬型(11)的側(cè)壁的外層、邊部線圈(121)、冷卻水入口(113)、冷卻水出口(114)上分別連接有溫度傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超硬鋁鑄造復(fù)合電磁脈沖凝固組織處理裝置,其特征在于:所述金屬型(11)工作壁厚度H=D/50,D為所述金屬型(11)內(nèi)鑄錠熔體的直徑(cm)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超硬鋁鑄造復(fù)合電磁脈沖凝固組織處理裝置,其特征在于:所述金屬型(11)側(cè)壁的內(nèi)層上設(shè)置有固定有若干個散熱片(115),所述金屬型(11)及所述散熱片(115)均由銅制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超硬鋁鑄造復(fù)合電磁脈沖凝固組織處理裝置,其特征在于:所述每匝邊部線圈(121)與所述金屬型(11)側(cè)壁的外層之間設(shè)置絕緣陶瓷纖維。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超硬鋁鑄造復(fù)合電磁脈沖凝固組織處理裝置,其特征在于:所述頂部電磁脈沖裝置(13)包括內(nèi)置鐵芯(131)、頂部線圈(132)、外殼(133),所述頂部線圈(132)繞在所述內(nèi)置鐵芯(131)上,所述頂部線圈(132)、內(nèi)置鐵芯(131)均位于所述外殼(133)內(nèi),相鄰兩匝所述頂部線圈(132)之間相互絕緣,所述頂部線圈(132)與所述內(nèi)置鐵芯(131)及所述外殼(133)之間均相互絕緣。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超硬鋁鑄造復(fù)合電磁脈沖凝固組織處理裝置,其特征在于:所述邊部線圈(121)、頂部線圈(132)均為由高溫漆包線繞制成的螺線管形中空銅線圈,所述中空銅線圈的中空腔內(nèi)通冷卻水,所述邊部線圈(121)、頂部線圈(132)由相同頻率的脈沖電源驅(qū)動。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超硬鋁鑄造復(fù)合電磁脈沖凝固組織處理裝置,其特征在于:所述內(nèi)置鐵芯(131)的直徑較小端靠近熔體,所述內(nèi)置鐵芯(131)直徑較小端的端部距熔體表面10~20mm。
10.采用權(quán)利要求1-9任一所述的超硬鋁鑄造復(fù)合電磁脈沖凝固組織處理裝置進(jìn)行鑄造的方法,其特征在于該方法包括下述步驟:
(一)將所述邊部電磁脈沖裝置(12)、頂部電磁脈沖裝置(13)分別連接在脈沖電源的兩極,使所述邊部電磁脈沖裝置(12)通脈沖電流產(chǎn)生脈沖磁場,所述脈沖磁場對所述金屬型(11)進(jìn)行預(yù)熱處理,脈沖頻率控制在15~55Hz,電流控制在50~100A左右,脈沖占空比為20%;
(二)待所述金屬型(11)達(dá)到目標(biāo)溫度同時待澆鑄金屬液達(dá)到澆鑄溫度時,將所述金屬液澆入所述金屬型(11)內(nèi),待所述金屬型(11)內(nèi)的熔體達(dá)到目標(biāo)預(yù)熱溫度后,使所述頂部電磁脈沖裝置(13)通入相同的脈沖電流,所述頂部電磁脈沖裝置(13)、邊部電磁脈沖裝置(12)產(chǎn)生的磁場同時作用于所述熔體,作用時間持續(xù)1~5分鐘;
(三)當(dāng)所述熔體冷卻至固液相溫度以下時,將所述金屬型(11)的水冷空腔(112)內(nèi)的冷卻水打開,使所述熔體快速冷卻,得到鑄件。