CN104668500B - 一种铝/镁合金半固态浆料制备装置与方法 - Google Patents

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朱强
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    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20Accessories: Details
    • B22D17/2015Means for forcing the molten metal into the die

Abstract

本发明涉及一种铝/镁合金半固态浆料制备装置与方法,属于铝/镁合金半固态成形技术领域。该装置包括金属熔体的保温与储存装置、金属熔体的处理与运输装置和半固态浆料制备装置,保温与储存装置中设置保温层和加热装置,保温与储存装置和处理与运输装置之间通过输液管密闭连接或分开,半固态浆料制备装置设置于处理与运输装置内或独立于它的外部。采用该装置制备的半固态浆料固相分数范围为0%‑80%,同时采用该装置制备的半固态浆料具有纯净度高,质量好,流程短,成本低等优点。

Description

一种铝/镁合金半固态浆料制备装置与方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种铝/镁合金半固态浆料制备装置与方法,属于铝/镁合金半固态成 形技术领域。
背景技术
[0002]半固态成形技术是一种介于固态成形与液态成形之间的金属成形技术。该成形技 术具有液态成形流动应力低,成形速度快,可成形复杂形状零部件的优点,又具有固态塑形 成形无铸造缺陷,尺寸精度高,性能好的优点,因此受到广泛关注。近几十年来,国内外采用 半固态成形技术成功制备了多种高性能复杂零部件产品,但是由于产品成本问题,相关的 工业化应用还较少。而半固态浆料的制备技术与方法直接决定了半固态成形产品的质量与 成本,因此是半固态成形技术的关键。
发明内容
[0003] 本发明的主要目的是设计一种制备半固态浆料的装置,采用该装置制备半固态浆 料具有质量高,流程短,成本低的特点。该装置适用于铝合金和镁合金的半固态浆料制备。
[0004] 为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
[0005] 一种铝合金或镁合金半固态浆料制备装置,该装置包括金属熔体的保温与储存装 置、金属熔体的处理与运输装置和半固态浆料制备装置,所述的保温与储存装置中设置保 温层和加热装置,所述的保温与储存装置和处理与运输装置之间可通过输液管密闭连接或 分开,所述的半固态浆料制备装置设置于处理与运输装置内或独立于它的外部。
[0006] 保温与储存装置中设有加热装置,加热装置的控温范围在600°C〜900°C之间,保 证熔体保温与储存装置中的熔体温度保持在液相线以上50〜15(TC。熔体保温与储存装置 还可设置密闭加压装置。密闭后通过气体加压将保温与储存装置中的熔体通过输液管输送 至熔体处理与运输装置。
[0007] 熔体处理与运输装置既可以与金属熔体保温与储存装置独立分开又可以通过输 液管密闭连接。通过熔体处理与运输装置的容器壁材料选择、壁厚选择以及初始温度选择 控制熔体冷却速度,结合熔体处理时间控制最终半固态浆料温度。容器初始温度范围为600 °C以下,如室温(15°C〜25°C)至600°C之间,熔体处理与运输装置的容积范围为l〇cm3-100000cm3;熔体冷却速度范围为0.1 °C/s-l(TC/s。
[0008] 熔体处理与运输装置的顶部设置密封盖,在熔体充型与熔体处理过程中处于密封 状态,熔体处理后顶部密封盖打开,半固态浆料从顶部倒出或压出。熔体处理与运输装置的 底部及储存与保温装置的顶部设置密封活塞,在熔体充型与熔体处理过程中通过输液管与 熔体储存与保温装置中的熔体密闭连接,熔体处理后与输液管分离,关闭密封活塞。
[0009] 所述的半固态浆料制备装置可以是电磁搅拌装置,可以是机械震动装置也可以是 超声震动装置等。半固态浆料制备装置与处理与运输装置配合使用,对处理与运输装置中 的金属熔体进行接触或非接触的搅拌处理。
[0010] 所述的熔体处理与运输装置可为一个或多个,如1-40个,同时与熔体保温与储存 装置配合使用。
[0011]本发明的另一目的是提供一种制备半固态浆料的方法,采用上述的装置,制备铝/ 镁合金半固态楽料。
