[發明專利]一種輕合金半固態漿料復合攪拌高效制備裝置

在審

• 申請號: 202011248199.1
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112452258A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 王開坤;王林春;胡志強;楊森
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: B01J6/00
• 分類號: B01J6/00;B01J19/18
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種輕合金半固態漿料復合攪拌高效制備裝置，其特征在于，包括：驅動電機、溫控裝置、連接導管、攪拌器、攪拌器升降機構以及用于放置合金熔體的坩堝。所述攪拌器伸入熔體內的一端為攪拌端，與連接導管相連的一端為通氣端，通過連接導管與溫控裝置相連。

2.如權利要求1所述的輕合金半固態漿料復合攪拌高效制備裝置，其特征在于，所述攪拌葉片中設有冷卻通道，葉片冷卻通道進氣口與中心管道連接。在攪拌時冷卻通道中通入冷卻氣體為葉片降溫以降低合金熔體的溫度，冷卻加剪切的協同作用能夠加速半固態漿料的制備。

3.如權利要求2所述的輕合金半固態漿料復合攪拌高效制備裝置，其特征在于，所述攪拌葉片在冷卻通道上開氣孔，冷卻氣體在冷卻通道流動時經冷卻通道上的氣孔將冷卻氣體通入合金熔體,從而形成了氣體攪拌和葉片轉動機械攪拌的協同作用，增大剪切效果，加快半固態漿料的制備效率。

4.如權利要求3所述的輕合金半固態漿料復合攪拌高效制備裝置，其特征在于，所述攪拌器葉片與所述攪拌器攪拌桿有一定的夾角，傾斜的角度可以在攪拌時避免合金熔體產生漩渦，減少對液面的破壞，減少合金漿料的氧化；同時傾斜的角度可以實現更快的攪拌速度。

5.如權利要求4所述的輕合金半固態漿料復合攪拌高效制備裝置，其特征在于，所述攪拌器在合金熔體內攪拌時的轉動角度為60°～360°，所述攪拌器轉動方向由所述驅動電機控制，可以實現正轉和反轉。其中，正反轉60°時合金熔體幾乎不產生漩渦，對液面的破壞極小。

6.如權利要求5所述的輕合金半固態漿料復合攪拌高效制備裝置，其特征在于，所述溫控裝置持續產生高溫氣體使攪拌器處于合金半固態溫度區間或處于接近合金半固態溫度區間，使合金熔體在攪拌時處于均勻的溫度場，所形成的半固態顆粒更加均勻細小。

7.如權利要求6所述的輕合金半固態漿料復合攪拌高效制備裝置，其特征在于，所述攪拌器在攪拌前要進行預熱，即溫控裝置在開始攪拌前向攪拌器中通溫高溫氣體，待所述攪拌器達到預定溫度后，將所述攪拌器攪拌端伸入合金熔體中后，攪拌器開始工作。

8.如權利要求1-7任一項所述的輕合金半固態漿料復合攪拌高效制備裝置，其特征在于，還包括驅動電機，與所述攪拌器攪拌桿通過齒輪組連接，更換不同模數比的齒輪組可以實現驅動電機和攪拌器的不同轉速比；由所述驅動電機里集成的速度傳感器控制所述攪拌器轉速，所述驅動電機預設轉速為0～1200r/min。

9.如權利要求1-7任一項所述的輕合金半固態漿料復合攪拌高效制備裝置，其特征在于，所述溫控裝置氣體流速由所述溫控裝置內集成的傳感器控制，預設所述溫控裝置氣體流速為0～800L/min。

10.如權利要求1-7任一項所述的輕合金半固態漿料復合攪拌高效制備裝置，其特征在于，所述攪拌器葉片與所述攪拌器攪拌桿軸線的夾角為10°～45°。

11.如權利要求1-7任一項所述的輕合金半固態漿料復合攪拌高效制備裝置，其特征在于，所述攪拌器葉片內的冷卻通道的截面形狀為圓形等，預設所述攪拌器葉片冷卻通道的直徑范圍為0.5mm～10mm。

12.如權利要求1-7任一項所述的輕合金半固態漿料復合攪拌高效制備裝置，其特征在于，所述攪拌器葉片氣孔的預設直徑范圍為50um～5mm。

13.如權利要求1-7任一項所述的輕合金半固態漿料復合攪拌高效制備裝置，其特征在于，所述溫控裝置產生的氣體為高溫氬氣等惰性氣體和其他不與金屬熔體反應的氣體。

14.一種利用如權利要求1-13任一項所述的輕合金半固態漿料復合攪拌高效制備裝置制備半固態金屬漿料的方法，其特征在于，包括：

在所述坩堝中將合金加熱至熔融狀態，或將熔融合金直接倒入所述坩堝中；

打開所述溫控裝置按預設氣體流速將高溫氣體通入所述攪拌器葉片內，待所述攪拌器溫度達到預設溫度；

將所述攪拌器攪拌端伸入合金熔體液面內，同時打開所述驅動電機，按預設轉速、轉動方向和角度進行攪拌；

通過所述溫度傳感器檢測到合金熔體降溫到一定溫度，停止所述攪拌器和所述溫控裝置的工作，將制備的半固態漿料輸送到壓鑄機等設備實現半固態金屬加工。