[發明專利]制備鋁合金半固態復合漿料的攪拌裝置、攪拌方法和應用

有效

• 申請號: 202111449447.3
• 申請日: 2021-11-30
• 公開（公告）號: CN114150170B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 張晉;崔瀚中;楊洲;范龍毅;管仁國
• 申請（專利權）人: 大連交通大學
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C1/10;C22B9/02;F27D27/00;C22C21/00
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 韓曉娟

本發明屬于鋁合金半固態漿料制備技術領域，公開了制備鋁合金半固態復合漿料的攪拌裝置、攪拌方法和應用，所述裝置包括底座、攪拌機構、以及超聲機構；所述攪拌機構設置于所述底座上，且所述攪拌機構包括驅動電機、傳動桿、雙節萬向聯軸器以及攪拌桿；所述驅動電機設置于所述底座上；所述傳動桿水平設置于所述底座上方，其一端與所述驅動電機連接，另一端通過所述雙節萬向聯軸器與所述攪拌桿傳動連接；所述攪拌桿豎直設置且其下端設置有攪拌槳；所述超聲機構與所述攪拌桿同軸設置。本發明的攪拌裝置能夠同時對漿料進行超聲攪拌和機械攪拌，最終制備出性能優良，組織均勻，晶粒細小的半固態及鋁基復合漿料。

技術領域

本發明涉及鋁合金半固態漿料制備技術領域，尤其涉及制備鋁合金半固態復合漿料的攪拌裝置、攪拌方法和應用。

背景技術

半固態金屬鑄造成型工藝技術(SSM)已經有20多年的研究與發展歷史，是一種將含有樹枝晶的固液混合物在液相線與固相線之間的溫度范圍內加工成型的材料成型技術，被譽為“21世紀最有發展前途的綠色工業技術”，半固態成型技術可以顯著降低加工成本，提高生產效率，最終實現近凈成型。

攪拌鑄造工藝是最早開始采用的制備半固態漿料的方法，也是目前應用最為廣泛的方法，金屬材料在凝固過程中經過強力攪拌，使得初生枝晶骨架被打碎，成為近球狀組織，具有優異的成型性能。采用半固態成型技術生產的產品具有高質量、高性能和高合金化的特點。

機械攪拌法根據生產方式可以分為間歇式和連續式兩種，主要是利用攪拌器產生的機械外力剪切合金熔體，打碎枝晶，使合金熔體組織均勻從而獲得半固態漿料。超聲波振動法是通過超聲波發生器的探頭浸入熔融金屬表面以下幾毫米，通過聲流效應和聲空化效應促進熔融金屬形核，并使生長的枝晶壁破碎，從而獲得幾乎球狀的微觀結構，聲流效應又會將已發生破碎的枝晶壁均勻分散到熔體內部。

然而，實際在機械攪拌法生產半固態漿料及金屬基復合材料時會存在機械攪拌無法到達的死區，且容易出現上下層溫差過大等缺陷，對漿料的均勻性產生影響。而超聲振動在金屬熔體中衰減嚴重，不易到達較深或較廣的區域。靠近變幅桿區域的組織細化，遠離變幅桿的區域組織晶粒較粗大，使得處理合金熔體組織不均勻。

為此，本發明提供一種能夠制備出均勻細晶且夾渣少的漿料的制備鋁合金半固態及鋁基復合漿料的攪拌裝置、攪拌方法和應用。

發明內容

為了解決上述現有技術中的不足，本發明提供制備鋁合金半固態復合漿料的攪拌裝置、攪拌方法和應用。本發明的攪拌裝置通過機構化設計，可控性強，能夠使超聲振動與機械攪拌同時作用于同一區域，且能夠精準控制時間機械攪拌與超聲振動同時作用，從而極大程度的改善了半固態漿料和納米陶瓷增強鋁基復合材料的質量，使得制備出的漿料細晶均勻且夾渣少。

本發明的制備鋁合金半固態復合漿料的攪拌裝置、攪拌方法和應用是通過以下技術方案實現的：

本發明的第一個目的是提供一種用于制備鋁合金半固態及鋁基復合漿料的攪拌裝置，包括超聲機構，所述超聲機構包括：

筒體，其內部具有空腔，所述空腔沿其豎直方向設置，且其底部開設有通孔，所述通孔與所述空腔連通；

攪拌桿，其上端穿過所述通孔設置于所述空腔內，且其下端設置有攪拌槳；

安裝基座，設置于所述筒體的上端，其內部設置有安裝槽，所述安裝槽與所述空腔連通；

雙節萬向聯軸器，安裝于所述安裝槽內，其一端與所述攪拌桿的上端傳動連接，其另一端傳動連接有驅動機構；

超聲波變幅桿，固定設置于所述安裝基座上端，且電性連接有超聲波發生器；且其與所述攪拌桿同軸設置。

進一步地，所述安裝基座的一側開設有安裝孔，所述安裝孔與所述安裝槽連通，所述安裝孔用于供所述驅動機構的輸出軸與所述雙節萬向聯軸器傳動連接。