CN107400791B - 一种高质、高效制备半固态铝合金浆料的装置及方法 - Google Patents

一种高质、高效制备半固态铝合金浆料的装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107400791B
CN107400791B CN201710464211.4A CN201710464211A CN107400791B CN 107400791 B CN107400791 B CN 107400791B CN 201710464211 A CN201710464211 A CN 201710464211A CN 107400791 B CN107400791 B CN 107400791B
Authority
CN
China
Prior art keywords
crucible
hole
aluminium alloy
current equalizer
agitating paddle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710464211.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107400791A (zh
Inventor
冯志军
阮明
李泽华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenyang Zhuyan Technology Co.,Ltd.
Original Assignee
Shenyang Research Institute of Foundry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenyang Research Institute of Foundry Co Ltd filed Critical Shenyang Research Institute of Foundry Co Ltd
Priority to CN201710464211.4A priority Critical patent/CN107400791B/zh
Publication of CN107400791A publication Critical patent/CN107400791A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107400791B publication Critical patent/CN107400791B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/026Alloys based on aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/06Making non-ferrous alloys with the use of special agents for refining or deoxidising
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/12Making non-ferrous alloys by processing in a semi-solid state, e.g. holding the alloy in the solid-liquid phase
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • C22C21/02Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
    • C22C21/04Modified aluminium-silicon alloys

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)

Abstract