[0012] 一种铝合金或镁合金半固态衆料的制备方法,包括如下步骤:
[0013] (1)加热保温与储存装置,对其中的金属熔体进行保温;
[0014] (2)将处理与运输装置和保温与储存装置通过输液管进行密闭连接,通过密闭加 压装置将保温与储存装置中的熔体通过输液管输送至熔体处理与运输装置;
[0015] (3)在金属熔体充满处理与运输装置状态下,安装半固态浆料制备装置,并对金属 熔体进行搅拌处理;
[0016] (4)停止搅拌,开始保温,关闭处理与运输装置和保温与储存装置上的密闭活塞, 将处理与运输装置与保温与储存装置分开;
[0017] (5)将处理与运输装置移至成形设备,将处理与运输装置中的制备的半固态浆料 压入成形设备,即完成半固态浆料的制备过程。
[0018] 步骤(1)中,在处理与运输装置与保温与储存装置密闭连接前,保温与储存装置的 温度控制在60(TC〜90(TC之间,其中金属熔体的温度保持在液相线以上50〜15(TC。
[0019] 加热处理与运输装置,使熔体处理与运输装置容器初始温度范围为60(TC以下,如 室温至60(TC之间,熔体处理与运输装置的容积范围为10cm3-100000cm3;熔体冷却速度范围 为 o.rc/s-nrc/s。
[0020] 步骤(3)中,所述的半固态浆料制备装置是电磁搅拌装置、机械震动装置或超声震 动装置等,对处理与运输装置中的金属熔体进行接触或非接触的搅拌处理。
[0021] 搅拌处理过程中,处理与运输装置中金属熔体冷却速度在o_rc/s〜io°c/s范围 内可控,保证熔体温度在液相线以上30 °C至2〇%液相对应温度区间;熔体搅拌处理时间为1 〇 〜500s。通过搅拌,既可以实现对熔体搅拌制备半固态浆料,又可以实现熔体温度的均匀分 布。
[0022] 熔体处理与运输装置可为一个或多个,如1-40个,同时与熔体保温与储存装置配 合使用。
[0023] 该装置和方法适用于铝合金和镁合金的半固态浆料制备,制备的半固态浆料固相 分数范围为:〇%-80%。
[0024] 本发明的优点是:
[0025] 1)通过输液管将熔体保温与储存装置中的熔体压入熔体处理与运输装置,输液管 处于熔体中部,输入熔体处理与运输装置中的熔体纯净少夹杂;
[0026] 2)熔体处理过程中,熔体处理与运输装置中的熔体通过输液管中的熔体与外界密 闭,不会引入卷气、氧化夹杂等缺陷,熔体质量优异;
[0027] 3)熔体冷却速度、半固态浆料固液分数可精确可控;
[0028] 4)采用本发明装置和方法制备的半固态浆料具有纯净度高,质量好,流程短,成本 低等优点。
附图说明
[0029] 图1为铝/镁合金半固态浆料制备装置的示意图。
[0030] 主要附图标记:
[0031] 10保温与储存装置 11保温层
[0032] 12加热装置 13熔体
[0033] 20处理与运输装置 21 (处理与运输装置)底部
[0034] 22 (处理与运输装置)顶部 23 (处理与运输装置)容器壁
[0035] 30半固态浆料制备装置 40输液管
具体实施方式
[0036] 如图1所示,为本发明装置的结构示意图。本发明的铝合金/镁合金半固态浆料制 备装置主要包括金属熔体的保温与储存装置1〇、金属熔体的处理与运输装置20和半固态浆 料制备装置30。保温与储存装置10上设置保温层11和加热装置12,保温与储存装置10和处 理与运输装置20之间既可以通过输液管40密闭连接又可以独立分开,半固态浆料制备装置 30设置于处理与运输装置20内或独立于它的外部。
[0037] 熔炼好的铝/镁合金熔体13浇注入熔体保温与储存装置10中,通过输液管40与熔 体处理与运输装置20密闭连接,输液管40处于熔体中部。加热装置12的控温范围在600°C〜 900°C之间,保证熔体保温与储存装置10中的熔体13温度保持在液相线以上50〜150°C。熔 体保温与储存装置10还可以设置密闭加压装置。熔体保温与储存装置10密封,加压通入氮 气,在气体压力下将熔体13通过输液管40输入熔体处理与运输装置20。
[0038] 根据熔体13处理具体要求选择熔体处理与运输装置容器壁23材料、容器壁23厚度 以及容器初始温度。容器初始温度可以通过在热处理炉中加热保温获得。容器初始温度范 围可为室温_600°C。熔体处理与运输装置20的容积范围为10cm3-100000cm3;熔体冷却速度 范围为o.rc/s-io°c/s。半固态浆料最终温度可以通过熔体处理时间准确控制。
