[發明專利]一種制備金屬半固態材料的裝置和方法

在審

• 申請號: 202110355274.2
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN113134579A
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 顧成義;郭洪民;沈華賓;顧海娟;李秀勇
• 申請（專利權）人: 江蘇海宇機械有限公司
• 主分類號: B22D1/00
• 分類號: B22D1/00;F27D27/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 張陽

本發明提供了一種制備金屬半固態材料的裝置，包括固定裝置、轉移裝置、機械攪拌裝置和傾倒裝置，固定裝置用于安裝轉移裝置、機械攪拌裝置和傾倒裝置；轉移裝置用于存放移動金屬熔體；機械攪拌裝置用于攪拌金屬熔體；傾倒裝置用于傾倒金屬熔體。所述固定裝置包括不銹鋼底座支架、不銹鋼底座頂板與底座底板互相焊接形成一體。本發明利用機械破碎原理利用平衡體將金屬熔體的晶核破碎，并且促進異質形核，細化晶粒，并利用轉動的平衡體的機械攪動已經溫度場的擾動使得金屬熔體中晶粒均勻分布，得到純凈、晶粒細小并且分布均勻的金屬半固態材料。

技術領域

本發明涉及半固態金屬材料加工領域，特別是一種制備金屬半固態材料的裝置和方法。

背景技術

半固態金屬加工是近年來金屬加工技術研究的熱點。半固態技術有一系列特點，如成形的零件精度高、質量好，能與凈近成形或凈終成形接軌。和普通的加工方法相比，半固態成形應用范圍更廣泛，凡具有固液兩相區的合金均可實現半固態成形。而且可適用于多種成形工藝，如鑄造、擠壓、鍛壓和焊接。半固態充形平穩，無湍流和噴濺，加工溫度低，凝固收縮小，因而鑄件尺寸精度高，成形件尺寸與成品零件幾乎相同，極大地減少了機械加工量，可以做到少或無切屑加工。且凝固時間短，有利于提高生產率。作為21世紀最有前途的輕合金近凈成型技術，金屬半固態加工技術可分為流變成流變成形與觸變成形。但觸變成形的成本高，成型復雜零件的工藝難度和控制生產過程的技術難度目前均高于流變成形。現常用的流變成形半固態制漿技術存在枝晶多，氣孔多的缺點。

發明內容

發明目的：本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種制備金屬半固態材料的裝置和方法。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種制備金屬半固態材料的裝置，包括固定裝置、轉移裝置、機械攪拌裝置和傾倒裝置，固定裝置用于安裝轉移裝置、機械攪拌裝置和傾倒裝置；轉移裝置用于存放移動金屬熔體；機械攪拌裝置用于攪拌金屬熔體；傾倒裝置用于傾倒金屬熔體。

本發明中，所述固定裝置包括不銹鋼底座支架、不銹鋼底座頂板與底座底板互相焊接形成一體。

本發明中，所述轉移裝置包括第一燕尾滑道、第二燕尾滑道、儲料槽、料槽固定座、氣缸固定板、第三氣缸，儲料槽由料槽固定座固定在第一燕尾滑道、第二燕尾滑道上，第三氣缸通過氣缸固定板固定在不銹鋼底座頂板底側，第三氣缸活塞桿連接料槽固定座。

本發明中，所述機械攪拌裝置包括固定在不銹鋼底座頂板上的第一氣缸和第二氣缸，第一氣缸和第二氣缸共同連接到上端的電機固定座，電機固定座上安裝第一伺服電機，第一伺服電機轉動軸連接旋轉底板，旋轉底板底側中部設有溫度傳感器，旋轉底板一側連接第二伺服電機定架，第二伺服電機定架連接第二伺服電機，第二伺服電機底部轉動軸連接平衡體。

本發明中，所述傾倒裝置包括卸料平臺、限位筋、傾轉伸縮桿，卸料平臺設置在不銹鋼底座頂板側面，限位筋位于卸料平臺背離不銹鋼底座頂板一側，傾轉伸縮桿控制卸料平臺傾倒。

本發明中還公開了一種制備金屬半固態材料的方法，包括下述步驟：

步驟1：熔煉金屬并倒入儲料槽；

步驟2：啟動第三氣缸使儲料槽平穩地移動至機械攪拌裝置下方；

步驟3：啟動第一氣缸和第二氣缸使得平衡體與溫度傳感器沿氣缸驅動桿向下移動，使得溫度傳感器和平衡體內置于金屬熔體中進行半固態處理；

步驟4：啟動第一氣缸和第二氣缸將平衡體與溫度傳感器移出儲料槽；

步驟5：儲料槽移動至傾倒裝置上，啟動傾轉伸縮桿，使得金屬半固態材料從儲料槽中傾倒而出，半固態漿料制備完成。

本發明中，步驟3的半固態處理具體為同時開啟第一伺服電機和第二伺服電機，使平衡體自轉并且圍繞第一伺服電機的軸公轉。