本發(fā)明涉及一種金屬熔體均勻化處理的切割破散裝置與方法，特別涉及一種用于金屬熔體的高度分散、均勻化處理，或金屬半固態(tài)漿料制備的特殊裝置與方法，屬于冶金、鑄造等金屬材料熱加工領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在冶金、鑄造等金屬材料熱加工領(lǐng)域中，人們已經(jīng)對(duì)金屬熔體施加了各種“攪拌”處理(例如半固態(tài)金屬漿料制備、電磁攪拌、機(jī)械攪拌等)，為的是熔體能在一定尺度上的溫度和成分均勻化，從而增加凝固過(guò)程中的有效形核數(shù)量、削減結(jié)晶界面前沿的成分過(guò)冷現(xiàn)象、使晶體發(fā)達(dá)的迅速長(zhǎng)大受到抑制，結(jié)晶成為細(xì)小的等軸晶組織。雖然目前關(guān)于金屬攪拌凝固的機(jī)制有上述“結(jié)晶抑制”理論和其它如“枝晶折斷”理論等多種解釋，但多數(shù)人認(rèn)為，通常的“攪拌”力度無(wú)法達(dá)到折斷枝晶的程度，熔體內(nèi)的微小固相、氧化皮等物質(zhì)只能在攪拌時(shí)發(fā)生“折疊”或“熔斷”。那么，能否發(fā)明一種易行的裝置和方法，能有效促進(jìn)合金各組份溶解或相的均質(zhì)化，并共同借助“抑制”和“折斷”兩種基體結(jié)晶機(jī)制來(lái)高效、優(yōu)質(zhì)地進(jìn)行鑄造熔體的均勻化處理呢？這就是本發(fā)明的“切割破散”裝置和方法所要解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了發(fā)揮多種機(jī)制優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單高效、優(yōu)質(zhì)無(wú)害地均勻化處理金屬熔體的要求，本發(fā)明研制了金屬熔體及其復(fù)合材料的“切割破散”裝置與方法。

本發(fā)明的金屬熔體均勻化處理的切割破散裝置包括以下三種方式：

一種金屬熔體均勻化處理的切割破散裝置，該裝置包括切割片、旋轉(zhuǎn)軸、液面保護(hù)罩和電機(jī)等；所述的切割片安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，所述的旋轉(zhuǎn)軸與電機(jī)連接，通過(guò)電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)交互變換，使旋轉(zhuǎn)軸實(shí)現(xiàn)上下往復(fù)移動(dòng)，所述的切割片和旋轉(zhuǎn)軸置于金屬熔體的保溫容腔內(nèi)，所述的液面保護(hù)罩置于保溫容腔內(nèi)金屬熔體液面附近的上方或下方，所述的切割片似刀型，旋轉(zhuǎn)前端銳利，側(cè)面呈斜面、水平面或曲面。

一種金屬熔體均勻化處理的切割破散裝置，該裝置包括切割片、旋轉(zhuǎn)軸、液面保護(hù)罩、電機(jī)和移動(dòng)軌等；所述的切割片安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，所述的旋轉(zhuǎn)軸與電機(jī)連接，所述的電機(jī)安裝在可上、下移動(dòng)的移動(dòng)軌上，電機(jī)可進(jìn)行單向(正向或反向)轉(zhuǎn)動(dòng)，或者進(jìn)行正、反向轉(zhuǎn)交互變換，所述的切割片和旋轉(zhuǎn)軸置于金屬熔體的保溫 容腔內(nèi)，所述的液面保護(hù)罩置于保溫容腔內(nèi)金屬熔體液面附近的上方或下方，所述的切割片似刀型，旋轉(zhuǎn)前端銳利，側(cè)面呈斜面、水平面或曲面。

