[實用新型]一種制備半固態金屬漿料紊流通道澆注方法的專用設備

有效

• 申請號: 201420143502.5
• 申請日: 2014-03-27
• 公開（公告）號: CN203817362U
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 陳正周;羅軍宇;羅旭剛
• 申請（專利權）人: 慈溪阿爾特新材料有限公司
• 主分類號: B22D35/04
• 分類號: B22D35/04;B22D35/06;B22D1/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

技術領域

本實用新型涉及一種制備半固態金屬漿料紊流通道澆注方法的專用設備。

背景技術

在線快速制備具有球狀初生相的半固態金屬漿料或坯料是半固態金屬成形技術的核心內容。降低半固態漿料制備成本、縮短工藝流程、在線高效制備是該技術產業化研究和關注的焦點。

目前已有的半固態金屬漿料制備技術中，管道或通道澆注制漿法因其制備工藝無本質區別、初生晶核的形成機理也基本相似，所以這類制備方法在半固態金屬漿料制備領域中可以單獨歸為一類。對于管道或通道澆注制漿法，若管道內徑過小則容易發生堵塞，若管道內徑過大則出口漿料的溫度在橫斷面上又不均勻，漿料的組織也不理想，因而不利于直接流變成形。

發明內容

為了克服現有管道或通道澆注制漿法中內徑較大時漿料溫度在橫斷面上存在較大溫差的缺點，本實用新型提供一種制備半固態金屬漿料紊流通道澆注方法的專用設備。

本實用新型采用的技術方案是：

一種制備半固態金屬漿料紊流通道澆注方法的專用設備其特征在于：包括紊流通道和冷卻水套，所述的紊流通道由澆口杯、紊流葉片和流道構成，所述的澆口杯設置在流道的上方，形成液態金屬進入流道的進口；所述的紊流葉片附著在流道內壁上，所述的冷卻水套包裹在流道外表面。

進一步，所述的冷卻水套具有供冷卻介質流過的通道，所述的冷卻水套的下端形成通道的進口，上端形成通道的出口。

進一步，所述的流道直徑為10～100mm。

進一步，所述的紊流通道采用高純石墨制作，冷卻水套采用鋁合金制作。

上述制備半固態金屬漿料的紊流通道澆注方法，其特征在于：所述的方法包括如下步驟：

（1）控制金屬熔煉時的溫度：熔煉時將液態金屬的過熱度控制在80～100℃范圍內，然后對液態金屬進行精煉，精煉后靜置、扒渣和檢測氫氣的含量，含氫量按有關國家標準或行業標準控制，最后將液態金屬的過熱度控制在10～100℃范圍內；

（2）制備半固態漿料：將上述步驟（1）中的液態金屬澆注到紊流通道的澆口杯內，流經紊流通道，半固態漿料制備完畢；

（3）流變成形或制備坯料：上述步驟（2）中制備好的半固態漿料可直接流入到成形設備內進行直接流變成形或制成坯料用于觸變成形。

進一步，澆注時澆口杯中液態金屬液面的高度為澆口杯深度的2/3～4/5。

本實用新型中液態金屬的過熱度、通道直徑和通道長度存在適當的匹配關系，即直徑越小或長度越短，過熱度就越低，反之，過熱度就越高。過熱度的具體工藝參數應由對具體設備進行試驗后來確定，確保液態金屬從通道流出時其溫度在液相線以下。

本實用新型整個紊流通道制作成軸向對開式，以便能夠順利打開通道清理殘留在流道里的余料。

本實用新型的有益效果體現在：

（1）本設備可安裝在成形設備入料口的上方，占用空間很小，可以將制備好的半固態漿料立即注入成形設備并進行成形，省卻了漿料的輸送過程，使漿料的溫度可控；

（2）在制備漿料時，使用常溫水作為冷卻介質對流道部分進行強制冷卻，從而可以保證設備能夠連續生產。流道壁得到快速冷卻后金屬熔體在流道內能夠形成更多的初生晶核，從而提高了金屬熔體內部的晶核密度，同時也減小了初生晶粒尺寸，制件的力學性能因此得到提高；

（3）在流道內壁上增加了紊流葉片后，合金熔體能夠充分地與流道壁或紊流葉片接觸，合金熔體撞擊到紊流葉片后，紊流程度更高，因而能夠得到充分混合，熔體溫度更加均勻，也有助于初生相的球化；

（4）流道直徑可以在10～100mm之間選取，適合于半固態漿料不同制備量的要求；

（5）無需對成形設備進行改造，具有投資少、生產效率高、容易實現自動化或人機一體化生產。

附圖說明

圖1是本實用新型紊流通道結構示意圖。

圖2是本實用新型紊流葉片俯視示意圖。

具體實施方式

參照圖1至圖2，一種制備半固態金屬漿料紊流通道澆注方法的專用設備，包括紊流通道和冷卻水套4，所述的紊流通道由澆口杯1、紊流葉片2和流道3構成，所述的澆口杯1設置在流道3的上方，形成液態金屬進入流道3的進口；所述的紊流葉片2附著在流道3內壁上，所述的冷卻水套4包裹在流道3外表面。

進一步，所述的冷卻水套4具有供冷卻介質5流過的通道，所述的冷卻水套4的下端形成通道的進口6，上端形成通道的出口7。

進一步，所述的流道3直徑為10～100mm。

進一步，所述的紊流通道采用高純石墨制作，冷卻水套4采用鋁合金制作。