CN106216617B - 金属半固态浆料制备装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种金属半固态浆料制备装置，该装置包括制备柜，制备柜的顶端设有浇铸口、底端设有浆料出口，制备柜内设有将浇铸口与浆料出口连通的多路熔体通道，所述多路熔体通道包括至少两个曲线形单路通道，各单路通道均为多弯道通道，各单路通道的入口均与浇铸口连通、出口均与浆料出口连通、入口与出口之间区域相互连通；所述制备柜内对应所述多路熔体通道外设有水冷结构件和/或热管，热管的蒸发端朝向多路熔体通道，冷凝端朝向水冷结构件。实现熔体多道分流与混合，从机理上实现爆发性形核、紊流剪切和温差晶粒细化作用。增大岀浆效率的同时强化了半固态成形凝固机理。

Description

金属半固态浆料制备装置
技术领域
本发明涉及一种半固态金属加工设备，尤其涉及一种金属半固态浆料制备装置。
背景技术
半固态铸造与普通液态铸造相比具有许多明显的特点：铸件的凝固收缩减小，铸件尺寸精度高、外观质量好，减少了机械加工量，甚至可以得到无机械加工余量铸件；消除了常规铸件中的柱状晶和粗大树枝晶，铸件组织细小、致密，分布均匀，不存在宏观偏析；金属充型平稳、无湍流、无飞溅，而且充型温度低，延长模具寿命；简化铸造工序，降低能耗，改善劳动条件，由于凝固速度快，生产率高；铸件力学性能好。因此半固态铸造在金属制备领域中应用的越来越广泛，金属半固态加工技术包括流变成形技术和触变成形技术，但其中最关键的是金属半固态浆料制备技术。在诸多浆料制备技术中，
目前常用的浆料制备技术是蛇形管法半固态浆料制备技术。蛇形管法浆料制备技术的凝固特征是利用熔体在弯道中的激冷形核及紊流作用形成半固态浆料，但由于弯道不能做得太大，限制了制浆的能力，存在出浆容量有限和冷却效率不高的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高半固态浆料质量和流量，提高改善浆料冷却效果的金属半固态浆料制备装置。
本发明提供的这种金属半固态浆料制备装置，该装置包括制备柜，制备柜的顶端设有浇铸口、底端设有浆料出口，制备柜内设有将浇铸口与浆料出口连通的多路熔体通道，所述多路熔体通道包括至少两个曲线形单路通道，各单路通道均为多弯道通道，各单路通道的入口均与浇铸口连通、出口均与浆料出口连通、入口与出口之间区域相互连通；所述制备柜内对应所述多路熔体通道外设有水冷结构件和/或热管，热管的蒸发端朝向多路熔体通道，冷凝端朝向水冷结构件。
作为优选，所述制备柜为矩形柜，所述浇铸口和浆料出口上下对正布置、分别位于制备柜长度方向的两端，浇铸口外设有保温通道。
为了便于加工，所述制备柜包括两个相对布置的矩形板，矩形板的内侧面加工有围成所述多路熔体通道的凹槽。
为了保证冷却效果，保证各通道制浆的效果，利于熔体的爆发性形核，利于提高半固态浆料质量，所述水冷结构件为水箱，矩形板内沿宽度方向设有与凹槽并列布置的水箱放置槽，矩形板的侧面设有与水箱顶部连通的出水口、与水箱底部连通的进水口，所述热管布置于矩形板的外侧面与凹槽之间。
作为优选，所述矩形板的外侧面上连接有夹板，两矩形板通过设置于夹板上的拉杆夹紧。
作为优选，所述夹板沿所述矩形板的宽度方向布置，夹板的两端位于矩形板外，夹板伸出矩形板的一端设有向上开口的U型口，另一端设有向下开口的U型口。