本发明提供一种高质、高效制备半固态铝合金浆料装置及方法,所述装置包括搅拌装置、坩埚以及电阻炉;其中,搅拌装置包括无极调速电动机、联接底座、升降块、坩埚盖、多孔均流器、氩气输送管、稳流器及搅拌桨;搅拌桨与无极调速电动机相连,无极调速电动机固定在联接底座上;联接底座、升降块、多孔均流器及氩气输送管均与坩埚盖相联接;多孔均流器为中空结构,稳流器和搅拌桨位于多孔均流器内;搅拌桨的杆部贯穿稳流器,稳流器固定在升降块上,并利用升降块进行升降;氩气输送管的一端位于坩埚内,另一端穿过坩埚盖暴露在空气中;坩埚位于电阻炉内,坩埚盖紧扣在坩埚和电阻炉之间的间隙内。该装置结构设计巧妙、操作简便、制浆效率高、稳定性好。

Description

一种高质、高效制备半固态铝合金浆料的装置及方法
技术领域
本发明涉及半固态金属加工领域,特别提供一种高质、高效制备半固态铝合金浆料的装置及方法。
背景技术
半固态铸造技术由于其绿色环保、能有效降低生产成本,受到国内外广大学者和厂家的青睐,被公认为21世纪最有前途的加工技术。在欧美等国家已经采用半固态铸造技术进行了商业化生产,制造的零部件被广泛应用于汽车、电子通讯等领域;我国在半固态铸造技术的研究仍处在实验室阶段,而且主要集中于半固态金属浆料制备的研究。
半固态金属浆料的制备是半固态成形技术的基础和关键,它要求浆料原始组织为细小、均匀的球形非枝晶组织。针对半固态浆料的制备,国内外学者己做了大量的研究工作,提出了许多工艺方法,目前已有很多方法用于获得该组织,如机械搅拌法、电磁搅拌法、应变诱导熔体活化法(SIMA)、等温处理法、切变—冷却轧制法、被动搅拌法、电磁脉冲放电法、晶粒细化剂法及喷射沉积铸造法等,其中机械搅拌法和电磁搅拌是最为普遍采用的方法。
即使国内外目前存在多种半固态金属浆料制备装置及方法,但普遍存在制浆设备复杂、生产成本较高、浆料质量较差的问题,导致半固态铸造技术难以在我国获得大工业化应用。因此,迫切需要开发一种低成本、高效率、可制备无氧化、夹渣的高质量半固态金属浆料的装置及浆料制备方法。
发明内容
为了解决半固态金属浆料制造成本高、效率低、质量不稳定等问题,本发明提供一种高质、高效制备半固态铝合金浆料的装置及浆料制备方法。
本发明采用的技术方案是:
一种高质、高效制备半固态铝合金浆料的装置,其特征在于:所述装置包括搅拌装置、坩埚5以及电阻炉6;
其中,搅拌装置包括无极调速电动机1、联接底座2、升降块3、坩埚盖4、多孔均流器7、氩气输送管8、稳流器9以及搅拌桨10;
搅拌桨10与无极调速电动机1相连,无极调速电动机1固定在联接底座2上;联接底座2、升降块3、多孔均流器7及氩气输送管8均与坩埚盖4相联接;多孔均流器7为中空结构,稳流器9和搅拌桨10均位于多孔均流器7内;搅拌桨10的杆部贯穿稳流器9,稳流器9固定在升降块3上,并利用升降块3进行升降;氩气输送管8的一端位于坩埚5内,另一端穿过坩埚盖4暴露在空气中;
坩埚5位于电阻炉6内,坩埚盖4紧扣在坩埚5和电阻炉6之间的间隙内。
本发明所述装置,其特征在于:所述多孔均流器7、搅拌桨10及稳流器9均为石墨材质。
本发明所述装置,其特征在于:所述多孔均流器7的轮廓尺寸是坩埚5内径的0.4~0.5,其侧壁的上部和下部均开设有通孔,其底部与坩埚5底部的距离是整个合金熔体液面高度的1/3~1/4,顶部端面与坩埚5上表面平齐。所述多孔均流器7下部的通孔用于使合金熔体受到径向剪切力时被甩入到多孔均流器7及坩埚5之间的空隙中;上部的通孔用于使向上运动的合金回流至多孔均流器7内,保证合金熔体的循环运动且不使液面产生较大的漩涡,减小卷气的发生。因此,采用本装置制备的半固态铝合金浆料不会发生卷气现象,也不会破坏铝合金浆料表面的氧化膜,几乎不产生夹杂缺陷。
作为优选的技术方案,所述多孔均流器7为一个中空的长方体,其横截面为一个倒有圆角的正方形;多孔均流器7上端面带有法兰,其侧壁的上端开设有1个氩气管接入口71以及2个方槽72(两个方槽72对称设置,用于稳流器9的升降),使用时,它们始终处于合金熔体液面的上方;在长方体侧壁的中下部开设有三层通孔73,每层通孔73的数量为8个,其中4个通孔73分布于圆角面上,另外4个通孔73分布于周向四个面上,使用时,最上层的通孔73中间部位与合金熔体液面平齐,底部两层通孔73的位置与搅拌桨10叶片在同一高度,此三层通孔73主要作为合金熔体流动的通道,保证合金熔体整体温度迅速均匀,其中底部的两层通孔73用于均流器内合金熔体流出,而最上层的通孔73用于合金熔体流入到均流器内。通孔73的外形为腰形,最上层通孔73的长度为整个多孔均流器7高度的1/6~1/5,宽度为通孔73所在平面宽度的1/4~1/3;底部两层通孔73的轮廓尺寸是一致的,其长度为整个多孔均流器7高度的1/11~1/10,宽度为通孔73所在平面宽度的1/6~1/5。