一種金屬熔體均勻化處理的切割破散裝置，該裝置包括切割片、旋轉(zhuǎn)軸、液面保護(hù)罩、電機(jī)和升降臺(tái)等；所述的切割片安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，所述的旋轉(zhuǎn)軸與電機(jī)連接，所述的切割片和旋轉(zhuǎn)軸置于金屬熔體的保溫容腔內(nèi)，金屬熔體的保溫容腔置于升降臺(tái)上，電機(jī)可進(jìn)行單向(正向或反向)轉(zhuǎn)動(dòng)，或者進(jìn)行正、反向轉(zhuǎn)交互變換，所述的液面保護(hù)罩置于保溫容腔內(nèi)金屬熔體液面附近的上方或下方，所述的切割片似刀型，旋轉(zhuǎn)前端銳利，側(cè)面呈斜面、水平面或曲面。

在上述三種形式的切割破散裝置中，還包括聯(lián)軸器，所述的聯(lián)軸器一端與旋轉(zhuǎn)軸連接，另一端與電機(jī)連接，即旋轉(zhuǎn)軸與電機(jī)之間通過(guò)聯(lián)軸器相連接。

所述的液面保護(hù)罩上設(shè)置通孔，通孔可用于聯(lián)通保護(hù)罩上部和下部熔體。

該裝置還包括熱電偶；所述的熱電偶通過(guò)液面保護(hù)罩上的通孔或液面保護(hù)罩與容腔內(nèi)壁的間隙置于金屬熔體中。

所述的切割片可為2個(gè)以上，所述的切割片布置在一個(gè)或數(shù)個(gè)旋轉(zhuǎn)面上。優(yōu)選的，所述的切割片為3個(gè)，形狀為刀型，旋轉(zhuǎn)前端鋒利，下側(cè)面是水平面，上側(cè)面是斜面，所述的切割片布置在3個(gè)旋轉(zhuǎn)面上，沿旋轉(zhuǎn)軸周向?qū)ΨQ分布。切割片還可具有雙向的尖銳旋轉(zhuǎn)前端。

上述三種形式的裝置，通過(guò)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)交互變換，或者電機(jī)沿移動(dòng)軌上下移動(dòng)，或者升降臺(tái)的升降，實(shí)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)軸相對(duì)于金屬熔體保溫容腔的上下往復(fù)移動(dòng)，這樣，電機(jī)就能在驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)切割片在保溫容腔內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)的同時(shí)還帶動(dòng)它們沿軸向相對(duì)于保溫容腔上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在旋轉(zhuǎn)軸位于金屬熔體液面上方處，設(shè)置一個(gè)聯(lián)軸器，以快速連接和分開電機(jī)部件，轉(zhuǎn)移容腔內(nèi)的熔體進(jìn)行鑄造。

該裝置機(jī)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，裝置的型號(hào)尺寸與熔體容腔的尺寸相匹配，無(wú)任何增加技術(shù)成本的復(fù)雜機(jī)械結(jié)構(gòu)或是電磁攪拌線圈。

一種金屬熔體均勻化處理的切割破散方法，用于在澆鑄前均勻化處理金屬熔體，包括如下步驟：

①先將金屬熔體所需的添加劑預(yù)熱；

②在處于保溫容腔內(nèi)即將澆鑄的金屬熔體中，按比例加入預(yù)熱的添加劑后，進(jìn)行切割破散的均勻化處理；或者按流量比例連續(xù)加入預(yù)熱的添加劑，同時(shí)進(jìn)行連續(xù)地切割破散的均勻化處理；

③進(jìn)行切割破散時(shí)，旋轉(zhuǎn)軸和切割片在保溫容腔內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)的同時(shí)還沿軸向相對(duì)于保溫容腔進(jìn)行上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)切割片的高速旋轉(zhuǎn)和相對(duì)于保溫容腔的上下 移動(dòng)，在熔體內(nèi)形成無(wú)液面翻騰的可控多向紊流，同時(shí)還直接切割、破散(或分散)熔體內(nèi)的微小固相、第二相、氧化物和夾雜物等，使鑄造前金屬熔體內(nèi)的溶質(zhì)高度彌散均勻化；

④在金屬熔體溫度降低達(dá)到澆鑄溫度時(shí)，停止切割破散的均勻化處理，將切割片和旋轉(zhuǎn)軸升出液面后轉(zhuǎn)移保溫容腔，并澆鑄已高度均質(zhì)化的金屬熔體(T_澆≥T_L)或半固態(tài)漿料(T_S＜T_澆＜T_L)，從而獲得均勻細(xì)小、優(yōu)良致密的鑄件凝固組織。

