[實(shí)用新型]一種制備半固態(tài)漿料的百葉窗式傾斜板

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320474974.4
• 申請(qǐng)日: 2013-08-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203508949U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周榮鋒;陳宗寶;單亞凱
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B22D1/00
• 分類(lèi)號(hào): B22D1/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種制備半固態(tài)合金漿料的百葉窗式傾斜板，屬于材料科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

上世紀(jì)70年代，美國(guó)麻省理工學(xué)院Flemings的研究團(tuán)隊(duì)首先發(fā)現(xiàn)并提出了半固態(tài)金屬加工技術(shù)，該技術(shù)主要分為流變成形和觸變成形。經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展，觸變成形已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化生產(chǎn)，美國(guó)的Ormet、Alumax等公司通過(guò)觸變成形批量生產(chǎn)半固態(tài)金屬器件，在歐洲，意大利的Stampal?SpA和Fiat?Auto公司也通過(guò)觸變成形進(jìn)行半固態(tài)器件的批量生產(chǎn)，除此之外，還有德國(guó)的EFU公司，瑞士的Buhler公司，法國(guó)的Pechiney公司等，在亞洲，日本于80年代后期也開(kāi)展了半固態(tài)技術(shù)成形的基礎(chǔ)研究，也同樣實(shí)現(xiàn)了觸變成形的批量生產(chǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用中觸變成形存在工藝流程長(zhǎng)、制坯成本高、重熔能耗高、坯料表面氧化嚴(yán)重、加熱過(guò)程坯料流失嚴(yán)重、廢料無(wú)法在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)回收等諸多缺點(diǎn)。21初世紀(jì)以來(lái)，流變成形技術(shù)逐漸成為國(guó)內(nèi)外半固態(tài)成形技術(shù)研究的重點(diǎn)，并取得了一定進(jìn)展。?

流變成形技術(shù)主要有傳統(tǒng)的機(jī)械攪拌式流變鑄造、射室制備漿料流變鑄造、單螺旋機(jī)械攪拌式流變鑄造、雙螺旋機(jī)械攪拌式流變鑄造、低過(guò)熱度澆注和弱機(jī)械攪拌式流變鑄造、低過(guò)熱度傾斜板澆注式流變鑄造等。其中，傾斜板技術(shù)具有高效、低成本的突出優(yōu)勢(shì)，適于大規(guī)模推廣應(yīng)用，引起業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注。該技術(shù)的基本原理是將合金液澆注到傾斜板的表面，在流過(guò)傾斜板表面后形成低過(guò)熱度的球形固相和液相組成的半固態(tài)合金漿料，漿料直接進(jìn)入成形設(shè)備進(jìn)行成形。日本的UBE公司首先申請(qǐng)了該項(xiàng)技術(shù)的專(zhuān)利，稱(chēng)之為New?Rheocasting,簡(jiǎn)稱(chēng)NRC。Toshio??Haga??Plato　Kapranos???Grimmig???Motegi等人都對(duì)傾斜板技術(shù)進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究。Motegi等成功制備了半固態(tài)鋁合金坯料，Haga等成功實(shí)現(xiàn)傾斜板制漿流變軋制成形。在國(guó)內(nèi)，中國(guó)科學(xué)院金屬研究所、清華大學(xué)、東北大學(xué)、中南大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、南昌大學(xué)、北京科技大學(xué)、華中科技大學(xué)、上海交通大學(xué)、昆明理工大學(xué)等在基礎(chǔ)理論、制漿技術(shù)和成形工藝等方面也進(jìn)行了大量研究。東北大學(xué)管仁國(guó)等人發(fā)明了波浪傾斜板，并在傾斜板上加裝震動(dòng)裝置，所制得的半固態(tài)金屬漿料顆粒圓整度，均勻度都有所提高；北京科技大學(xué)毛衛(wèi)民等發(fā)明了蛇形通道漿料制備技術(shù)；南昌大學(xué)楊湘杰等人發(fā)明了傾斜圓筒法制備半固態(tài)金屬漿料技術(shù)；昆明理工大學(xué)蔣文明等人發(fā)明了凹槽傾斜板制備技術(shù)。以上所提到的傾斜板或類(lèi)傾斜板技術(shù)都取得了一定的成功，但所制得半固態(tài)金屬漿料組織仍存在細(xì)化不足和均勻度不高等問(wèn)題，因此在傾斜板結(jié)構(gòu)上仍需進(jìn)一步改進(jìn)。?

目前，公知的制備半固態(tài)合金漿料的傾斜板裝置所使用的傾斜板均為一塊整體板材。當(dāng)合金液體流經(jīng)傾斜板時(shí)，合金液體受到傾斜板的激冷以及自身的沖刷作用而使其細(xì)化球化，并得到半固態(tài)合金漿料。但是，整體板材所得的半固態(tài)合金漿料存在組織不均勻和不穩(wěn)定性，一方面是單純的沖刷作用并不能使合金液體完全細(xì)化球化，另一方面是在連續(xù)的制備過(guò)程，傾斜板的溫度升高，且整塊板的溫度升高并趨于均勻，失去溫度梯度。?

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有的傾斜板裝置單純沖刷、溫度升高和失去溫度梯度的不足,?本實(shí)用新型提供一種制備半固態(tài)漿料的百葉窗式傾斜板，該裝置不僅能實(shí)現(xiàn)多次自由沖刷，而且能控制傾斜板溫度，實(shí)現(xiàn)溫度梯度控制。?

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：百葉窗式傾斜板的結(jié)構(gòu)為兩塊相互平行的固定側(cè)板1之間安裝有多塊彼此相互平行的葉式板塊3，固定側(cè)板1與豎直方向的夾角為30～60°，葉式板塊3與豎直方向的夾角為30～45°。?

所述葉式板塊3為矩形，共3～12塊，每一塊之間的距離為0.8～1.2cm。?

所述每一塊葉式板塊3均為中空結(jié)構(gòu)且有冷卻通道。每一塊葉式板塊可以通入不同溫度的冷卻介質(zhì)，形成溫度梯度。?

本實(shí)用新型的原理是：由于多塊葉式板相對(duì)獨(dú)立，當(dāng)把合金漿料流經(jīng)該通道時(shí)，合金漿料在每塊板上與傳統(tǒng)傾斜板一樣產(chǎn)生激冷和沖刷作用，漿料中形成游離非枝晶組織，同時(shí)每?jī)蓧K板之間產(chǎn)生自由落體并碰撞，前一塊板合金熔體的底層熔體經(jīng)自由落體后在下一塊板成了熔體的上層熔體，使游離晶粒更加細(xì)化、圓整，組織更加均勻。除此之外，不同葉式板的溫度不同，漿料在每塊板上產(chǎn)生的過(guò)冷度不同，有利于游離晶粒的增殖和熟化，最后得到晶粒更加細(xì)小圓整且均勻的半固態(tài)漿料。?

本實(shí)用新型的有益效果是，裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易組裝，當(dāng)合金液體流過(guò)百葉窗式傾斜板，不僅可以實(shí)現(xiàn)多次沖刷和自由落體碰撞，還可以保持一定的溫度梯度，所得合金半固態(tài)漿料組織更均勻，成形材料性能更高。?