本发明所述装置,其特征在于:所述稳流器9其外轮廓尺寸是多孔均流器7内径的0.8~0.9,稳流器9中间设有通孔,该通孔的直径是搅拌桨10的杆部直径的1.5~2倍;稳流器9高度是多孔均流器7高度的1/4~1/3,使用时,其底部与合金熔体液面平齐。该稳流器9可以进行升降,同时可以保证合金熔体液面不产生紊流及漩涡,处于平稳状态,从而避免合金熔体产生卷气。
作为优选的技术方案,所述稳流器9为中心设有通孔的长方体,该长方体四周均倒有圆角;稳流器9侧壁上端设有两个螺纹孔91(对称设置,用于升降块3的固定),其直径为所在平面宽度的0.15~0.2;稳流器9的上端面及底面均为平面。
本发明所述装置,其特征在于:所述搅拌桨10为集下压及上翻式的多层搅拌桨,剪切能力强,且可以使合金熔体在多孔均流器7内外进行径向及纵向流动,保证了合金熔体温度快速降低并整体均匀,为本发明获得细小圆整的半固态铝合金浆料提供保障。作为优选的方案,所述搅拌桨10带有三层叶片,其上数第一层及第三层叶片是下压式的,而中间层叶片是上翻式的;所有叶片旋转半径是多孔均流器7内径的0.45~0.65,厚度可根据合金熔体的重量进行调整。所述搅拌桨10第一层叶片设在多孔均流器7顶部通孔及第二层通孔之间,即搅拌桨10第一层叶片对应的多孔均流器7部位不能开设通孔。
本发明还提供了采用所述装置制备半固态铝合金浆料的方法,其特征在于,具体步骤如下:
1)、合金熔体温度的确定:在熔炼时,将铝或铝合金熔体的温度控制在合金液相线以上50~80℃范围内;然后对合金熔体进行精炼、细化变质,并进行扒渣处理,最后将坩埚5中的铝合金熔体温度控制在合金液相线以上5~25℃范围内,并进行密闭保温;
2)、半固态铝合金浆料的制备:将附带有多孔均流器7及稳流器9的搅拌桨10伸入到铝或铝合金熔体中并启动无级调速电动机1进行搅拌,同时向氩气输送管8中通入氩气保护合金熔体,搅拌时间在15s~5min。
步骤2)中,合金熔体受到搅拌桨10、多孔均流器7及稳流器9的激冷作用,在搅拌桨10、多孔均流器7及液面形成一定数量的晶核;同时,由于搅拌桨10的下压作用使合金熔体沿着多孔均流器7下部的通孔流出,从通孔流出的合金熔体受到坩埚5内壁、多孔均流器7的挤压及坩埚5底部熔体反射向上推力作用下向上流动并从多孔均流器7上部通孔进入多孔均流器7中,从而将表层过冷的熔体带入中心高温熔体中,而中心温度高的熔体流到表层,一方面加剧了中心部位熔体的冷却,另一方面又加热了表层金属熔体;经过多次合金熔体循环运动,促进了整个合金熔体温度快速均匀及晶核的快速增殖,最终使整个合金中温度趋于均匀。另外,由于搅拌桨10的强烈搅拌作用,造成合金熔体发生强烈对流,最初在搅拌桨10、多孔均流器7及液面间生成的晶粒被对流作用带到合金熔体中,成为结晶核心,使得合金熔体中的晶核数量增加;强烈的对流作用又使得晶粒处于不停的运动状态,让晶粒的长大没有特定的择优方向,晶粒在整个熔体当中分布的也很均匀,这就为获得圆整、均匀的组织创造了有利的条件。此外,剧烈的搅拌作用使初生的大量自由枝晶被打断,打断的枝晶在熔体的冲刷以及与坩埚5、搅拌桨10、多孔均流器7、碎晶之间的摩擦、剪切作用下,逐渐变钝变圆而成为球状晶;即使初生枝晶没有被打断,由于在高温下,塑性好,因此,在剧烈的搅拌和液流的冲刷作用下,一方面,枝晶臂也可能会发生弯曲焊合而形成圆滑的颗粒;另一方面,若弯曲的枝晶臂没有焊合,弯曲的枝晶臂在根部的曲率半径小,根据金属凝固学原理,曲率半径小的枝晶其熔点要低于曲率半径大的枝晶;因此,弯曲的枝晶臂将在根部熔断而形成细小而圆整的颗粒;最终获得细小、分布均匀、球状组织的半固态铝合金浆料。
本发明所述制备半固态铝合金浆料的方法,其特征在于:在步骤1)及步骤2)整个搅拌过程,在多孔均流器7内、外部一直通有氩气,氩气的流量在2~5L/min,可以保护铝合金熔体、半固态浆料不产生氧化,从而为获得高质量半固态铝合金浆料提供保障。合金熔体的温度可以通过温度采集仪进行实时监控及数字显示。
本发明所述制备半固态铝合金浆料的方法,其特征在于:步骤2)中搅拌桨10的转速控制在60~700rpm,这样既可以保证合金熔体受到较强的剪切作用,又不产生较大的漩涡,避免合金熔体及半固态浆料引起卷气。
