[發明專利]一種半固態旋碾擠壓成形設備

在審

• 申請號: 202210514638.1
• 申請日: 2022-05-12
• 公開（公告）號: CN114769532A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 楊博威;高民強;王玉;管仁國
• 申請（專利權）人: 大連交通大學
• 主分類號: B22D11/11
• 分類號: B22D11/11;B22D11/114;B22D11/115;B22D11/116;B22D11/119;B22D11/14;C22C1/02
• 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: 姬莉

本發明屬于機械設備技術領域，公開了一種半固態旋碾擠壓成形設備，包括熔煉精煉包，其上可拆卸式連接第一封蓋，第一封蓋上設置有超聲處理裝置，熔煉精煉包內壁上設置有電磁攪拌加熱裝置，熔煉精煉包內套裝設置有高純石墨坩堝，高純石墨坩堝底部開設有流道口，熔煉精煉包的底部設有金屬熔體流道，金屬熔體流道與流道口連通；旋碾擠壓成形裝置，設置在熔煉精煉包的下側，旋碾擠壓成形裝置的進口與金屬熔體流道連通；冷卻及卷取裝置，設置在旋碾擠壓成形裝置的出口下側。本發明省去了熔體轉移過程，避免了金屬熔體因生產轉移而造成的熔體污染，大幅細化了晶相組織，提高了產品的力學性能，降低了企業的生產成本，更易于工業化連續生產。

技術領域

本發明涉及機械設備技術領域，特別涉及一種半固態旋碾擠壓成形設備。

背景技術

半固態成形是一種新型、先進的工藝方法，它是指將半固態的坯料充填到擠壓筒內，通過擠壓軸加壓，使坯料流出擠壓模并完全凝固，獲得具有均勻斷面的長尺寸制品的加工方法，是半固態金屬材料加工領域重要成形技術之一，在汽車、通信、計算機等領域，以及航空、航天、國防等尖端領域都將有廣闊的應用前景，將推動工業向輕量化、高性能、環保型方向發展。

半固態擠壓與常規鑄造后熱擠壓相比，材料變形抗力小，可以擠壓成形狀復雜的薄壁異型材，省去了鑄錠鑄造、均勻化處理、擠壓前預熱等工序，因此具有流程短、充型平穩、組織致密，凈成形、力學性能高，節約能耗，生產成本低的特點。

現有的半固態擠壓技術中，如發明專利ZL201910452467.2和ZL201610194007.0中，利用擠壓使得坯料轉變為超細晶/納米晶，其采用的多線槽雖可大幅提高生產效率，但隨擠壓輪槽增大增深，摩擦剪切力逐漸減弱，而且由于產生的摩擦剪切力只集中在坯料表層，使得坯料內部的組織無法高效細化，同時，多線槽制備需匹配多條金屬流道引入熔體，熔體轉移過程中，不僅僅會氧化吸氫，使得熔體質量難以保證，同時還極其容易引入不必要的雜質，因此，使得最終的成品的力學性能不高。

發明內容

本發明提供一種半固態旋碾擠壓成形設備，以克服上述現有技術中存在的問題。

本發明的技術方案是：

一種半固態旋碾擠壓成形設備，包括：

熔煉精煉包，其上可拆卸式連接第一封蓋，所述第一封蓋上設置有超聲處理裝置，所述熔煉精煉包內壁上設置有電磁攪拌加熱裝置，所述熔煉精煉包內套裝設置有高純石墨坩堝，所述高純石墨坩堝底部開設有流道口，所述熔煉精煉包的底部設有金屬熔體流道，所述金屬熔體流道與流道口連通；

旋碾擠壓成形裝置，設置在所述熔煉精煉包的下側，所述旋碾擠壓成形裝置的進口與所述金屬熔體流道連通；

冷卻及卷取裝置，設置在所述旋碾擠壓成形裝置的出口下側，用于將成型處理后的產品冷卻后收卷。

優選的，所述金屬熔體流道上設有控制金屬熔體流道開關的電磁閥，所述電磁閥用以控制高純石墨坩堝內的熔體流量。

優選的，所述金屬熔體流道上設置有過濾裝置。

優選的，所述過濾裝置是陶瓷纖維過濾板。

優選的，所述高純石墨坩堝有多個，每個的大小規格不相同。

優選的，所述旋碾擠壓成形裝置包括筒體，筒體的一端與所述熔煉精煉包的出口端套裝固定連接，所述筒體的另一端設置有第二封蓋，所述第二封蓋上設置有擠壓模具；所述第二封蓋上穿設有主軸，所述主軸的一端與減速器的輸出端連接，所述減速器的輸入端與電機的輸出端連接，所述主軸的另一端套裝固定旋碾擠壓套環，所述旋碾擠壓套環與筒體之間形成旋碾擠壓型腔，所述旋碾擠壓套環的橫截面為圓錐體和圓柱體的組合，所述圓錐體位于遠離所述減速器的一端，所述旋碾擠壓套環的外表面設有螺旋上升的凸起，所述凸起的位置越靠近所述熔煉精煉包，其寬度和高度越大。