[發(fā)明專利]一種制備半固態(tài)漿料的裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710278595.0
• 申請(qǐng)日: 2017-04-25
• 公開（公告）號(hào): CN107020355A
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李璐;耿保玉;周榮鋒;李永坤;肖帆;王坦;蔣業(yè)華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B22D1/00
• 分類號(hào): B22D1/00;B22D17/30
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開了一種制備半固態(tài)漿料的裝置，屬于材料加工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

金屬半固態(tài)漿料是指液態(tài)金屬母液中均勻地懸浮著近球形固相顆粒的固液混合漿料。利用金屬半固態(tài)漿料進(jìn)行的成形工藝叫作半固態(tài)成形。半固態(tài)成形技術(shù)，自上世紀(jì)70年代被美國麻省理工學(xué)院Flemings教授等人發(fā)現(xiàn)以來，得到廣泛的關(guān)注和深入的研究。半固態(tài)成形技術(shù)與傳統(tǒng)鑄造相比，其液相中含有一定體積分?jǐn)?shù)的固相，結(jié)晶潛熱小，凝固收縮小。所以其成形的零件組織致密，力學(xué)性能高，尺寸精度高能實(shí)現(xiàn)近終成形，對(duì)模具熱沖擊小，可以提高模具使用壽命。與傳統(tǒng)鍛造相比，其含有一定量的液相，變形抗力小，成形力低，可降低成形對(duì)設(shè)備及模具的要求，所以可成形復(fù)雜零件。正是由于半固態(tài)成形具有以上一系列優(yōu)點(diǎn)，其研究和應(yīng)用引起了世界的廣泛關(guān)注和高度重視。在這項(xiàng)技術(shù)中，制備半固態(tài)漿料是其成形的基礎(chǔ)。因此涌現(xiàn)出了大量半固態(tài)漿料的制備方法。

目前半固態(tài)漿料的制備方法主要有：機(jī)械攪拌法、電磁攪拌法、超聲波振動(dòng)法、過流冷卻法、轉(zhuǎn)棒誘導(dǎo)形核法、應(yīng)變誘導(dǎo)熔體激活法、變質(zhì)處理法等。現(xiàn)有制漿方法中存在著成本高，或者流程長，或者不能連續(xù)制備漿料，或者得不到均勻的漿料的問題，這些問題很大程度上是由于沒有合適的裝置進(jìn)行制備造成的。例如，傾斜板過流冷卻制備半固態(tài)漿料，設(shè)備成本低，生產(chǎn)方便，但只能獲得一種固相率，形狀因子都比較好的半固態(tài)漿料；雙螺旋剪切法設(shè)備成本偏高；電磁攪拌法雖然是目前主流制漿方式，但能量利用率偏低，造成生產(chǎn)成本偏高，也不能連續(xù)制備半固態(tài)漿料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明采用激冷、恒溫剪切共同作用來制備半固態(tài)漿料，可使?jié){料的初生相顆粒更細(xì)小，分布均勻，并且通過不同溫度下的剪切，能獲得不同固相率的半固態(tài)漿料，本裝置結(jié)構(gòu)集成度高，縮短了制漿流程，也在很大程度上節(jié)約了制漿成本。

本發(fā)明的目的在于提供一種制備半固態(tài)漿料的裝置，包括熔煉爐1、石墨柱塞2、導(dǎo)流管3、進(jìn)氣管4、密封蓋Ⅰ5、上轉(zhuǎn)筒6、冷卻管10、中間絕熱筒12、帶輪13、加熱裝置14、下轉(zhuǎn)筒15、中心柱16、漿料收集漏斗17、電動(dòng)機(jī)18、傳動(dòng)帶19、支架21、密封蓋Ⅱ22、出氣管24、閥門25；熔煉爐1設(shè)置在支架21頂部，熔煉爐1底部設(shè)有導(dǎo)流管3，導(dǎo)流管3入口處設(shè)有石墨柱塞2，用于開關(guān)導(dǎo)流管3，控制金屬熔體流入上轉(zhuǎn)筒6的速度，導(dǎo)流管3另一端伸入上轉(zhuǎn)筒6內(nèi)部，上轉(zhuǎn)筒6頂部設(shè)置密封蓋Ⅰ5，密封蓋Ⅰ5上面設(shè)有進(jìn)氣管4，上轉(zhuǎn)筒6外部設(shè)有冷卻管10，冷卻管10固定在支架21上，上轉(zhuǎn)筒6下端連有中間絕熱筒12，中間絕熱筒12外部設(shè)置帶輪13，帶輪13通過傳動(dòng)帶19與電動(dòng)機(jī)18連接，中間絕熱筒12另一端連接下轉(zhuǎn)筒15，下轉(zhuǎn)筒15外部設(shè)有加熱裝置14，下轉(zhuǎn)筒15內(nèi)部設(shè)有中心柱16，下轉(zhuǎn)筒15底部設(shè)有漿料收集漏斗17，中心柱16固定在漿料收集漏斗17內(nèi)壁上，漿料收集漏斗17固定在支架21上，中心柱16和漿料收集漏斗17設(shè)有保溫裝置，漿料收集漏斗17上設(shè)有密封蓋Ⅱ22，漿料收集漏斗17上部設(shè)有出氣管24，漿料收集漏斗17底部設(shè)有閥門25。

所述上轉(zhuǎn)筒6通過軸承Ⅰ7設(shè)置在支架21上，下轉(zhuǎn)筒15通過軸承Ⅱ23設(shè)置在支架21上。

所述冷卻管10內(nèi)壁與上轉(zhuǎn)桶6外壁之間留有間隙，冷卻管10與上轉(zhuǎn)筒6之間上下兩端設(shè)有旋轉(zhuǎn)密封圈8。

所述冷卻管10下端設(shè)有進(jìn)水管11，上端設(shè)有出水管9。

所述加熱裝置14為電加熱管，通過電刷20供電。

所述中心柱16和漿料收集漏斗17的保溫裝置分別設(shè)置在其內(nèi)部，保溫裝置為電加熱管，電加熱管外部通電實(shí)現(xiàn)加熱。

所述下轉(zhuǎn)筒15和中心柱16所形成的狹縫寬度為3-10mm，通過更換不同直徑的中心柱16達(dá)到狹縫寬度不同的目的，中心柱16在下轉(zhuǎn)筒15內(nèi)上下自由移動(dòng)，調(diào)節(jié)狹縫的高度，以改變漿料均勻化剪切時(shí)間，以保證不同合金皆能充分剪切。

所述電動(dòng)機(jī)18為調(diào)速電機(jī)，通過調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速為500-3000r/min，使轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速為500-3000r/min。

所述上轉(zhuǎn)筒6為熔液快速形核區(qū)，下轉(zhuǎn)筒15是漿料均勻化剪切區(qū)。

所述保護(hù)氣體由進(jìn)氣管4進(jìn)入，由出氣管24排出，在整個(gè)半固態(tài)漿料制備過程中始終有保護(hù)氣體保護(hù)，避免金屬液氧化。