在傳統(tǒng)熱頂鑄造基礎(chǔ)上，開發(fā)了一種新的熱頂鑄造結(jié)晶器，并在鑄造過程中施加了低頻電磁場，得 出了穩(wěn)定鑄造φ500mm7050高強(qiáng)鋁合金鑄錠的工藝條件；當(dāng)電磁場頻率為15Hz、磁場強(qiáng)度為10000 At時，鑄造出了表面光滑的鑄錠．采用偏光顯微鏡（Leica DMI）觀察試樣，分析試樣的微觀組織．實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：鑄造過程中施加低頻電磁場能提高鑄錠的表面質(zhì)量，細(xì)化鑄錠的內(nèi)部組織，以及抑制鑄錠內(nèi)部裂紋的產(chǎn) 生．總結(jié)了低頻電磁鑄造改善表面質(zhì)量和細(xì)化組織的原因以及低頻電磁場對液穴形狀的影響．

熱頂電磁鑄造技術(shù)即充分發(fā)揮了普通電磁鑄造和電磁連鑄的優(yōu)點(diǎn)，又增強(qiáng)了系統(tǒng)的可操作性，其磁場強(qiáng)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(nèi)部質(zhì)量。

 熱頂電磁鑄造法與普通電磁鑄造法的區(qū)別在于采用特制的屏蔽罩結(jié)構(gòu)，并在其內(nèi)部用耐火材料制成熱頂約束液柱頂部熔體成型，也就是熱頂兼有屏蔽罩的功能。

熱頂電磁鑄造技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）與電磁鑄造技術(shù)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，并有利于液柱高度的穩(wěn)定。

（2）熱頂截面由于由下到上逐漸增大，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(qiáng)了液柱高度和鑄錠尺寸的穩(wěn)定性。

（3）熱頂有利于金屬液的澆注，減弱了澆流對金屬液柱的沖擊力。

（4）由于液-固界面處的液柱仍依靠電磁力約束成半懸浮狀態(tài)，保證了鑄錠側(cè)表面在自由表面狀態(tài)下凝固，并未削弱液穴內(nèi)的電磁攪拌作用，繼承了電磁鑄造鑄錠表面光亮、內(nèi)部組織致密的優(yōu)點(diǎn)。

熱頂電磁鑄造技術(shù)即充分發(fā)揮了普通電磁鑄造和電磁連鑄的優(yōu)點(diǎn)，又增強(qiáng)了系統(tǒng)的可操作性，其磁場強(qiáng)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(nèi)部質(zhì)量。

電磁鑄造過程中金屬液柱在自由表面：狀態(tài)下凝固，是真正的無模鑄造，極大地改善了鑄錠的表面質(zhì)量。但是，由于電磁鑄造中的電磁攪拌作用以及澆注沖擊使液柱表面氧化膜被破壞并不斷形成新的氧化膜，導(dǎo)致電磁鑄造鑄錠表面和內(nèi)部產(chǎn)生氧化夾雜，并增加了鑄錠的含氣量。本文在鋁板坯電磁鑄造中應(yīng)用熱頂電磁鑄造思想，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和模擬研究，得到具有～定指導(dǎo)意義的研究結(jié)果：

１．設(shè)計了一整套鋁板坯熱項(xiàng)一電磁鑄造裝置．設(shè)計了多種屏蔽罩結(jié)構(gòu)，測量了相關(guān)條件下的磁感應(yīng)強(qiáng)度分布，研究了磁場的分布規(guī)律，確定了實(shí)驗(yàn)所需的電源功率以及實(shí)驗(yàn)的凝固界面位置：
２．實(shí)驗(yàn)表明，對開式屏蔽罩與整體式屏蔽罩相比，既有效地抑制了液柱頂部磁場，保證液柱的穩(wěn)定，又不明顯削弱液～固界面區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度，有利于實(shí)現(xiàn)半懸浮成型條件：
３．進(jìn)行了大量的拉坯實(shí)驗(yàn)，確定了澆注溫度、液柱高度和冷卻水量等相關(guān)工藝參數(shù)，鑄造出光滑的鑄錠，發(fā)現(xiàn)夾雜均被熱頂滯留在鑄錠的頂面，被阻止進(jìn)入鑄錠內(nèi)部和表面，證明熱頂確實(shí)有效消除了鑄錠的夾雜缺陷；
４．對熱頂一電磁鑄造鑄錠試樣進(jìn)行含氣量分析，發(fā)現(xiàn)試樣的含氣量比普通連續(xù)鑄造、電磁鑄造和電磁連鑄的試樣的含氣量均低，從另一方面證明了熱頂增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，起到了截留夾雜的效果：
５．對鋁圓錠熱頂～電磁連鑄技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究，確定了合理的工藝參數(shù)，制作出表面優(yōu)于電磁連鑄的鋁圓錠；
６．利用有限元軟件，對鋁扁錠熱項(xiàng)一電磁鑄造系統(tǒng)磁場進(jìn)行了數(shù)值模擬計算。