[0039] 熔体处理与运输装置顶部22设置密封盖,在熔体充型与熔体处理过程中处于密封 状态,熔体13处理后顶部密封盖打开,半固态浆料从顶部倒出或压出。熔体处理与运输装置 底部21设置密封活塞,在熔体13充型与熔体处理过程中通过输液管40与熔体储存与保温装 置10中的熔体13密闭连接,熔体13处理后与输液管40分离,关闭密封活塞。即熔体13充满熔 体处理与运输装置20后顶部密闭,底部与输液管40密闭连接,输液管40内充满熔体13,通过 输液管40中熔体13与外界隔离。
[0040] 将半固态浆料制备装置30与密闭的熔体处理与运输装置20配合使用,既可以接触 又可以非接触。半固态浆料制备装置30可以是电磁搅拌器、机械震动装置、超声震动装置 等。通过与熔体处理与运输装置20接触或非接触实现对熔体处理与运输装置20中熔体13的 搅拌处理,形成球状半固态组织。
[0041] 熔体13处理完成,制备得到需要的半固态浆料后,将熔体处理与运输装置2〇与输 液管40分离,通过阀门密闭熔体处理与运输装置20底部。将熔体处理与运输装置2〇快速移 至半固态成形设备。将熔体处理与运输装置顶部22打开。根据半固态浆料固液分数情况将 半固态浆料倒入或压入半固态成形设备。
[0042] 清理熔体处理与运输装置20,进行下一循环半固态菜料制备。
[0043] 熔体保温与储存装置10可以同时与1-40个溶体处理与运输装置20配合使用。
[0044] 下面采用该装置制备A356合金(液相线615。(:,固相线555。〇半固态浆料,详细说 明该装置的使用过程。
[0045] 实施例一:
[0046] 熔体保温与储存装置10中A356合金熔体温度加热保持在730〜75(TC之间;熔体处 理与运输装置20加热到300。(:,与熔体保温与储存装置10密闭连接。熔体保温与储存装置10 密封,加压通入氮气,在气体压力下将熔体13通过输液管40输入熔体处理与运输装置2〇。'液 态金属充满熔体处理与运输装置20后加上电磁搅拌器,保证熔体处理与运输装置2〇中的'液 态金属降温速度在8-UTC/s。当液态金属温度达到700。(:时开始电磁搅拌,搅拌l〇s,液态金 属温度达到61(TC,停止搅拌,开始保温。关闭熔体保温与储存装置10及处理与运输装置20 的密闭活塞,将熔体处理与运输装置20与熔体保温储存装置10分开。迅速移至成形设备,将 熔体处理与运输装置20中的制备好的A356合金半固态浆料压入成形设备,完成A356合金半 固态浆料的制备与运输。
[0047] 实施例二:
[0048] 熔体保温与储存装置10中A356合金熔体温度加热保持在670〜7〇〇°C之间;熔体处 理与运输装置20加热到600°C,与熔体保温与储存装置10密闭连接。熔体保温与储存装置1〇 密封,加压通入氮气,在气体压力下将熔体13通过输液管40输入熔体处理与运输装置2〇。液 态金属充满熔体处理与运输装置20后加上电磁搅拌器,保证熔体处理与运输装置20中的液 态金属降温速度在〇 • 1〜〇 • 2°C/s。当液态金属温度达到620°C时开始电磁搅拌,搅拌5〇〇s, 液态金属温度达到560°C,停止搅拌,开始保温。关闭熔体保温与储存装置1〇及处理与运输 装置20的密闭活塞,将熔体处理与运输装置20与熔体保温储存装置1〇分开。迅速移至成形 设备,将熔体处理与运输装置20中的制备好的A356合金半固态浆料压入成形设备,完成 A356合金半固态浆料的制备与运输。
[0049] 实施例三:
[0050] 熔体保温与储存装置10中A356合金熔体温度加热保持在710〜73(TC之间;熔体处 理与运输装置20加热到60(TC,与熔体保温与储存装置10密闭连接。熔体保温与储存装置1〇 密封,加压通入氮气,在气体压力下将熔体13通过输液管40输入熔体处理与运输装置20。液 态金属充满熔体处理与运输装置20后加上电磁搅拌器,保证熔体处理与运输装置20中的液 态金属降温速度在l_2°C/s。当液态金属温度达到700°C时开始电磁搅拌,搅拌100s,液态金 属温度达到595 °C,停止搅拌,开始保温。关闭熔体保温与储存装置10及处理与运输装置20 的密闭活塞,将熔体处理与运输装置20与熔体保温储存装置1〇分开。迅速移至成形设备,将 熔体处理与运输装置20中的制备好的A356合金半固态浆料压入成形设备,完成A356合金半 固态浆料的制备与运输。
[0051] 本发明的装置和方法适用于铝合金和镁合金的半固态浆料制备,可以用于制备固 相分数范围为〇%-80%的半固态浆料。采用该装置制备的半固态浆料具有纯净度高,质量好, 流程短,成本低等优点。

