鋁合金熱頂電磁鑄造技術與普通電磁鑄造法的區別在於採用特製的禁止罩結構，並在其內部用耐火材料製成熱頂約束液柱頂部熔體成型，也就是熱頂兼有禁止罩的功能。
基本介紹
- 中文名：鋁合金熱頂電磁鑄造技術
- 外文名：Aluminum alloy top heat casting technology
- 方法：電磁鑄造
- 優點：有利於液柱高度的穩定
簡介,區別,優點,板坯電磁鑄造方法,
簡介
電磁鑄造的基本技術方法是，在金屬成形的過程中，在熔融金屬中施加由交變電場產生的磁場。根據電磁感應原理，在感應線圈中通入交變電流，就會在放入線圈的導體中感應出頻率相同的感應電流。由於渦電流和磁場的相互作用而產生洛倫茲力，該作用力在一個周期內的平均值指向熔體內部，即電磁壓力，相當於有容器存在時器壁產生的向內壓力。
所產生的電磁壓力通過克服液態金屬的靜壓力和表面張力而實現對熔融金屬形狀的控制。通過改變電磁場的具體布置和線圈電流就可以改變電磁壓力對熔融金屬的影響，達到改變被約束熔體形態的目的，從而鑄造出不同形狀的鑄件。電磁能夠使熔體被約束成形主要是依靠磁場在熔體表面產生的電磁壓力和熔體本身的靜壓力之間的平衡，通過調節兩者的相對大小及分布即可實現電磁約束成形。
區別
熱頂電磁鑄造法與普通電磁鑄造法的區別在於採用特製的禁止罩結構，並在其內部用耐火材料製成熱頂約束液柱頂部熔體成型，也就是熱頂兼有禁止罩的功能。
優點
熱頂電磁鑄造技術具有如下優點：
（1）與電磁鑄造技術相比，熱頂具有約束部分液柱成型的作用。金屬液面位置的控制相比之下更為容易，並有利於液柱高度的穩定。
（2）熱頂截面由於由下到上逐漸增大，在鑄造過程中金屬液澆注量的增減對液柱高度的影響明顯減弱，從而增強了液柱高度和鑄錠尺寸的穩定性。
（3）熱頂有利於金屬液的澆注，減弱了澆流對金屬液柱的衝擊力。
（4）由於液-固界面處的液柱仍依靠電磁力約束成半懸浮狀態，保證了鑄錠側表面在自由表面狀態下凝固，並未削弱液穴內的電磁攪拌作用，繼承了電磁鑄造鑄錠表面光亮、內部組織緻密的優點。
熱頂電磁鑄造技術即充分發揮了普通電磁鑄造和電磁連鑄的優點，又增強了系統的可操作性，其磁場強度和電磁壓力分布合理，能有效控制鑄錠夾雜，提高鑄錠表面和內部質量。
板坯電磁鑄造方法
對於長寬比例不同的板形鑄坯進行電磁鑄造時主要有兩種方式：一種為水平鑄造法；另一種為垂直鑄造法。
水平電磁鑄造法是利用水平的高頻(HF)電磁場與由HF感應生成的渦電流相互作用，使金屬液水平方向懸浮起來實現熔體成形；垂直電磁鑄造法是使金屬液垂直穿過由長寬比大的電磁感應線圈產生的HF電磁場，熔體成形通過來自感應線圈的垂直HF電磁場與感應的渦電流共同作用實現。靜壓力的影響受垂直移動的電磁場控制。
垂直電磁鑄造法是目前採用較多的一種鑄造方法。由於很難實現完全無模鑄造，所以國外在電磁鑄鋼的試驗中均採用類似冷坩堝的結構，即在感應線圈中放置一些銅板條，鋼液與銅板條以點接觸來實現鑄造。在垂直電磁鑄造中，由於可以分別對電磁力和液體金屬懸浮進行分析，因此其不穩性是可控的，但此控制方法不適用於水平鑄造。另外垂直連鑄具有一個優點，其渦電流在鑄坯內是閉合迴路，從而減少了外部電流的電磁干擾。垂直鑄造需要用到三種電磁場：①高頻低幅磁場，用於約束液體金屬；②低頻移動磁場，能覆蓋到金屬熔體寬度方向的絕大部分，以便抵消液體金屬靜壓力的作用；③高頻移動磁場，可以提高懸浮力，用於補償鑄坯邊部的重力。
水平電磁鑄造法在液體金屬下方有均勻分布的水平磁場，而上方則要求儘可能小的磁場。理論上設計了這樣一個磁場，它是由交流線圈、磁鐵軛和磁極組成的。這種磁鐵通常又稱為“窗框”或“白圈”磁鐵，已廣泛用於粒子加速器中。在磁鐵的上部和下部線圈之間能產生出非常均勻的水平磁場。線上圈橫斷面方向上以及沿磁軛的反方向上，水平磁場強度呈線性下降。水平鑄造的開發研究主要致力於以下方面：一是水平小型鑄機的磁鐵設計；二是設計並製造出用於該方法的試驗性磁鐵。
