[發(fā)明專利]快速制備半固態(tài)金屬漿料的裝置及方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011113015.0 | 申請日： | 2020-10-17 |
| 公開（公告）號： | CN112139472A | 公開（公告）日： | 2020-12-29 |
| 發(fā)明（設計）人： | 陳金發(fā) | 申請（專利權(quán)）人： | 陳金發(fā) |
| 主分類號： | B22D17/20 | 分類號： | B22D17/20;B22D1/00;B01F13/08;B01F15/06 |
| 代理公司： | 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429 | 代理人： | 張磊 |
| 地址： | 350000 福建省福*** | 國省代碼： | 福建;35 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 快速 制備 固態(tài) 金屬 漿料 裝置 方法 | ||
本發(fā)明涉及一種快速制備半固態(tài)金屬漿料的裝置及方法，它包括放置金屬漿料的容器、驅(qū)動容器內(nèi)金屬漿料生產(chǎn)電磁攪拌的永磁攪拌機構(gòu)以及用于冷卻金屬漿料的冷卻機構(gòu)。本發(fā)明的目的在于提供一種快速制備半固態(tài)金屬漿料的裝置，可使金屬漿料得到均勻充分的冷卻與攪拌，并制備出高質(zhì)量的半固態(tài)金屬漿料。本發(fā)明的優(yōu)點在于：采用永磁鐵產(chǎn)生磁力進行非接觸式攪拌，節(jié)能、節(jié)約成本，使金屬漿料不受污染，攪拌無死角。
技術領域
本發(fā)明涉及一種快速制備半固態(tài)金屬漿料的裝置及方法。
背景技術
半固態(tài)制漿技術，是指金屬在凝固過程中，進行劇烈攪拌控制固-液態(tài)溫度區(qū)間得到一種液態(tài)金屬母液中均勻地懸浮著一定固相組分的固液混合漿料(固相組分甚至可高達60％)，這種半固態(tài)金屬漿料具有流變特性，即具有很好的流動性，易于通過普通鑄造方法制成復雜產(chǎn)品。
從20世紀70年代美國麻省理工大學提出半固態(tài)成形技術以來，半固態(tài)制漿技術一直是研究和開發(fā)重點，近年來也得到快速發(fā)展。制漿的目的是為了打碎枝晶或小面化的晶體形態(tài)，獲得球晶狀，并控制冷卻凝固過程中的晶體長大，從而獲得具有良好流變特性的合金漿料。半固態(tài)成形技術打破了傳統(tǒng)的枝晶凝固模式，使合金組織均勻，降低了鑄件內(nèi)部缺陷，提高了鑄件的綜合性能，在同等要求的條件下，還可適當?shù)臏p小鑄件壁厚，從而減輕鑄件重量。
目前，關于半固態(tài)漿料的制備裝置與工藝有很多，如機械攪拌法、電磁攪拌法、超聲攪拌法、控制凝固法、應變激活工藝、粉末冶金法，但是現(xiàn)有這些半固態(tài)制漿裝置和方法當中都存在的效率低、成本高、固相率難以控制等問題，使得半固態(tài)成型技術很難實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種快速制備半固態(tài)金屬漿料的裝置及方法，可使金屬漿料得到均勻充分的冷卻與攪拌，并制備出高質(zhì)量的半固態(tài)金屬漿料。
本發(fā)明的目的通過如下技術方案實現(xiàn)：一種快速制備半固態(tài)金屬漿料的裝置，它包括放置金屬漿料的容器、驅(qū)動容器內(nèi)金屬漿料生產(chǎn)電磁攪拌的永磁攪拌機構(gòu)以及用于冷卻金屬漿料的冷卻機構(gòu)；所述冷卻機構(gòu)包括冷卻液輸送芯以及傳導密封件，所述冷卻液輸送芯豎向設置，其下段的外周壁設有環(huán)形冷卻槽，所述傳導密封件套設在冷卻液輸送芯的下段處，其內(nèi)壁與環(huán)形冷卻槽形成冷卻通道，冷卻液輸送芯內(nèi)還設有與冷卻通道連通的進液通道以及出液通道；所述傳導密封件位于容器的腔體內(nèi)部，并且傳導密封件的外周壁開設有若干豎向延伸的弧形擾流槽，所述弧形擾流槽以傳導密封件中軸為中心呈環(huán)形對稱分布。
較之現(xiàn)有技術而言，本發(fā)明的優(yōu)點在于：
1.采用永磁鐵產(chǎn)生磁力進行非接觸式攪拌，節(jié)能、節(jié)約成本，使金屬漿料不受污染，攪拌無死角。
2.質(zhì)量高。因旋轉(zhuǎn)離心力的作用，通常所采用的永磁攪拌方法往往會使?jié){料中心形成漩渦，使金屬漿料當中容易卷入氣體，并且形成的固體顆粒容易往容器內(nèi)壁聚集，從而影響半固態(tài)漿料的品質(zhì)，本發(fā)明在容器內(nèi)部中心設置冷卻機構(gòu)，不僅可以提高漿料的冷卻速度，還可以避免金屬漿料中間形成漩渦，并且可以使固體顆粒在容器里內(nèi)外側(cè)跑動，從而制備出高質(zhì)量的金屬半固態(tài)漿料。
3.效率高。冷卻機構(gòu)采用液體循環(huán)冷卻，冷卻速度快，加上冷卻頭的獨特結(jié)構(gòu)設計和高效的永磁攪拌方法，使半固態(tài)制備效率大大提高，其制得3公斤的25％固相率的半固態(tài)鋁合金漿料的最快時間為8秒。
4.制漿范圍廣。可制備5％-60％固相率的半固態(tài)金屬漿料，制備的漿料重量范圍為0.1-60公斤。
5.成本低。每公斤的制漿成本不高于0.1元，有利于大規(guī)模生產(chǎn)應用，促進鑄造行業(yè)的發(fā)展。
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