步驟①中，所述的添加劑為細(xì)化劑、微合金或復(fù)合材料顆粒等元素或中間合金，預(yù)熱溫度為50℃～T_RL+50℃，T_RL為添加劑的液相線溫度。

步驟②中，對(duì)于連續(xù)鑄造，容腔內(nèi)的金屬熔體是連續(xù)流過(guò)，添加劑是按流量比例連續(xù)供給，切割破散的均勻化處理也是連續(xù)運(yùn)行；對(duì)于間歇鑄造(例如模鑄)，容腔內(nèi)是定量的金屬熔體，添加劑是“實(shí)時(shí)的”定量加入。

步驟③中，進(jìn)行切割破散時(shí)，旋轉(zhuǎn)軸可進(jìn)行單向旋轉(zhuǎn)，或者可進(jìn)行正、反向交互變換旋轉(zhuǎn)，如上升時(shí)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，下降時(shí)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，或上升時(shí)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，下降時(shí)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。

通過(guò)電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)交互變換實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸的上下移動(dòng)，或者電機(jī)沿移動(dòng)軌上下移動(dòng)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸上下移動(dòng)，或者通過(guò)升降臺(tái)的升降帶動(dòng)保溫容腔上下移動(dòng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸和切割片沿軸向相對(duì)于保溫容腔內(nèi)熔體的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

在保溫容腔內(nèi)金屬熔體液面附近的上方或下方安裝液面保護(hù)罩，液面保護(hù)罩上有通孔，可聯(lián)通保護(hù)罩上部和下部熔體。

步驟④中，澆鑄溫度T_澆：T_S＜T_澆＜T_L+50℃，T_S、T_L分別為金屬固、液相線溫度。電機(jī)和旋轉(zhuǎn)軸之間可以采用聯(lián)軸器連接，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)與旋轉(zhuǎn)軸的快速連接和分開；在此情況下則需分開聯(lián)軸器，迅速轉(zhuǎn)移保溫容腔機(jī)構(gòu)(包含脫離聯(lián)軸器后留下的旋轉(zhuǎn)軸和切割片等所有部件)進(jìn)行澆鑄。

對(duì)從熔煉保溫爐內(nèi)流出或定量舀出的、即將澆鑄的金屬熔體“實(shí)時(shí)”添加細(xì)化劑、微合金或復(fù)合材料顆粒等元素是本發(fā)明的主要?jiǎng)?chuàng)造之一。在金屬連鑄行業(yè)中，連續(xù)的“喂絲”就是一種實(shí)時(shí)的細(xì)化劑添加方法。但是，對(duì)于間歇式的“模鑄”，細(xì)化劑等元素的添加一般是提前在熔煉保溫爐內(nèi)進(jìn)行的，由于量大、鑄造周期慢長(zhǎng)，這就使得批次先后取出的金屬熔體內(nèi)的元素含量不均勻、偏析，甚至細(xì)化劑效果衰退。本發(fā)明理念是：首先在大熔煉保溫爐內(nèi)進(jìn)行細(xì)化劑等元素的初步預(yù)混后，對(duì)定量取出且即將澆鑄的熔體再次“實(shí)時(shí)的”進(jìn)行余量的細(xì)化劑等元素添加，不但能充分保證批次的各元素組分含量均等，而且能最大程度地防止元素效力衰退。

對(duì)上述即將鑄造的金屬熔體進(jìn)行實(shí)時(shí)的、促進(jìn)各組分溶解擴(kuò)散或分散的均勻化 處理是本發(fā)明的主要?jiǎng)?chuàng)造之二。為了能更好地促進(jìn)元素溶解和熔體成分以及所有相的分布均勻，充分發(fā)揮各元素的特殊作用，在金屬凝固前繼續(xù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的均勻化處理是一種創(chuàng)新的技術(shù)理念。

