CN106563777A - 半固态金属浆料的制备方法及制备装置 - Google Patents

半固态金属浆料的制备方法及制备装置 Download PDF

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张濬荣
林泽良
张文雄
王富义
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Abstract

本发明提出了一种半固态金属浆料的制备方法，其包括以下步骤：取金属熔体置入一容器中；将金属棒插设于容器中，使至少部分该金属棒浸入该金属熔体中；在该金属熔体冷却时，使金属棒在该金属熔体中上下移动，并利用电磁搅拌器搅拌该金属熔体，将凝固析出的初生枝晶打碎并球化，直至得到所需固相率的半固态金属浆料。本发明同时提出一种半固态金属浆料的制备装置。

Description

半固态金属浆料的制备方法及制备装置
技术领域
本发明涉及金属加工技术领域，特别是一种半固态金属浆料的制备方法及制备装置。
背景技术
半固态成型技术是一种金属成型的新方法，它是将金属或合金在固相线与液相线温度区间时对其施以剧烈地搅拌作用，充分破碎枝状的初生固相，得到一种均匀悬浮着一定球状初生固相的固液混和浆料，然后进行加工的一种新工艺。
在半固态合金成型技术中，半固态浆料的制备是关键环节之一。目前，半固态浆料的制备方法主要有电磁搅拌法、机械搅拌法、双螺旋搅拌法等。在这些制备方法中，电磁搅拌法由于具有不污染合金、控制参数易于调节等优点，比较适用于商业化生产中。然而，由于电磁搅拌存在趋肤效应，电磁搅拌是被施加在制浆室的外部，不仅使半固态制浆时间长、效率低，而且浆料受到的搅拌力不均匀，剪切强度或剪切速率较小，因此行业内迫切需要寻找一种提高制浆效率并提升浆料剪切强度的技术。
发明内容
鉴于上述状况，有必要提供一种半固态金属浆料的制备方法及制备装置，其制备效率高且半固态金属浆料的剪切强度较大。
一种用于制备半固态金属浆料的方法，包括以下步骤：将金属熔体置入一容器中；将金属棒插设于该容器中，使至少部分该金属棒浸入该金属熔体中；在该金属熔体冷却时，使金属棒在该金属熔体中上下移动，并利用电磁搅拌器搅拌该金属熔体，将凝固析出的初生枝晶打碎并球化，直至得到所需固相率的半固态金属浆料。
一种半固态金属浆料的制备装置，其包括用于容纳金属熔体的容器及设于该容器外围的金属搅拌器，该制备装置还包括金属棒及与该金属棒连接的驱动件，该金属棒至少部分浸于该金属熔体中，该驱动件用于带动该金属棒在该容器中上下移动。
上述半固态金属浆料的制备方法及制备装置，在该金属熔体冷却时，使金属棒在该金属熔体中上下移动，并利用电磁搅拌器搅拌该金属熔体，可得到半固态金属浆料，并且能够使半固态金属浆料的晶粒细化，提升了制浆效率，且增强了半固态金属浆料的剪切强度。
附图说明
图1是本发明一种实施方式中半固态金属浆料的制备方法的流程图。
图2是半固态金属浆料的制备装置的示意图。
主要元件符号说明
制备装置 100
金属熔体 200
容器 10
电磁搅拌器 20
金属棒 30
驱动件 40
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面结合附图及实施方式对本发明提供的一种半固态金属浆料的制备方法及制备装置作进一步详细说明。
请同时参照图1与图2，本发明提供的一种半固态金属浆料的制备装置100，其包括容器10、电磁搅拌器20、金属棒30及驱动件40。
容器10用于容纳熔融的金属熔体200，电磁搅拌器20位于容器10外围，并与容器10具有一定的距离，电磁搅拌器20用于对容器10中的金属熔体200进行搅拌，将金属熔体200冷却过程中形成的初生枝晶打碎并球化。
