[發(fā)明專利]U型水冷攪拌制備半固態(tài)金屬漿料裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811250401.7
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN109226700B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發(fā)明（設計）人: 徐春;王國寧;周冰
• 申請（專利權(quán)）人: 上海應用技術大學
• 主分類號: B22D1/00
• 分類號: B22D1/00;B22D17/00;B22D18/02
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 王晶

1.一種U型水冷攪拌制備半固態(tài)金屬漿料裝置，包括水腔外殼(1)、出水腔室(2)、旋轉(zhuǎn)密封件(3)、防水軸承、旋轉(zhuǎn)臺(9)、U型管(10)、從動齒輪(11)、主動齒輪(12)、傳動軸(13)、升降平臺(14)、電動機(15)、內(nèi)套筒(17)，其特征在于：所述旋轉(zhuǎn)臺(9)上部凸臺通過防水軸承三(8)連接內(nèi)套筒(17)，內(nèi)套筒(17)上端通過防水軸承四(18)、旋轉(zhuǎn)密封件(3)和防水軸承一(4)與水腔外殼(1)上部內(nèi)壁連接，旋轉(zhuǎn)密封件(3)內(nèi)孔和外圓分別與防水軸承四(18)外圈和防水軸承四(18)內(nèi)圈連接，水腔外殼(1)下壁通過防水軸承二(7)與旋轉(zhuǎn)臺(9)凹槽壁連接，旋轉(zhuǎn)臺(9)外裝有從動齒輪(11)，旋轉(zhuǎn)臺(9)下部連接U型管(10)，U型管(10)一端連通由內(nèi)套筒(17)與水腔外殼(1)下部之間的進水腔室(6)及進水口(5)，U型管(10)另一端穿過內(nèi)套筒(17)與水腔外殼(1)下部之間的空隙以及旋轉(zhuǎn)密封件(3)后連接出水口(16)，出水口(16)與水腔外殼(1)內(nèi)的出水腔室(2)相連通；水腔外殼(1)安裝在升降平臺(14)上，升降平臺(14)上裝有電動機(15)，電動機(15)通過傳動軸(13)和主動齒輪(12)與旋轉(zhuǎn)臺(9)外的從動齒輪(11)嚙合連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的U型水冷攪拌制備半固態(tài)金屬漿料裝置，其特征在于：所述水腔外殼(1)與防水軸承一(4)的外圈為過盈配合；所述旋轉(zhuǎn)密封件(3)與防水軸承一(4)的內(nèi)圈、防水軸承四(18)的外圈為過盈配合；所述內(nèi)套筒(17)與防水軸承四(18)的內(nèi)圈、防水軸承三(8)的外圈為過盈配合，所述旋轉(zhuǎn)臺(9)與防水軸承三(8)的內(nèi)圈、防水軸承二(7)的外圈為過盈配合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的U型水冷攪拌制備半固態(tài)金屬漿料裝置，其特征在于：所述旋轉(zhuǎn)臺(9)和從動齒輪(11)之間為過盈配合或焊接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的U型水冷攪拌制備半固態(tài)金屬漿料裝置，其特征在于：所述電動機(15)為可調(diào)速電機，功率為200～500W，轉(zhuǎn)速為0～500r/min，轉(zhuǎn)速不包括0。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的U型水冷攪拌制備半固態(tài)金屬漿料裝置，其特征在于：所述主動齒輪(12)和從動齒輪(11)為一對直齒圓柱齒輪。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的U型水冷攪拌制備半固態(tài)金屬漿料裝置，其特征在于：所述進水口(5)通過進水管連接進水裝置，出水口(16)上裝有出水管；所述升降平臺(14)上還安裝有升降支架，通過升降系統(tǒng)來調(diào)節(jié)裝置高度。

7.一種采用權(quán)利要求1-6任一所述U型水冷攪拌制備半固態(tài)金屬漿料裝置的制備方法，其特征在于，包括下述步驟：

步驟一，把已經(jīng)預熱或烘干過的盛漿容器放在實驗臺上；

步驟二，用熱電偶對合金液進行實時測溫，將金屬合金液以高于液相線0～50℃的溫度澆入盛漿容器內(nèi)，或者將精煉除渣后高于金屬液相線一定溫度的合金液澆入盛漿容器內(nèi)，再降溫至液相線以上0～50℃；

步驟三，打開進水裝置，水通過進水管從進水口(5)進入，經(jīng)過進水腔室(6)流入U型管(10)，水流從U型管(10)流入出水腔室(2)，最后從出水口(16)排出到出水管；

步驟四，調(diào)整升降平臺，升降平臺帶動U型水冷攪拌制備半固態(tài)金屬漿料裝置上下移動，把通有水介質(zhì)的U型管(10)降至合金液液面以下，同時打開電動機(15)，調(diào)節(jié)到設定轉(zhuǎn)速，電動機(15)通過傳動軸(13)、主動齒輪(12)和從動齒輪(11)把轉(zhuǎn)矩傳遞給旋轉(zhuǎn)臺(9)，帶動旋轉(zhuǎn)臺(9)和U型管(10)轉(zhuǎn)動，對合金液進行攪拌和降溫，攪拌能使合金液溫度場和成分更加均勻，通入冷卻水帶走大量熱量，增加過冷度，使晶粒更快形核；

步驟五，控制金屬合金液溫度處于液相線溫度以下10～50℃，或者水冷攪拌60s后上升攪拌裝置并停止攪拌，獲得固相分數(shù)為10～65％的半固態(tài)金屬漿料。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于：除了水作為冷卻介質(zhì)之外，還能采用壓縮氣體、油、氮氣中的任一種作為冷卻介質(zhì)。