本發(fā)明專利技術公開了用于脫氣和用于從熔融金屬移除雜質(zhì)的方法。這些方法可以包括在熔融金屬浴中運行超聲裝置，以及將吹掃氣體通過所述超聲裝置的尖部加入至所述熔融金屬浴中。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術】【專利摘要】本專利技術公開了用于脫氣和用于從熔融金屬移除雜質(zhì)的方法。這些方法可以包括在熔融金屬浴中運行超聲裝置，以及將吹掃氣體通過所述超聲裝置的尖部加入至所述熔融金屬浴中。【專利說明】具有集成的氣體遞送系統(tǒng)的超聲裝置對相關申請的引用本申請作為PCT國際專利申請在2012年10月10日提交，并且要求在2011年10月11日提交的美國專利申請?zhí)?3/270,401的優(yōu)先權，所述申請的內(nèi)容通過引用完整地結合于此。版權本文所包括的材料中的所有權利，包括版權，歸屬于 申請人:并且為 申請人:的財產(chǎn)。 申請人:保留并保有本文所包括的材料的所有權利，并且僅許可連同授權的專利副本一起復制該材料，并且不能用于其他用途。
技術介紹
特定金屬制品的加工和澆鑄可以需要含有熔融金屬的浴(bath)，并且依賴于具體的金屬，該熔融金屬的浴可以保持在700°C至1200°C的范圍內(nèi)或更高的溫度。許多設備或裝置可以在用于所需金屬制品的制造或澆鑄的熔融金屬浴中使用。需要這些設備或裝置更好地耐受在熔融金屬浴中遇到的升高的溫度，有益地具有更長的壽命并且被限制為與特定的熔融金屬無反應性。此外，熔融金屬可以具有溶解在其中的一種或多種氣體和/或存在于其中的雜質(zhì)，并且這些氣體和/或雜質(zhì)可以不利地影響所需金屬制品的最終制造和澆鑄，和/或從而得到的金屬制品自身的物理性質(zhì)。減少存在于熔融金屬浴中的溶解的氣體或雜質(zhì)的量的嘗試還未完全成功。因此，需要改進的方法以將氣體和/或雜質(zhì)從熔融金屬移除。概述提供該概述從而以簡化形式介紹選出的概念，其在下面在詳述中進一步描述。該概述不意圖識別所要求保護的主題的必需的或必要的特征。該概述也不預期用于限制所要求保護的主題的范圍。本專利技術針對用于減少在熔融金屬浴中的溶解的氣體(和/或各種雜質(zhì))的量的方法(例如，超聲脫氣)。在一個實施方案中，該方法可以包括在熔融金屬浴中運行超聲裝置，并且將吹掃氣體引入至緊鄰超聲裝置的熔融金屬浴中。例如，溶解的氣體可以包括氫，熔融金屬浴可以包括鋁或銅(包括其合金)，并且吹掃氣體可以包含氬和/或氮。可以將吹掃氣體在約50cm(或25cm,或15cm,或5cm,或2cm)內(nèi)，或通過超聲裝置的尖部加入至熔融金屬浴中。可以將吹掃氣體以每kg/小時的來自熔融金屬浴的輸出在約0.1至約150L/分鐘的范圍內(nèi)，或另外地或備選地，在約10至約500mL/小時的范圍內(nèi)的吹掃氣體的速率加入或引入至熔融金屬浴中。本專利技術還公開了超聲裝置，并且這些超聲裝置可以在許多不同的應用中使用，包括超聲脫氣和晶粒細化。作為實例，超聲裝置可以包括超聲換能器；連接至超聲換能器的探頭，所述探頭包括尖部；以及氣體遞送系統(tǒng)，所述氣體遞送系統(tǒng)包括氣體入口、通過探頭的氣流通道，和位于探頭尖部處的氣體出口。在一個實施方案中，探頭可以是伸長的探頭，所述伸長的探頭包括第一端和第二端，第一端連接至超聲換能器并且第二端包括尖部。此外，探頭可以包含不銹鋼、鈦、鈮、陶瓷等，或任何這些材料的組合。在另一個實施方案中，超聲探頭可以是具有通過其的集成氣體遞送系統(tǒng)的單一賽隆(Sialon)探頭。在另一個實施方案中，超聲裝置可以包括多個探頭組件和/或每個超聲換能器多個探頭。上述概述和以下詳述都提供實例并且僅是示例性的。因此，上述概述和以下詳述不應被認為是限制性的。此外，除了本文中所述那些以外還可以提供多個特征或變化。例如，特定實施方案可以針對詳述中描述的多個特征組合和子組合。附圖簡述結合在本公開中并構成其一部分的附圖示例本專利技術的多個實施方案。在附圖中:圖1顯示本專利技術的一個實施方案中的超聲裝置的部分截面圖。圖2顯示本專利技術的另一個實施方案中的超聲裝置的部分截面圖。圖3顯示本專利技術的另一個實施方案中的超聲裝置的部分截面圖。圖4顯示本專利技術的另一個實施方案中的超聲裝置的部分截面圖。圖5是示例與鋁的理論密度比較實施例1-4中的每一個的密度的百分比差異的柱狀圖。