金属棒30的一端插设于容器10内的金属熔体200中，另一端与驱动件40连接。
驱动件40位于容器10之外，用于带动金属棒30在金属熔体200中上下移动，驱动件40例如是液压升降装置，但不限于此，驱动件40可以是任何能够驱动金属棒30上下运动的装置。驱动件40还用于带动金属棒30移入或移出容器10。
半固态金属浆料的制备装置100还可包括温度控制装置，例如设于电磁搅拌器20与容器10之间的冷却器或保温器（图未示）。冷却器可以辅助金属棒30对金属熔体200进行冷却，保温器可将金属熔体200的温度保持在形成半固态浆料所需的温度范围内。
半固态金属浆料的制备方法包括以下步骤：
S101：制备熔融的金属熔体200，并将金属熔体200置入容器10内。
金属熔体200的制备可在熔炉中进行，但不限于此，也可使用其他加热设备。金属熔体200的制备可以采用现有的各种加热方法，但需保证金属熔体200的温度均匀，金属熔体200纯净、无杂质。金属熔体200的初始温度高于该金属的液相线温度。在本实施方式中，金属熔体200为铝合金熔体，初始温度为670℃至690℃ ，较佳的，初始温度为680℃。
较佳的，将容器10预热后，再取金属熔体200置于容器10内。金属熔体200置于容器10中后，温度逐渐降低。在其他实施方式中，金属熔体200也可以先升温后降温，或者先降温后升温，再保温以准备进行搅拌。
S102：将金属棒30插设于容器10中，使至少部分金属棒30浸入于金属熔体200中。
金属棒30的初始温度接近于室温。由于电磁搅拌的趋肤效应，容器10中部的磁场较弱，为了增强容器10中部的金属熔体200的剪切强度，较佳的，金属棒30可插设于容器10的较中部位置，但需偏离容器10的中心。
金属棒30的材质可与金属熔体200的材质相同或不同。金属棒30的材质可以是铝合金，但不限于此，在其他实施方式中，金属棒30的材质也可以是铝、镁或镁合金。
S103：在金属熔体200冷却时，利用驱动件40带动金属棒30在金属熔体200中上下移动，并利用电磁搅拌器20对金属熔体200进行搅拌，使金属熔体200凝固析出的初生枝晶充分破碎并球化。
在本实施方式中，利用金属棒30在金属熔体200中上下移动来对金属熔体200进行降温，使金属熔体200的温度保持在577℃至617℃之间。
由于金属熔体200的温度高于金属棒30的液相温度，部分金属棒30由金属熔体200传递的热量熔化而逐渐熔入金属熔体200中，且在熔融过程吸热，降低了金属熔体200的温度，并提升了金属熔体200的降温速度，促使金属熔体200快速进入固液共存的状态。熔进金属熔体200的部分金属棒30，使金属熔体200内部形成了新的结晶核，促进金属熔体200按非枝晶方式凝固成细小晶粒，从而使金属熔体200中的晶粒细化。另外，由于金属棒30上下移动，熔入金属熔体200中的量一直在调整，金属熔体200的温度变化可得到控制。金属棒30的上下移动还增强了金属熔体200的剪切强度。
另外，利用交流电磁感应力使容器10内正在冷却的金属熔体200产生剧烈的流动，不断导致金属熔体200凝固析出的初生枝晶充分破碎并球化，形成球状晶粒。
S104：一定时间后，停止电磁搅拌，将金属棒30移出金属熔体200，颗粒状固相均匀分布在液相中，得到所需固相率的半固态金属浆料。
该半固态金属浆料的固相率可对金属熔体200的成分、金属棒30熔入金属熔体200中的质量及初始温度来调节。较佳的，该半固态金属浆料的固相率在20%至30%之间，以使浆料具有足够量的固体颗粒或晶粒来防止任何枝晶生长，且具有足够的流动性。
