[發明專利]低熔點合金半固態熔體制備工藝

有效

• 申請號: 202010412775.5
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111360214B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 劉文;王濤;張海英;張池;王春鴿;于艷東;羅開臣;章翔宇;陳怡江
• 申請（專利權）人: 浙大寧波理工學院
• 主分類號: B22D1/00
• 分類號: B22D1/00;C22C1/00
• 代理公司: 寧波中致力專利代理事務所(普通合伙) 33322
• 代理人: 張圓

本發明公開了低熔點合金半固態熔體制備工藝，包括以下步驟：a.合金熔煉；將低熔點合金進行加熱熔煉成半固態熔體；b.熔體射出；將半固態熔體通過噴射管進行噴出，所述噴射管通過擺動機構帶動擺動，使得半固態熔體由所述噴射管擺動噴出；c.熔體攪拌；噴射管噴出的半固態熔體進入攪拌倉內，所述攪拌倉呈螺旋形，所述攪拌倉自上至下依次設有第一溫控區域、第二溫控區域、第三溫控區域和第四溫控區域，其中，第一溫控區域低于合金固相溫度，第二溫控區域高于合金液相溫度，第三溫控區域位于合金固相溫度和合金液相溫度之間，所述第四溫控區域為常溫。本發明工藝步驟簡單，操作方便，而且半固態合金存在成分均勻、晶核圓整度好。

技術領域

本發明涉及流變成形技術領域，特別涉及低熔點合金半固態熔體制備工藝。

背景技術

半固態合金是介于液態和固態之間的一類“軟物質”，靜止時像固體物質可以搬運，外力作用下像流體可以產生連續變形，其內部特征是（近）球狀晶均勻懸浮于液相中。

制備半固態金屬可采用環保型低熔點合金，低熔點合金指能夠在100℃內進行液固相的轉變。現有的低熔點半固態合金在制備時，需要通過多道工序，才能將固態合金制備成半固態合金，工序復雜，自動化程度低，每一工序均是通過人工進行操作，勞動強度大，耗時較長。而且現有的半固態熔體制備裝置多采用機械攪拌、電磁攪拌以及超聲波攪拌等方式。但機械攪拌產出的半固態熔體存在成分不均勻、晶核圓整度差等缺點，且制備裝置不易清洗。電磁攪拌和超聲波攪拌裝置仍存在攪拌死區，合金利用率低且制備成本較高。

發明內容

針對現有技術的不足和缺陷，提供一種低熔點合金半固態熔體制備工藝，工藝步驟簡單，操作方便，而且半固態合金存在成分均勻、晶核圓整度好。

為實現上述目的，本發明提供以下技術方案。

低熔點合金半固態熔體制備工藝，包括以下步驟：

a.合金熔煉；將低熔點合金進行加熱熔煉成半固態熔體；

b.熔體射出；將半固態熔體通過噴射管進行噴出，使得半固態熔體由所述噴射管擺動噴出,噴射管噴出的半固態熔體進入攪拌倉上部的預形核區域內，半固態熔體內的晶核與預形核區域的內壁發生碰撞炸裂，在高速旋轉融合下，晶核裂變速度加快，提高形核效率；

c.熔體攪拌；所述攪拌倉呈上大下小的螺旋狀，且所述攪拌倉自預形核區域往下依次設有第一溫控區域、第二溫控區域、第三溫控區域和第四溫控區域，其中，第一溫控區域低于合金固相溫度，用于半固態熔體快速形核；第二溫控區域高于合金液相溫度，用于半固態熔體熔斷晶核的晶狀臂；第三溫控區域位于合金固相溫度和合金液相溫度之間，用于調整半固態熔體晶核的圓整度；所述第四溫控區域為常溫，用于最后的合金成分穩定，使得半固態合金存在成分均勻、晶核圓整度好；

d.熔體制備完成；熔體從攪拌倉底部輸出。

本發明的有益效果為：本發明的制備工藝，先將低熔點合金熔煉成半固態熔體，再通過噴射管噴出，通過擺動機構帶動噴射管擺動，使得半固態熔體從多方向噴射至攪拌倉內，使得半固態熔體分散均勻，而且通過設置螺旋錐形的攪拌倉，能夠解決攪拌死區問題且易于清洗，而且半固態熔體內的晶核與攪拌倉內壁發生碰撞炸裂，在高速旋轉融合下，晶核裂變速度加快，提高形核效率，使半固態合金的精度和質量更高，而且半固態熔體進入攪拌倉后依次經過第一溫控區域、第二溫控區域、第三溫控區域和第四溫控區域，第一溫控區域低于合金固相溫度，用于半固態熔體快速形核，第二溫控區域高于合金液相溫度，用于半固態熔體熔斷晶核的晶狀臂第三溫控區域位于合金固相溫度和合金液相溫度之間，用于調整半固態熔體晶核的圓整度，所述第四溫控區域為常溫，用于最后的合金成分穩定，使得半固態合金存在成分均勻、晶核圓整度好，而且本裝置自動化程度高，操作方便。

作為本發明的一種改進，在步驟a中，將低熔點合金放置于坩堝內，通過加熱元件對所述坩堝處進行加熱從而對坩堝內的低熔點合金進行熔煉形成半固態熔體。