CN107262684A - 一种连续制备铝合金半固态浆料坩埚保温炉差温加热系统 - Google Patents

一种连续制备铝合金半固态浆料坩埚保温炉差温加热系统 Download PDF

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董秀奇
王晓哲
陈亮
陈宇杰
贾萍
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D1/00—Treatment of fused masses in the ladle or the supply runners before casting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/005—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like with heating or cooling means
    • B22D41/01—Heating means

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Abstract

本发明公开了提供一种连续制备铝合金半固态浆料坩埚保温炉差温加热系统，应用于铝合金半固态浆料的保温，包括至少两组阻值各不相同的电阻丝、电源、一个温度控制器和至少一个热电偶；所述电阻丝在保温炉中，沿竖直方向依次上下排布，所述电热偶电性连接温度控制器和任一电阻丝，温度控制器通过电热偶对电阻丝进行PID调节，使不同电阻丝加热到对应的不同温度，在保温炉中形成具有不同温度的保温区域。本发明仅用一组温度控制器和电热偶完成对整体炉子的温差控制，安装、调试、维修都很方便，同时，将不同阻值的电阻丝串联或者并联起来，其温度差稳定，有利于保证炉温温差的稳定，因而固相率也恒定，本发明针对性强，成本低。

Description

一种连续制备铝合金半固态浆料坩埚保温炉差温加热系统
技术领域
本发明涉及一种连续制备铝合金半固态浆料坩埚保温炉差温加热系统。
背景技术
铝合金半固态铸造已经在高压铸造、挤压铸造、液态模锻等领域中取得了较多的应用，即做出了内在质量好的产品，也达到了生产效率高。在半固态的生产实践中，高压铸造铝合金的大件时，发现压注温度较高的液态铝合金填充时，经常出现浇注不足的缺边少肉现象，可用半固态铝合金时，相比纯液态，浇不足的现象出现较少，这就证明半固态浆料填充的能力比纯液态的铝液还高。其根源在于半固态浆料晶粒长大时是以近似球形的外貌长大，在填充型腔时，当存有少量的液态时其液体就充当了润滑剂，使球形的晶粒向型腔壁处填充时阻力更小，更容易充满，而纯液态金属在填充型腔由于降温剧烈很快形成网状的枝晶，阻挡了液态金属的流动，而网状枝晶是很难在液固共存的两相流中滚动或平移，故高温纯液态铝合金填充的能力远不如半固态浆料。
尽管用半固态成型技术生产出的铸件有很多优点，浆料的制备方法也很多，但是低成本优质浆料的连续制备、保存、输送一直是难题，严重制约该技术的推广和普及。现有的用于连续制备铝合金半固态浆料的坩埚保温炉针对性不强，普遍采用通用式保温炉，以三段控温为例，采用三组电阻丝，每组设有热电偶，用三个独立的PID调节系统对其进行控制，方法可行，但控制、安装、调试都较复杂，同时，针对性不强，对于只加工铝合金铸件的厂家来说，任意可变的独立控温系统不仅调试不方便，还造成成本浪费。
发明内容
本发明为解决上述技术问题，提供了一种连续制备铝合金半固态浆料坩埚保温炉差温加热系统，应用于铝合金半固态浆料的保温，包括至少两组阻值各不相同的电阻丝、电源、一个温度控制器和至少一个热电偶；所述电阻丝在保温炉中，沿竖直方向依次上下排布，所述电热偶电性连接温度控制器和任一电阻丝，温度控制器通过电热偶对电阻丝进行PID调节，使不同电阻丝加热到对应的不同温度，在保温炉中形成具有不同温度的保温区域。
进一步的，所述电阻丝有三组，各组电阻丝通过并联或者串联，电性连接电源，当电阻较小时采用串联更易匹配，反之采用并联可更好匹配。
进一步的，当各组电阻丝并联时，所述三组电阻丝的电阻大小从上到下依次递增，递增值为3.5％。或者，当各组电阻丝串联时，所述三组电阻丝的电阻大小从上到下依次递减，递减值为3.5％。
进一步的，位于最底部的电阻丝将浆料保温在595℃。对A356来说，三段温度梯度采用：底部595℃，固相率35％左右；中段615℃，固相率为0；上段635℃。