金屬熔體均勻化處理采用“切割破散”的方法與裝置是本發(fā)明的主要?jiǎng)?chuàng)造之三。發(fā)明所設(shè)計(jì)的切割片裝置似刀型：其旋轉(zhuǎn)前端尖銳，產(chǎn)生的高強(qiáng)剪切作用能直接切割、破散熔體內(nèi)所有微小固相、第二相、氧化物、夾雜甚至分子有序排列；如果切割片前端是漸窄的設(shè)計(jì)，可以用于分散、混合金屬基復(fù)合材料；切割片的側(cè)面呈斜面、水平面或曲面，根據(jù)調(diào)整不同的斜度和曲度來(lái)調(diào)整“攪拌”效應(yīng)：斜度和曲度越大，則“攪拌翻騰”作用越劇烈；如果斜度很小接近于水平面，則旋轉(zhuǎn)周向的流動(dòng)接近層流。在適當(dāng)側(cè)面斜度和曲度的幾何設(shè)計(jì)下，“切割破散”裝置和方法使得容腔內(nèi)金屬熔體經(jīng)受的擾動(dòng)是“范圍和強(qiáng)度可控”的，局部有序?qū)恿鞯w紊流，旋轉(zhuǎn)軸可以帶動(dòng)切割片在保溫容腔內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)的同時(shí)還能沿軸向上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，就能將這種局部有序的可控流動(dòng)施加到全部熔體中，無(wú)液面翻騰。因此，這種切割破散裝置和方法是在制造“可控紊流”的同時(shí)兼有“切割破散”效應(yīng)。相比較其它借助電磁力或機(jī)械力對(duì)金屬熔體實(shí)施單純的“攪拌”處理裝置和方法，本發(fā)明簡(jiǎn)單高效，在金屬熔體處理和鑄造的原理上實(shí)現(xiàn)了重要?jiǎng)?chuàng)新。

本發(fā)明還具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，處理效果好。

2、無(wú)液面翻騰，消除了諸如其它攪拌引起的卷渣、卷氣污染。

3、可分別進(jìn)行熔體漿料的批次或連續(xù)處理。

附圖說(shuō)明

圖1為金屬熔體的切割破散裝置與使用方法示意圖。

圖2為容腔內(nèi)切割片機(jī)構(gòu)的俯視示意圖。

圖3為旋轉(zhuǎn)軸雙向旋轉(zhuǎn)時(shí)切割片截面的A-A向示意圖。

主要附圖標(biāo)記說(shuō)明：

1 切割片 2 旋轉(zhuǎn)軸

3 液面保護(hù)罩 4 聯(lián)軸器

5 熱電偶 6 電機(jī)

7 移動(dòng)軌 8 保溫容腔

9 通孔 10 金屬液面

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種金屬熔體均勻化處理的切割破散裝置與方法，下面結(jié)合附圖 和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，是本發(fā)明裝置的主要構(gòu)造和使用方法示意圖，該裝置由切割片1、旋轉(zhuǎn)軸2、液面保護(hù)罩3、聯(lián)軸器4、熱電偶5、電機(jī)6和移動(dòng)軌7等幾部分組成。切割片1布置安裝在旋轉(zhuǎn)軸2上，旋轉(zhuǎn)軸2與電機(jī)6之間通過(guò)聯(lián)軸器4相連接，即聯(lián)軸器4一端與旋轉(zhuǎn)軸2連接，另一端與電機(jī)6連接，電機(jī)6安裝在可上、下移動(dòng)的移動(dòng)軌7上，并可沿移動(dòng)軌7上下移動(dòng)，切割片1和旋轉(zhuǎn)軸2置于金屬熔體的保溫容腔8內(nèi)，液面保護(hù)罩3置于保溫容腔8內(nèi)的金屬液面10下方，液面保護(hù)罩3上設(shè)置通孔9，通孔9用于聯(lián)通液面保護(hù)罩3上部和下部金屬熔體，熱電偶5通過(guò)通孔9或液面保護(hù)罩3與保溫容腔8內(nèi)壁的間隙置于金屬熔體中，用于測(cè)量金屬熔體的溫度。

切割片1似刀型(見A-A向)：其旋轉(zhuǎn)前端銳利(或漸窄)，側(cè)面呈斜面、水平面或曲面。數(shù)個(gè)切割片1是在一個(gè)或數(shù)個(gè)旋轉(zhuǎn)面上布置。