圖6是示例實施例1-4中的每一個的以ppm計的氫含量的柱狀圖。圖7是實施例5-8的氫濃度作為時間的函數(shù)的曲線圖。詳述以下詳述參考附圖。在可能的情況下，在附圖和以下描述中使用相同或類似的標號來指代相同或類似的元件。雖然可以描述本專利技術的實施方案，但是改進、調(diào)整和其他執(zhí)行是可能的。例如，可以對附圖中示例的元件進行置換，加入，或修改，并且本文所述的方法可以通過置換，重排，或向已公開的方法增加階段來改變。因此，以下詳述不限制本專利技術的范圍。術語“一個(a) ”、“一種(an) ”和“所述(the) ”預期包括復數(shù)個備選，例如，至少一個。例如，除非另外說明，“一個超聲裝置”、“一個伸長的探頭”、“一個吹掃氣體”等意在包括以下各項中的一個或超過一個的組合:超聲裝置(例如，一個或兩個或更多個超聲裝置)、伸長的探頭(例如，一個或兩個或更多個伸長的探頭)、吹掃氣體(例如，一種或兩種或更多種吹掃氣體)等。本文提及的所有出版物和專利通過引用用于描述和公開的目的結合于此，例如，所述出版物中描述的可以與本專利技術一起使用的結構和方法。提供貫穿本文討論的出版物僅是用于它們早于本申請的遞交日的公開。本文中沒有任何內(nèi)容解釋為承認專利技術人沒有資格通過在先專利技術的方式而早于這些公開。 申請人:在本專利技術中公開了數(shù)種類型的范圍。當 申請人:公開或要求保護任何類型的范圍時， 申請人:的意圖是單獨地公開或要求保護這樣的范圍可以合理涵蓋的每個可能的數(shù)字，包括范圍的端點以及其中涵蓋的任何子范圍和子范圍的組合。例如，在本專利技術的實施方案中，可以將吹掃氣體以約I至約50L/分鐘的范圍內(nèi)的速率加入至熔融金屬浴。通過公開流速在約I至約50L/分鐘的范圍內(nèi)， 申請人:意在列舉流速可以是約1、約2、約3、約4、約5、約6、約7、約8、約9、約10、約11、約12、約13、約14、約15、約16、約17、約18、約19、約20、約21、約22、約23、約24、約25、約26、約27、約28、約29、約30、約31、約32、約33、約34、約35、約36、約37、約38、約39、約40、約41、約42、約43、約44、約45、約46、約47、約48、約49或約50L/分鐘。另外，流速可以在約I至約50L/分鐘的任何范圍內(nèi)(例如，速率在約2至約20L/分鐘的范圍內(nèi))，并且這還包括約I至約50L/分鐘之間之間的范圍的任何組合。同樣，本文公開的所有其他范圍應當以類似方式解釋。本專利技術的實施方案可以提供用于熔融金屬的超聲脫氣的系統(tǒng)、方法和/或裝置。這種熔融金屬可以包括，但不限于，鋁、銅、鋼、鋅、鎂等，或這些及其他金屬的組合(例如，合金)。因此，本專利技術不限于任何具體的金屬或金屬合金。制品由熔融金屬的加工或澆鑄可以需要含有熔融金屬的浴，并且該熔融金屬的浴可以保持在升高的溫度。例如，熔融銅可以保持在約1100°c的溫度，而熔融鋁可以保持在約750°C的溫度。如本文所使用的，術語“浴”、“熔融金屬浴”等意在包括可以容納熔融金屬的任何容器，包括器皿、坩堝、料槽、流動槽、熔爐、鑄桶等。術語浴和熔融金屬浴用于涵蓋浴，連續(xù)的、半連續(xù)的等的操作以及，例如，其中熔融金屬通常是靜態(tài)的(例如，通常結合坩堝)以及其中熔融金屬通常是運動的(例如，通常結合流動槽)。許多設備或裝置可以用于監(jiān)測，測試，或改變浴中的熔融金屬的條本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
一種超聲裝置，所述超聲裝置包括：超聲換能器；連接至所述超聲換能器的探頭，所述探頭包括尖部；和氣體遞送系統(tǒng)，所述氣體遞送系統(tǒng)包括：氣體入口，氣流通道，所述氣流通道通過所述探頭，以及氣體出口，所述氣體出口位于所述探頭的所述尖部。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：維克多·F·朗德基斯特，凱文·S·姬爾，
申請(專利權)人：南線有限責任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：美國;US
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