[發(fā)明專(zhuān)利]一種分流匯合澆道制備半固態(tài)漿料和流變成形設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310298280.4
• 申請(qǐng)日: 2013-07-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103341596A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 康永林;周冰;朱國(guó)明;祁明凡;張歡歡
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B22D1/00
• 分類(lèi)號(hào): B22D1/00;B22D18/02;B22D17/30
• 代理公司: 北京金智普華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半固態(tài)金屬加工技術(shù)領(lǐng)域,特別提供了一種分流匯合澆道制備半固態(tài)漿料和流變成形的設(shè)備。

背景技術(shù)

自從20世紀(jì)70年代初期，美國(guó)麻省理工學(xué)院M?C?Flemings等研究人員創(chuàng)立了金屬半固態(tài)成形的概念，半固態(tài)金屬漿料的制備和成形技術(shù)作為一種新型的技術(shù)引起了世界各國(guó)的廣泛關(guān)注。據(jù)文獻(xiàn)“Behavior?of?metal?alloys?in?the?semisolid?state”(M?C?Flemings,?Metall?Trans,?1991,22A:957-981)、“一種懸掛錐筒式半固態(tài)金屬漿料制備及輸送裝置”（康永林，中國(guó)專(zhuān)利，200810114097.3，2008）和《金屬材料半固態(tài)加工理論與技術(shù)》（編著：康永林，毛衛(wèi)民，胡壯麒，科學(xué)出版社，2004）報(bào)道，獲得半固態(tài)金屬漿料的方法很多，如機(jī)械攪拌法、電磁攪拌法、應(yīng)變引起的熔體激活法、晶粒細(xì)化和重熔法、紊流效應(yīng)法、單螺旋攪拌法、雙螺旋攪拌法、低過(guò)熱度傾斜板澆鑄法、熔體混合法、氣泡攪拌法等。同樣，上述文獻(xiàn)也提出了許多半固態(tài)金屬漿料的流變成形方法，如傳統(tǒng)機(jī)械攪拌式流變成形、壓射室制備漿料式流變成形、單螺旋機(jī)械攪拌流變成形、雙螺旋機(jī)械攪拌式流變成形、低過(guò)熱度傾斜板澆注式流變成形、CRP（Continuous?Rheoconversion?process）式流變成形、SEED（Swirled?Enthalpy?Equilibation?Device）式流變成形等。但為了降低半固態(tài)金屬漿料的制備與成形成本，世界各國(guó)的學(xué)者、專(zhuān)家和工業(yè)界仍在不斷努力，試圖提出新的半固態(tài)金屬漿料或坯料的制備技術(shù)。

文獻(xiàn)“semi-solid?processing?of?engineering?alloys?by?a?twin-screw?rheomolding?process.”(S?Ji,?Z?Fan?and?M?J?Bevis,?Mater?Sci?&?Eng,?2001,?299A:?210-217)提出：?雙螺旋機(jī)械攪拌流變射鑄的設(shè)備主要包括液態(tài)鎂合金供料機(jī)構(gòu)、雙螺旋機(jī)械攪拌機(jī)構(gòu)、壓射機(jī)構(gòu)和中央控制機(jī)構(gòu)。在雙螺旋機(jī)械攪拌流變射鑄的設(shè)備中，一般不特別設(shè)置用于鎂鋁等輕合金熔體澆注的分流匯合通道，即不利用分流匯合通道來(lái)達(dá)到冷卻和攪拌合金熔體促進(jìn)形核，只需將過(guò)熱合金熔體平穩(wěn)導(dǎo)入雙螺旋機(jī)械攪拌桶中即可。供料機(jī)構(gòu)能夠保證向雙螺旋機(jī)械攪拌機(jī)構(gòu)提供溫度合適和數(shù)量合適的液態(tài)鎂合金；液態(tài)鎂合金一旦進(jìn)入攪拌系統(tǒng)，一般被雙螺旋攪拌桶強(qiáng)烈的剪切，一邊被快速冷卻到預(yù)期的固相分?jǐn)?shù)；當(dāng)半固態(tài)鎂合金漿料到達(dá)輸送閥時(shí)，初生固相已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍驙铑w粒，并均勻分布在低熔點(diǎn)的液相中；當(dāng)輸送閥打開(kāi)時(shí)，半固態(tài)鎂合金漿料進(jìn)入壓室，被壓入模具型腔，并在模具中完全凝固，最終形成機(jī)械零件。但這種雙螺旋機(jī)械攪拌流變射鑄設(shè)備僅適合于鎂合金的半固態(tài)流變成形。

文獻(xiàn)“The?Continuous?Rheoconversion?Process?(CRP):?A?Novel?SSM?Approach.”(Pan?Q?Y,?Findon?M,?Apelian?D,?Proceedings?of?the?8th?International?Conference?on?Semi-Solid?Processing?of?Alloys?and?Composites,?Limassol,?Cyprus,?2004,?106-118.?)中提出了一種連續(xù)制備半固態(tài)漿料裝置，利用兩個(gè)預(yù)熱的通道將位于兩個(gè)容器中的低過(guò)熱度合金（相同成分或者不同成分）液導(dǎo)入反應(yīng)器，在反應(yīng)器內(nèi)部產(chǎn)生兩股合金熔體的強(qiáng)烈紊流、碰撞、混合，同時(shí)合金熔體向反應(yīng)器傳熱并逐漸凝固，最終制備出顆粒圓整均勻的半固態(tài)金屬漿料。在該半固態(tài)漿料設(shè)備中，不特別設(shè)置用于鎂鋁等輕合金熔體澆注的分流匯合通道，即不利用分流匯合通道來(lái)達(dá)到冷卻和攪拌合金熔體促進(jìn)形核。該裝置的缺點(diǎn)是反應(yīng)器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，通道和反應(yīng)器容易粘掛漿料，需要及時(shí)清理，清理難度較大。

中國(guó)專(zhuān)利200810107252.9提出了一種半固態(tài)合金漿料的制備與成形的方法，將高過(guò)熱度合金熔體澆入一個(gè)可繞中心軸線回轉(zhuǎn)式擺動(dòng)的冷卻通道，流入漿料收集器中，獲得含有大量自由晶的低固相率的半固態(tài)漿料，然后將半固態(tài)漿料轉(zhuǎn)移至壓鑄機(jī)的壓射室或擠壓鑄造機(jī)的壓射室，使半固態(tài)漿料在壓力下成形。在該半固態(tài)漿料設(shè)備中，不特別設(shè)置用于鎂鋁等輕合金熔體澆注的分流匯合通道，即不利用分流匯合通道來(lái)達(dá)到冷卻和攪拌合金熔體促進(jìn)形核，只需將過(guò)熱金屬液體澆入回轉(zhuǎn)式擺動(dòng)的冷卻通道內(nèi)即可。