在需要旋轉(zhuǎn)軸2進(jìn)行正反向交互變換旋轉(zhuǎn)的情況下，采用的切割片1具有雙向的尖銳旋轉(zhuǎn)前端如圖2所示，其截面的A-A向示意圖如圖3所示。

電機(jī)6部件可以沿移動(dòng)軌7上下移動(dòng)，這樣，電機(jī)6就能在驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸2高速旋轉(zhuǎn)的同時(shí)還帶動(dòng)它上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而旋轉(zhuǎn)軸2可以帶動(dòng)切割片1在保溫容腔8內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)的同時(shí)還能沿軸向上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在旋轉(zhuǎn)軸2的金屬液面10上方處，可以增加一個(gè)聯(lián)軸器4，以快速連接和分開電機(jī)6部件，轉(zhuǎn)移保溫容腔8內(nèi)的熔體進(jìn)行鑄造。

如圖1所示的裝置中，還可以直接通過(guò)電機(jī)6的正反轉(zhuǎn)交互變換實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸2相對(duì)于保溫容腔8的上下移動(dòng)，或者采用一個(gè)升降臺(tái)，將保溫容腔8置于升降臺(tái)上，通過(guò)升降臺(tái)的升降實(shí)現(xiàn)保溫容腔8相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸2的上下往復(fù)移動(dòng)，這樣同樣可以使電機(jī)6在驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸2帶動(dòng)切割片1在保溫容腔8內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)的同時(shí)還帶動(dòng)它們沿軸向相對(duì)于保溫容腔8上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

上述裝置可用于在澆鑄前均勻化處理金屬熔體，該金屬熔體均勻化處理的切割破散方法，包括如下步驟：

①.先將金屬熔體所需細(xì)化劑、微合金或復(fù)合材料顆粒等元素R(或其中間合金R)預(yù)熱至50℃～T_RL+50℃(T_RL為R的液相線溫度)。

②.對(duì)處于容腔內(nèi)即將澆鑄的金屬熔體，實(shí)時(shí)按比例加入預(yù)熱的R后，立即進(jìn)行“切割破散”的均勻化處理。

③.電機(jī)6沿移動(dòng)軌7上下移動(dòng)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸2上下移動(dòng)，或通過(guò)電機(jī)6的正、反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸2的上下移動(dòng)，或通過(guò)升降臺(tái)的升降帶動(dòng)保溫容腔8上下移動(dòng)，這 樣旋轉(zhuǎn)軸2和切割片1在保溫容腔8內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)的同時(shí)它們還沿軸向相對(duì)于保溫容腔進(jìn)行上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)；保溫容腔8內(nèi)金屬熔體液面附近的下方(或上方)裝有液面保護(hù)罩3，液面保護(hù)罩3上有通孔，可聯(lián)通保護(hù)罩上部和下部熔體；通過(guò)尖銳切割片1的高速旋轉(zhuǎn)和上下移動(dòng)，不但在整體熔體內(nèi)制造無(wú)液面翻騰的可控多向紊流，還直接切割、破散(或分散)熔體內(nèi)所有微小固相、第二相、氧化物、夾雜甚至分子有序排列，使鑄造前金屬熔體內(nèi)的溶質(zhì)高度彌散均勻化。

④.對(duì)于連續(xù)鑄造，容腔內(nèi)的金屬熔體是連續(xù)流過(guò)，R的添加是按流量比例連續(xù)供給，切割破散的均勻化處理也是連續(xù)運(yùn)行；對(duì)于間歇鑄造(例如模鑄)，容腔內(nèi)是定量的金屬熔體，R是“實(shí)時(shí)的”定量加入，切割破散處理直至金屬溫度降低達(dá)到澆鑄溫度T_澆：T_S＜T_澆＜T_L+50℃時(shí)(T_S、T_L分別為金屬固、液相線溫度)，停止切割，分開聯(lián)軸器(或?qū)⑶懈钇瑱C(jī)構(gòu)升出液面)，迅速轉(zhuǎn)移保溫容腔并澆鑄已高度均質(zhì)化的金屬熔體(T_澆≥T_L)或半固態(tài)漿料(T_S＜T_澆＜T_L)。從而獲得均勻細(xì)小、優(yōu)良致密的鑄件凝固組織。