Claims (8)

1.一种铝合金或镁合金半固态浆料制备装置,其特征在于:包括金属熔体的保温与储 存装置、金属熔体的处理与运输装置和半固态浆料制备装置,所述的保温与储存装置中设 置保温层和加热装置,所述的保温与储存装置和处理与运输装置之间通过输液管密闭连接 或分开,所述的半固态浆料制备装置设置于处理与运输装置内或独立于它的外部,所述的 保温与储存装置设置密闭加压装置,所述的处理与运输装置的顶部设置密封盖,底部设置 密封活塞。
2. 根据权利要求1所述的铝合金或镁合金半固态浆料制备装置,其特征在于:所述的加 热装置的控温范围为600°C〜900°C。
3. 根据权利要求1所述的铝合金或镁合金半固态浆料制备装置,其特征在于:所述的处 理与运输装置的初始温度为6〇0°C以下,容积为10cm3〜100000cm3,熔体冷却速度为0.1/C/s 〜10°C/s〇
4.根据权利要求1所述的铝合金或镁合金半固态浆料制备装置,其特征在于:所述的半 固态浆料制备装置为电磁搅拌装置、机械震动装置或超声震动装置。
5.根据权利要求1所述的铝合金或镁合金半固态浆料制备装置,其特征在于:所述的处 理与运输装置为1〜40个,同时与保温与储存装置配合使用。
6.—种铝合金或镁合金半固态浆料的制备方法,包括如下步骤: (1) 加热保温与储存装置,对其中的金属熔体进行保温; (2) 将处理与运输装置和保温与储存装置通过输液管进行密闭连接,通过密闭加压装 置将保温与储存装置中的溶体通过输液管输送至溶体处理与运输装置; (3) 在金属熔体充满处理与运输装置状态下,安装半固态浆料制备装置,并对金属熔体 进行搅拌处理; (4) 停止搅拌,开始保温,关闭处理与运输装置和保温与储存装置上的密闭活塞,将处 理与运输装置与保温与储存装置分开; (5) 将处理与运输装置移至成形设备,将处理与运输装置中的制备的半固态浆料压入 成形设备,即完成半固态浆料的制备过程。
7.根据权利要求6所述的铝合金或镁合金半固态浆料的制备方法,其特征在于:所述的 保温与储存装置的温度为6〇〇°C〜9〇0°C,金属熔体的温度保持在液相线以上50〜15(rc;所 述的处理与运输装置的初始温度为600°C以下,容积范围为i〇cm3-i〇〇〇〇〇cm3,熔体冷却速度 为 o.rc/s-urc/s。
8.根据权利要求6所述的招合金或镁合金半固态浆料的制备方法,其特征在于:所述的 半固态菜料制备装置是电磁搅拌装置、机械震动装置或超声震动装置,所述的搅拌处理过 程中,金属熔体温度在液相线以上30°C至20%液相对应温度区间,搅拌处理时间为i〇〜 500s;得到的半固态楽料的固相分数为〇 % -go %。
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JP2639552B2 (ja) * 1988-04-01 1997-08-13 東芝機械株式会社 半溶融金属射出成形装置
CN100531964C (zh) * 2001-10-31 2009-08-26 北京有色金属研究总院 金属半固态浆体制备及成形的装置与方法
CN1208152C (zh) * 2003-07-07 2005-06-29 北京科技大学 高熔点触变金属坯料及复合材料间歇制备装置及方法
CN1308102C (zh) * 2004-02-20 2007-04-04 北京有色金属研究总院 制备半固态合金浆料的方法及其设备
CN2745672Y (zh) * 2004-11-10 2005-12-14 北京有色金属研究总院 复合电磁搅拌法连续制备半固态金属浆料的装置
CN101181736B (zh) * 2007-12-07 2011-05-18 华中科技大学 一种金属零件的半固态流变成形方法及其装置
CN201516503U (zh) * 2009-07-15 2010-06-30 北京广灵精华科技有限公司 一种半固态镁合金浆料制备装置
CN203610636U (zh) * 2013-12-02 2014-05-28 北京有色金属研究总院 一种铝/镁合金半固态浆料制备装置

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