在本实施方式中，熔融的金属棒30与金属熔体200的质量比至少为1:100，较佳的，质量比在1:10至1:5之间，以促进金属熔体200按非枝晶方式凝固成细小粒状晶，从而使金属熔体200中的晶粒细化。可以理解，在其他实施方式中，金属熔体200与金属棒30的成分可以为铝合金之外的其他合金，则熔融的金属棒30与金属熔体200的质量比可相应的调整。
进一步地，容器10中的半固态金属浆料可被移入压铸机、锻造机或挤压机中直接成形，或者冷却下来得到半固态金属坯料作为后续触变成形的原料，重复上述步骤，连续制备半固态金属浆料。
上述半固态金属浆料的制备方法及制备装置，通过对置于容器中的金属熔体进行电磁搅拌，同时结合至少部分浸入金属熔体中的金属棒的上下移动，直至得到所需固相率的半固态金属浆料，上述制备方法能够使半固态金属浆料的晶粒细化，提升了制浆效率，且增强了半固态金属浆料的剪切强度。
在其他实施方式中，可以先利用金属棒30的上下移动使金属熔体200降温，然后再实施电磁搅拌，当然，电磁搅拌的同时可以继续保持金属棒30的移动。
在其他实施方式中，金属棒30插设于容器10中的位置可以是变动的。
本发明的半固态金属浆料的制备方法及制备装置既适用于铝合金的半固态浆料的制备，也适用于铝、镁、镁合金、铜合金及其他金属材料的半固态浆料的制备。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种半固态金属浆料的制备方法，其包括以下步骤：
将金属熔体置入一容器中；
将金属棒插设于该容器中，使至少部分该金属棒浸入该金属熔体中；
在该金属熔体冷却时，使金属棒在该金属熔体中上下移动，并利用电磁搅拌器搅拌该金属熔体，将凝固析出的初生枝晶打碎并球化，直至得到所需固相率的半固态金属浆料。
2.如权利要求1所述的半固态金属浆料的制备方法，其特征在于：金属棒在该金属熔体中上下移动预定时间，以使至少部分该金属棒由该金属熔体传递的热量熔融，熔入该金属熔体中的金属棒使该金属熔体内部形成了新的结晶核，用于促使该金属浆体以非枝晶方式凝固成细小晶粒。
3.如权利要求2所述的半固态金属浆料的制备方法，其特征在于：该金属棒的熔融量与该金属熔体的质量比至少为1:100。
4.如权利要求2所述的半固态金属浆料的制备方法，其特征在于：该金属棒的熔融量与该金属熔体的质量比为1:10至1:5。
5.如权利要求1所述的半固态金属浆料的制备方法，其特征在于：该金属棒插设于该容器的中部位置且偏离该容器的中心。
6.如权利要求1所述的半固态金属浆料的制备方法，其特征在于：该金属棒与该金属熔体的材质相同。
7.如权利要求1所述的半固态金属浆料的制备方法，其特征在于：该金属棒与该金属熔体的材质不同。
8.一种半固态金属浆料的制备装置，其包括用于容纳金属熔体的容器及设于该容器外围的金属搅拌器，其特征在于：该制备装置还包括金属棒及与该金属棒连接的驱动件，该金属棒至少部分浸于该金属熔体中，该驱动件用于带动该金属棒在该容器中上下移动。
9.如权利要求8所述的半固态金属浆料的制备装置，其特征在于：该驱动件位于该容器之外，且用于带动该金属棒移入和移出该容器。
10.如权利要求8所述的半固态金属浆料的制备装置，其特征在于：该制备装置还包括设于该电磁搅拌器与该容器之间的温度控制装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113275520A (zh) * 2020-02-19 2021-08-20 丰田自动车株式会社 制造半凝固熔融金属的方法
CN113976851A (zh) * 2021-10-29 2022-01-28 金雅豪精密金属科技（深圳）股份有限公司 一种半固态制浆机以及半固态制浆压铸系统