作为优选，所述拉杆的一端端部设有连接孔，另一端端部设有外螺纹，拉杆的连接孔端通过定位销与一侧的夹板相连，外螺纹端通过蝶形螺母将两夹板锁紧。
作为保证冷却效果的替代方案，还可以将所述水冷结构件为循环水道，循环水道包括沿所述矩形板高度方向布置的两条竖向水道以及将两竖向水道相互连通的横向水道，最底部横向水道的一端连接有入水嘴，最顶部横向水道的一端连接有排水嘴，入水嘴与排水嘴分置于所述矩形板宽度方向的两侧，其他各水道的开口处均通过防水块配合密封圈封堵。
进一步的，所述竖向水道为盲端朝上的盲孔，最顶部横向水道为贯穿孔，其他横向水道为盲孔，横向水道对应入水嘴和排水嘴位置处的孔径较大。
附图说明
图1为本发明优选实施例一的立体示意图。
图2为优选实施例一中双通道矩形板的主视放大示意图。
图3为优选实施例一中双通道矩形板的俯放大视示意图。
图4为本发明优选实施例二的立体示意图。
图5为优选实施例二中三通道矩形板的主视放大示意图。
图6为优选实施例二中三通道矩形板的俯视放大示意图。
图7为优选实施例二的循环水道示意图。
图示序号：
1—双通道制备柜、2—热管、3—保温通道、4—水箱、11—双通道矩形板、12—夹板、13—拉杆、14—定位销、15—蝶形螺母、111—凹槽、112—水箱放置槽、113—出水口、114—进水口、1A—三通道制备柜、1A1—三通道矩形板、1A2—防水块、1A11—循环水道、1A12—竖向水道、1A13—横向水道、1A14—入水嘴、1A15—排水嘴。
具体实施方式
优选实施例一，如图1—3所示，本实施例提供的这种金属半固态浆料制备装置包括双通道制备柜1，双通道制备柜1的顶端设有浇铸口、底端设有浆料出口，浇铸口外设有调控液体金属流速和压力的保温通道3。双通道制备柜1包括两块相对布置的双通道矩形板11，双通道矩形板11的内侧面加工有围成双通道的凹槽111，双通道矩形板11内沿宽度方向设有与凹槽111并列布置的水箱放置槽112，双通道矩形板11的顶部和底部分别设有与作为水冷构件的水箱4连通的出水口113、进水口114。双通道矩形板11的外侧面与凹槽111之间的实体内平行于双通道矩形板11的宽边嵌装有若干热管2，热管2的冷凝端位于水箱4侧、蒸发端位于凹槽111侧。双通道矩形板11的外侧面上通过螺钉连接有夹板12，夹板12沿双通道矩形板11的宽度方向布置，夹板12伸出双通道矩形板11的一端设有向上开口的U型口，另一端设有向下开口的U型口。U型口处设有将两双通道矩形板11拉紧的拉杆13，拉杆13的一端端部设有连接孔，另一端端部设有外螺纹，拉杆13的一端通过穿过连接孔的定位销14与一侧的夹板12相连，另一端通过蝶形螺母15将两夹板12锁紧。
本实施例把两个曲线形通道组合连通起来，通道两端分别构成熔体浇注口和集中的浆料出口，同时在通道的侧壁设置了热管排，从结构上实现对熔体的快速冷却、多道分流与混合，从机理上实现爆发性形核、紊流剪切和温差晶粒细化作用。运用本实施例进行金属半固态浆料制备时，熔体从浇铸口进入双通道形式的多路熔体通道内，通过将多路熔体通道设置为两个相互连通的曲线形通道主要的优点在于：1、增大岀浆效率；2、强化了半固态成形凝固机理。同时通过热管排的设置增大了冷却强度，有利于熔体的爆发性形核，有利于提高半固态浆料质量。
