[發(fā)明專利]一種鋁合金精煉用長效復(fù)合式石墨攪拌裝置及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811367477.8
• 申請日: 2018-11-16
• 公開（公告）號: CN110607461B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 樓華山;王大紅;陳文勇;樓江燕;宋東福;陳冬玲;李宏軍;莫文鋒;蔡英;韋江波;劉漢華;汪東明
• 申請（專利權(quán)）人: 柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: B01F27/192
• 分類號: B01F27/192;B01F27/114;B01F27/1144;B01F27/1124;C22C1/06
• 代理公司: 柳州市榮久專利商標事務(wù)所(普通合伙) 45113
• 代理人: 韋微

本發(fā)明涉及一種鋁合金精煉用長效復(fù)合式石墨攪拌裝置及制備方法，該裝置包括空心軸以及安裝在空心軸上的下層直葉螺旋混流式葉輪、下套筒、多孔徑槳葉、上套筒、上層直葉螺旋混流式葉輪，直葉螺旋混流式葉輪主要是由直葉徑流式葉片和以對數(shù)螺旋線為型線的螺旋面軸向?qū)~片構(gòu)成。該裝置在攪拌葉輪結(jié)構(gòu)上進行了改進，結(jié)合了軸流式和徑流式攪拌葉輪的優(yōu)點，并增設(shè)了多孔徑槳葉，使鋁合金熔體能有效地被分散為小尺寸的流體團，提高了鋁合金組分攪拌混合均勻程度。另外，對石墨攪拌裝置表面進行金屬化改性處理，采用新型TiC涂層材料取代傳統(tǒng)的涂層材料，增強石墨攪拌裝置抗氧化性能和抗腐蝕性能，從根本上解決了現(xiàn)有石墨攪拌裝置本身固有的缺陷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋁合金精煉用長效復(fù)合式石墨攪拌裝置及制備方法，屬于鋁合金熔煉與鑄造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

與鋁合金精煉用長效復(fù)合式石墨攪拌裝置及制備方法相關(guān)的已有技術(shù)如：西安超碼科技有限公司申請的中國發(fā)明專利（專利號201610704027.8）所公開的《一種鋁熔體凈化用整體式炭陶復(fù)合材料轉(zhuǎn)子及其制備方法》，其具體涉及一種鋁熔體凈化用整體式炭陶復(fù)合材料轉(zhuǎn)子及其制備方法。又如：沈陽化工大學(xué)申請的中國發(fā)明專利（申請?zhí)?01611106412.9）所公開的《一種利用鋁電解槽廢石墨陰極制備石墨轉(zhuǎn)子的方法》。再如：宋振亞申請的中國發(fā)明專利（申請?zhí)?01710626651.5）所公開的《一種長壽命鋁熔體除氣轉(zhuǎn)子及其制作方法》，等等。

根據(jù)已有技術(shù)來看，現(xiàn)有的石墨攪拌裝置，涂層與石墨之間結(jié)合性能較差。在鋁液的腐蝕沖刷下，涂層易于受破壞而脫落，在石墨轉(zhuǎn)軸與鋁合金液面的接觸界面尤其嚴重。這導(dǎo)致石墨轉(zhuǎn)軸氧化加劇，以至迅速報廢，降低了石墨攪拌裝置使用壽命。另外，傳統(tǒng)的石墨攪拌裝置，其攪拌葉輪主要采用徑流式型面結(jié)構(gòu)，該徑流式葉輪不利于坩堝內(nèi)鋁合金熔體沿著軸向形成良性的宏觀主體循環(huán)流動，容易產(chǎn)生攪拌死區(qū)；且該徑流式葉輪不能使鋁合金組分在坩堝熔池內(nèi)形成均勻懸浮效應(yīng)，極大限制了鋁合金組分間微觀尺度的擴散行為，加劇了（細化劑）異質(zhì)形核粒子的團聚和沉淀，致使鋁合金性能沒有被充分地挖掘出來。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有石墨攪拌裝置存在的不足與缺點，提供一種鋁合金精煉用長效復(fù)合式石墨攪拌裝置及制備方法，該石墨攪拌裝置相對于現(xiàn)有的石墨攪拌裝置，在攪拌葉輪結(jié)構(gòu)上進行了改進，結(jié)合了軸流式和徑流式攪拌葉輪的優(yōu)點，并增設(shè)了多孔徑槳葉，使鋁合金熔體能有效地被分散為小尺寸的流體團，提高了鋁合金組分攪拌混合均勻程度。另外，對石墨攪拌裝置表面進行金屬化改性處理，采用新型TiC涂層材料取代傳統(tǒng)的涂層材料，增強石墨攪拌裝置抗氧化性能和抗腐蝕性能，從根本上解決了現(xiàn)有石墨攪拌裝置本身固有的缺陷。

本發(fā)明目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：一種鋁合金精煉用長效復(fù)合式石墨攪拌裝置，包括空心軸以及從下往上依次安裝在空心軸上的下層直葉螺旋混流式葉輪、下套筒、多孔徑槳葉、上套筒、上層直葉螺旋混流式葉輪，所述下層直葉螺旋混流式葉輪和上層直葉螺旋混流式葉輪主要是由置底布置的N片直葉徑流式葉片和位于上方的以對數(shù)螺旋線為型線的N片螺旋面軸向?qū)~片構(gòu)成，螺旋面軸向?qū)~片低端的底端面與直葉徑流式葉片的上端面固定連接，N的取值為5～8，所述多孔徑槳葉包括對稱豎直布置的兩個長方形葉片，該長方形葉片上均布加工有若干個大孔、中孔和小孔，大孔直徑為5mm～8mm，中孔直徑小于大孔直徑，小孔直徑小于中孔直徑，其中，局部的大孔、中孔和小孔組成的圖案和該長方形葉片上整體的大孔、中孔和小孔組成的圖案具有自相似的結(jié)構(gòu)。

進一步的，所述下層直葉螺旋混流式葉輪、多孔徑槳葉、上層直葉螺旋混流式葉輪與空心軸通過螺紋連接，所述下套筒、上套筒與空心軸之間是間隙配合。

進一步的，多孔徑槳葉的長方形葉片上，大孔設(shè)置于將長方形葉片長邊和短邊等分成M段的等分線交匯點處，M的取值為3～5，中孔設(shè)置于將長方形葉片長邊和短邊M等分線段等分成3～5段的等分線交匯點處，小孔設(shè)置于將長方形葉片長邊和短邊3M～5M等分線段等分成3～5段的等分線交匯點處，其中，中孔直徑是大孔直徑的?，小孔直徑是中孔直徑的。