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0286934A1 (en) * 1987-04-13 1988-10-19 Asea Brown Boveri Ab Method of reducing lining wear in a ladle containing a melt
JPH07207362A (ja) * 1994-01-17 1995-08-08 Kobe Steel Ltd ＡｌまたはＡｌ合金溶湯の精製装置
JPH07310983A (ja) * 1994-05-17 1995-11-28 Uchino:Kk 金属溶解保持装置
EP1050353A1 (en) * 1998-01-20 2000-11-08 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Method and apparatus for manufacturing semi-solidified metal
JP2001303150A (ja) * 2000-04-21 2001-10-31 Toyota Motor Corp 鋳造用金属粒子およびその製造方法並びに金属射出成形法
JP2005066660A (ja) * 2003-08-26 2005-03-17 Toyota Motor Corp 成形素材の製造方法
JP3685459B1 (ja) * 2004-03-30 2005-08-17 俊杓 洪 固液共存状態金属スラリの製造方法およびその製造装置
CN100519791C (zh) * 2004-12-10 2009-07-29 M·韦森 生产液-固金属组合物的方法和装置
CN101618438A (zh) * 2008-07-04 2010-01-06 北京有色金属研究总院 一种制备半固态合金流变浆料或坯料的装置
CN101745629A (zh) * 2008-12-16 2010-06-23 北京有色金属研究总院 环缝式电磁搅拌制备半固态合金流变浆料或坯料的方法
CN103170603A (zh) * 2013-03-27 2013-06-26 福建省瑞奥麦特轻金属有限责任公司 一种铝合金或镁合金半固态浆料的制备方法
CN104043792A (zh) * 2014-07-04 2014-09-17 机械科学研究总院（将乐）半固态技术研究所有限公司 轻合金或轻金属半固态浆料的制备装置及制备方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0286934A1 (en) * 1987-04-13 1988-10-19 Asea Brown Boveri Ab Method of reducing lining wear in a ladle containing a melt
JPH07207362A (ja) * 1994-01-17 1995-08-08 Kobe Steel Ltd ＡｌまたはＡｌ合金溶湯の精製装置
JPH07310983A (ja) * 1994-05-17 1995-11-28 Uchino:Kk 金属溶解保持装置
EP1050353A1 (en) * 1998-01-20 2000-11-08 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Method and apparatus for manufacturing semi-solidified metal
JP2001303150A (ja) * 2000-04-21 2001-10-31 Toyota Motor Corp 鋳造用金属粒子およびその製造方法並びに金属射出成形法
JP2005066660A (ja) * 2003-08-26 2005-03-17 Toyota Motor Corp 成形素材の製造方法
JP3685459B1 (ja) * 2004-03-30 2005-08-17 俊杓 洪 固液共存状態金属スラリの製造方法およびその製造装置
CN100519791C (zh) * 2004-12-10 2009-07-29 M·韦森 生产液-固金属组合物的方法和装置
CN101618438A (zh) * 2008-07-04 2010-01-06 北京有色金属研究总院 一种制备半固态合金流变浆料或坯料的装置
CN101745629A (zh) * 2008-12-16 2010-06-23 北京有色金属研究总院 环缝式电磁搅拌制备半固态合金流变浆料或坯料的方法
CN103170603A (zh) * 2013-03-27 2013-06-26 福建省瑞奥麦特轻金属有限责任公司 一种铝合金或镁合金半固态浆料的制备方法
CN104043792A (zh) * 2014-07-04 2014-09-17 机械科学研究总院（将乐）半固态技术研究所有限公司 轻合金或轻金属半固态浆料的制备装置及制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
邢博: "镁合金自孕育凝固过程及其半固态流变成形的研究", 《工程科技I辑》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113275520A (zh) * 2020-02-19 2021-08-20 丰田自动车株式会社 制造半凝固熔融金属的方法
CN113275520B (zh) * 2020-02-19 2022-11-18 丰田自动车株式会社 制造半凝固熔融金属的方法
CN113976851A (zh) * 2021-10-29 2022-01-28 金雅豪精密金属科技（深圳）股份有限公司 一种半固态制浆机以及半固态制浆压铸系统

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