优选实施例二，如图4—7所示，本实施例提供的这种金属半固态浆料制备装置包括三通道制备柜1A，三通道制备柜1A包括两块相对布置的三通道矩形板1A1，三通道矩形板1A1的内侧面加工有围成三通道的槽，三通道矩形板1A1外侧面与该槽之间的实体中设有作为水冷构件的循环水道1A11，循环水道包括沿三通道矩形板1A1高度方向布置的两条竖向水道1A12以及将两竖向水道1A12相互连通的横向水道1A13，最底部横向水道1A13的一端连接有入水嘴1A14，最顶部横向水道的一端连接有排水嘴1A15，入水嘴1A14与排水嘴1A15分置于三通道矩形板1A1宽度方向的两侧，其他各水道的开口处均通过防水块1A2配合密封圈封堵。竖向水道1A12为盲端朝上的盲孔，最顶部的横向水道1A13为贯穿孔，其他横向水道1A13为盲孔，横向水道1A13对应入水嘴1A14和排水嘴1A15位置处的孔径较大，以便于整个水道中循环水的进出。在运用本实施例制备半固态浆料的过程中通过向循环水道内注水将浆料冷却。本实施例中其他结构与优选实施例一相同。
优选实施例一与优选实施例二的冷却方式可互换，无论是双通道还是三通道的制备柜均能采用热管配合水箱冷却也可采用循环水冷却。

Claims (9)

1.一种金属半固态浆料制备装置，该装置包括制备柜，制备柜的顶端设有浇铸口、底端设有浆料出口，制备柜内设有将浇铸口与浆料出口连通的多路熔体通道，其特征在于：所述多路熔体通道包括至少两个曲线形单路通道，各单路通道均为多弯道通道，各单路通道的入口均与浇铸口连通、出口均与浆料出口连通、入口与出口之间区域相互连通；所述制备柜内对应所述多路熔体通道外设有水冷结构件和/或热管，热管的蒸发端朝向多路熔体通道，冷凝端朝向水冷结构件。
2.根据权利要求1所述的金属半固态浆料制备装置，其特征在于：所述制备柜为矩形柜，所述浇铸口和浆料出口上下对正布置、分别位于制备柜长度方向的两端，浇铸口外设有保温通道。
3.根据权利要求2所述的金属半固态浆料制备装置，其特征在于：所述制备柜包括两个相对布置的矩形板，矩形板的内侧面加工有围成所述多路熔体通道的凹槽。
4.根据权利要求3所述的金属半固态浆料制备装置，其特征在于：所述水冷结构件为水箱，矩形板内沿宽度方向设有与凹槽并列布置的水箱放置槽，矩形板的侧面设有与水箱顶部连通的出水口、与水箱底部连通的进水口，所述热管布置于矩形板的外侧面与凹槽之间。
5.根据权利要求2所述的金属半固态浆料制备装置，其特征在于：所述矩形板的外侧面上连接有夹板，两矩形板通过设置于夹板上的拉杆夹紧。
6.根据权利要求5所述的金属半固态浆料制备装置，其特征在于：所述夹板沿所述矩形板的宽度方向布置，夹板的两端位于矩形板外，夹板伸出矩形板的一端设有向上开口的U型口，另一端设有向下开口的U型口。
7.根据权利要求6所述的金属半固态浆料制备装置，其特征在于：所述拉杆的一端端部设有连接孔，另一端端部设有外螺纹，拉杆的连接孔端通过定位销与一侧的夹板相连，外螺纹端通过蝶形螺母将两夹板锁紧。
8.根据权利要求3所述的金属半固态浆料制备装置，其特征在于：或者所述水冷结构件为循环水道，循环水道包括沿所述矩形板高度方向布置的两条竖向水道以及将两竖向水道相互连通的横向水道，最底部横向水道的一端连接有入水嘴，最顶部横向水道的一端连接有排水嘴，入水嘴与排水嘴分置于所述矩形板宽度方向的两侧，其他各水道的开口处均通过防水块配合密封圈封堵。
9.根据权利要求8所述的金属半固态浆料制备装置，其特征在于：所述竖向水道为盲端朝上的盲孔，最顶部横向水道为贯穿孔，其他横向水道为盲孔，横向水道对应入水嘴和排水嘴位置处的孔径较大。
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