本研究的目的是设计一套三个线圈协同工作的连续式电磁搅拌的实验装置,并通过计算机模拟来优化三个线圈所采用的工艺参数,使其在既节约能源又易于控制温度的前提下,仍能得到合适的半固态浆料。本文首先设计了单个线圈进行电磁搅拌的实验装置。通过对不同温度及不同搅拌工艺下得到的材料的显微组织的比较,确定了合理的半固态温度和搅拌工艺,即半固态温度为590℃,震荡电流为500A。在该工艺下初生α相圆整的、均匀地分布在基体上,晶粒大小为20μm。随后对单个线圈电磁搅拌过程进行建模及电磁场和流速场的耦合模拟,得到了电磁场分布和流速场分布。从流速场分布情况来看,在熔体内部竖直方向上存在两个高度相等的漩涡,该结果与电磁搅拌的原理及实验结果相一致,因此模拟出的结果切合实际。通过计算求出在该温度和工艺下熔体内部的平均流动速度为3.2cm/s,将该速度作为能否得到半固态浆料的判据。接着自行设计了连续式电磁搅拌的实验装置,解决了熔体容器材料及底部流出控制阀两个难题。随后对连续式电磁搅拌过程进行建模及磁场和流速场耦合模拟。得到三个线圈进行电磁搅拌时的熔体内部流速场分布,发现熔体内部的流动是由许多漩涡组成的。从熔体底部到距离底部32mm 的熔体区域内,温度在590℃和594℃之间,由于该合金的液相线温度为594℃,所以只有该区域有固相析出。另外通过模拟结果可以看出,该区域内部存在一个较大漩涡,可认为固相几乎都在该区域内的漩涡中运动,其它的区域只是纯液相的流动。模拟中分别采用了三种不同的搅拌工艺,500A-800A-1000A 和400A-600A-800A 这两种工艺模拟出的在熔体底部出口处的平均流动速度分别为6.3cm/s 和4.1cm/s,均大于临界平均流动速度。而采用第三种工艺即200A-400A-600A 时,出口处的流动速度为2.45cm/s。因此只有前两种工艺可以得到满足要求的半固态浆料。然而从节能方面考虑选择第二种工艺较好,最后将其进一步改进为400A-600A-400A,此时出口处的流动速度为3.9cm/s,该结果比较理想,对连续式电磁搅拌过程的实验研究有积极的指导意义。