在一些情況下，采用尖銳旋轉(zhuǎn)前端為雙向的切割片1如圖2所示，其截面的A-A向示意圖如圖3所示，旋轉(zhuǎn)軸2進(jìn)行正反向交互變換旋轉(zhuǎn)，例如上升時(shí)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，下降時(shí)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，或上升時(shí)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，下降時(shí)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。

下面是采用金屬熔體的切割破散裝置與方法對(duì)AZ91鎂合金進(jìn)行實(shí)時(shí)均勻化處理并流變壓鑄汽車連桿的應(yīng)用實(shí)例。

切割片裝置采用3個(gè)切割片1(形狀如圖2所示，切割片似刀型(見A-A向)，旋轉(zhuǎn)前端鋒利，下側(cè)面是水平面，上側(cè)面是斜面)、3個(gè)旋轉(zhuǎn)面、周向?qū)ΨQ的結(jié)構(gòu)布置。使用時(shí)：①.先將AZ91鎂合金所需的細(xì)化劑元素C(1wt.％的Mg-Al-C中間合金)在保護(hù)氣氛下預(yù)熱至660℃(645℃為Mg-Al-C中間合金的液相線溫度)。②.在SF₆保護(hù)氣氛下，用保溫容器舀取定量的金屬熔體950g，實(shí)時(shí)加入30g預(yù)熱的C后，立即使用上述裝置進(jìn)行“切割破散”的均勻化處理。③.通過(guò)尖銳切割片1的高速旋轉(zhuǎn)和勻速上下移動(dòng)，不但在整體熔體內(nèi)制造無(wú)液面翻騰的可控多向紊流，還直接切割、破散熔體內(nèi)所有微小固相、第二相、氧化物、夾雜甚至分子有序排列，使鑄造前金屬熔體內(nèi)的溶質(zhì)高度彌散均勻化。④.切割破散處理直至合金溫度降低達(dá)到澆鑄溫度605℃時(shí)(595℃為AZ91鎂合金的液相線溫度)，停止切割，分開聯(lián)軸器4，迅速轉(zhuǎn)移保溫容腔8將已高度均質(zhì)化的鎂合金熔體澆入壓射腔中，快速壓鑄獲得均勻細(xì)小、優(yōu)良致密的鑄件凝固組織。

本發(fā)明在金屬熔體的高度分散、均勻化處理中，旋轉(zhuǎn)軸可以帶動(dòng)切割片在保溫容腔內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)的同時(shí)還能沿軸向上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。這種幾何設(shè)計(jì)和工作方式，使得 容腔內(nèi)金屬熔體經(jīng)受的擾動(dòng)是“范圍和強(qiáng)度可控”的，且呈離心徑向、旋轉(zhuǎn)周向、上下軸向的多向紊流。這種可控紊流更配有液面保護(hù)罩，就能在整體均勻化處理金屬熔體的同時(shí)，避免諸如其它發(fā)明是“攪拌翻騰”所引起的卷氣卷渣弊端。進(jìn)一步地，銳利切割片的高強(qiáng)剪切作用還直接切割、破散熔體內(nèi)所有微小固相、第二相、氧化物、夾雜甚至分子有序排列，使鑄造前金屬熔體內(nèi)的溶質(zhì)高度彌散均勻化，在快速凝固后獲得均勻細(xì)小、優(yōu)良致密的鑄件組織。因此，這種切割破散方法是在制造“可控紊流”的同時(shí)兼有“切割破散”效應(yīng)。相比較其它借助電磁力或機(jī)械力對(duì)金屬熔體實(shí)施單純的“攪拌”處理方法，本發(fā)明簡(jiǎn)單高效，還引入獨(dú)特的細(xì)化劑預(yù)熱且在澆鑄前實(shí)時(shí)添加的方法。這些都在金屬熔體處理和鑄造的原理上實(shí)現(xiàn)了重要?jiǎng)?chuàng)新。