进一步的，所述电阻丝每组均由三段电阻丝组成，与电源连接成三项抽头的传统电炉控温形式。
由上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明提供一种连续制备铝合金半固态浆料坩埚保温炉差温加热系统，专门应用于铝合金半固态浆料的保温，仅用一组温度控制器和电热偶完成对整体炉子的温差控制，安装、调试、维修都很方便，同时，将不同阻值的电阻丝串联或者并联起来，其温度差稳定，有利于保证炉温温差的稳定，因而固相率也恒定。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
其中：
图1是本发明的实施例1示意图；
图2是本发明的实施例2示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种连续制备铝合金半固态浆料坩埚保温炉差温加热系统，专门应用于铝合金半固态浆料的保温，包括三组阻值各不相同的电阻丝、电源、一个温度控制器和至少一个热电偶；所述电阻丝在保温炉中，沿竖直方向依次上下排布，所述电热偶电性连接温度控制器和最底部的电阻丝，温度控制器通过电热偶对电阻丝进行PID调节，使不同电阻丝加热到对应的不同温度，在保温炉中形成具有不同温度的保温区域，针对铝合金半固态浆料，温度控制器将最底部的电阻丝温度控制在595℃，对A356来说，该温度的固相率35％左右。
为增加每段保温区域区域，加强温度梯度的区域性，所述电阻丝每组均由三段电阻丝组成，最上端的三段分别为上1，上2，上3；中间段分别为中1，中2，中3；最下段分别为下1，下2，下3，与电源连接成有O线抽头以及A、B、C三项抽头的传统电炉控温形式。
请参阅图1，为实施例1，所述电阻丝有三组，各组电阻丝通过并联，电性连接电源，三组电阻丝的电阻大小从上到下依次递增，递增值为3.5％。三段温度梯度采用：底部595℃，固相率35％左右；中段615℃，固相率为0；上段635℃。
请参阅图2，为实施例2，所述电阻丝有三组，各组电阻丝通过串联，电性连接电源。三组电阻丝的电阻大小从上到下依次递减，递减值为3.5％。三段温度梯度采用：底部595℃，固相率35％左右；中段615℃，固相率为0；上段635℃。
由上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明提供一种连续制备铝合金半固态浆料坩埚保温炉差温加热系统，专门应用于铝合金半固态浆料的保温，仅用一组温度控制器和电热偶完成对整体炉子的温差控制，安装、调试、维修都很方便，同时，将不同阻值的电阻丝串联或者并联起来，其温度差稳定，有利于保证炉温温差的稳定，因而固相率也恒定。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种连续制备铝合金半固态浆料坩埚保温炉差温加热系统，应用于铝合金半固态浆料的保温，其特征在于，包括至少两组阻值各不相同的电阻丝、电源、一个温度控制器和至少一个热电偶；所述电阻丝在保温炉中，沿竖直方向依次上下排布，所述电热偶电性连接温度控制器和任一电阻丝，温度控制器通过电热偶对电阻丝进行PID调节，使不同电阻丝加热到对应的不同温度。
2.根据权利要求1所述的一种连续制备铝合金半固态浆料坩埚保温炉差温加热系统，其特征在于，所述电阻丝有三组，各组电阻丝通过并联，电性连接电源。
3.根据权利要求1所述的一种连续制备铝合金半固态浆料坩埚保温炉差温加热系统，其特征在于，所述电阻丝有三组，各组电阻丝通过串联，电性连接电源。
4.根据权利要求2所述的一种连续制备铝合金半固态浆料坩埚保温炉差温加热系统，其特征在于，所述三组电阻丝的电阻大小从上到下依次递增，递增值为3.5％。
5.根据权利要求3所述的一种连续制备铝合金半固态浆料坩埚保温炉差温加热系统，其特征在于，所述三组电阻丝的电阻大小从上到下依次递减，递减值为3.5％。
6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的一种连续制备铝合金半固态浆料坩埚保温炉差温加热系统，其特征在于，位于最底部的电阻丝将浆料保温在595℃。
7.根据权利要求1所述的一种连续制备铝合金半固态浆料坩埚保温炉差温加热系统，其特征在于，所述电阻丝每组均由三段电阻丝组成，与电源连接成三项抽头的传统电炉控温形式。
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