本发明所述制备半固态铝合金浆料的方法,其特征在于:步骤2)中无极调速电动机1、联接底座2、升降块3、多孔均流器7、氩气输送管8、稳流器9以及搅拌桨10可以看成一个整体的搅拌装置,当合金熔体搅拌完毕之后,直接将整个装置向上提起即可,不需要任何拆卸,整个装置结构紧凑且简单。
本发明的有益效果体现在:
本发明中的半固态铝合金浆料制备过程简单、稳定可控,整个制造过程流程短、效率高、浆料质量稳定、可操作性强、成本低。
本发明所述装置剪切能力强,可以制备不同重量、不同固相率、球状组织的半固态铝合金浆料,可以用于不同壁厚复杂的轻合金铸件的生产,适应性强。
本发明在制备过程中实现了气体保护,减少了该过程熔体表面氧化,解决了传统机械搅拌制备半固态铝合金浆料产生氧化、夹杂缺陷的问题,提高了半固态铝合金浆料的质量和性能。
本发明半固态铝合金浆料制备的过程中铝合金熔体及半固态浆料液面平稳,不会产生漩涡引起吸气,且剪切能力强,制备的半固态铝合金材料晶粒组织细小、圆整、球化,较大地提高了半固态铝合金浆料及复合材料熔体的质量和性能。
本发明所述装置的搅拌桨剪切作用强,制浆效率高、合金熔体对流强,易实现合金整个熔体温度均匀以及快速降低温度,解决了传统采用强制冷却方式均匀合金熔体温度带来的操作复杂、成本高等问题。
本发明对搅拌设备无任何特殊要求,常规搅拌铸造设备即可满足要求,具有投资少、生产效率高、容易实现自动化或人机一体化生产等优点。
附图说明
图1是高质、高效制备半固态铝合金浆料的装置整体结构正面示意图。
图2是高质、高效制备半固态铝合金浆料的装置A-A剖面结构示意图。
图3是高质、高效制备半固态铝合金浆料的装置整体结构侧面示意图。
图4是高质、高效制备半固态铝合金浆料的装置B-B剖面结构示意图。
图5是多孔均流器结构示意图a。
图6是多孔均流器结构示意图b。
图7是多孔均流器俯视图。
图8是稳流器结构示意图。
图9是稳流器剖视图。
图10是采用本发明装置及方法制备的半固态铝合金材料的显微组织示意图。
附图标记:1、无极调速电动机,2、联接底座,3、升降块,4、坩埚盖,5、坩埚,6、电阻炉,7、多孔均流器,8、氩气输送管,9、稳流器,10、搅拌桨,71、氩气管接入口,72、方槽,73、通孔,91、螺纹孔。
具体实施方式
下面结合实例对本发明的结果及实施效果做进一步说明:
如图1-9所示,本发明采用的装置包括搅拌装置、坩埚5以及电阻炉6;
其中,搅拌装置包括无极调速电动机1、联接底座2、升降块3、坩埚盖4、多孔均流器7、氩气输送管8、稳流器9以及搅拌桨10;
搅拌桨10与无极调速电动机1相连,并通过无极调速电动机1带动搅拌桨10转动,无极调速电动机1固定在联接底座2上;联接底座2、升降块3、多孔均流器7及氩气输送管8均与坩埚盖4相联接,其中多孔均流器7与坩埚盖4采用沉头六角螺栓连接固定;多孔均流器7为中空结构,稳流器9和搅拌桨10均位于多孔均流器7内;搅拌桨10的杆部贯穿稳流器9;升降块3未与坩埚盖4相联接的一端穿过多孔均流器7与位于其内部的稳流器9固定相连,当稳流器9需要上升或下降时,只需要调整升降块3的高度即可;氩气输送管8的一端位于坩埚5内与多孔均流器7相连通,另一端穿过坩埚盖4暴露在空气中;
所述多孔均流器7为一个中空的长方体,其横截面为倒有圆角的正方形,轮廓尺寸是坩埚5内径的0.4~0.5,其底部与坩埚5底部的距离是整个合金熔体液面高度的1/3~1/4,顶部端面与坩埚5上表面平齐;多孔均流器7上端面带有法兰,其侧壁的上端开设有1个氩气管接入口71以及2个方槽72(两个方槽72对称设置,用于稳流器9的升降),使用时,它们始终处于合金熔体液面的上方;在侧壁的中下部开设有三层通孔73,每层通孔73的数量为8个,其中4个通孔73分布于圆角面上,另外4个通孔73分布于周向四个面上,使用时,最上层的通孔73中间部位与合金熔体液面平齐,底部两层通孔73的位置与搅拌桨10叶片在同一高度。通孔73的外形为腰形,最上层通孔73的长度为整个多孔均流器7高度的1/6~1/5,宽度为通孔73所在平面宽度的1/4~1/3;底部两层通孔73的轮廓尺寸是一致的,其长度为整个多孔均流器7高度的1/11~1/10,宽度为通孔73所在平面宽度的1/6~1/5。
所述稳流器9为中心设有通孔的长方体,该长方体四周均倒有圆角,其外轮廓尺寸是多孔均流器7内径的0.8~0.9;稳流器9通孔的直径是搅拌桨10的杆部直径的1.5~2倍,其侧壁上端设有两个螺纹孔91(对称设置,用于升降块3的固定),其直径为所在平面宽度的0.15~0.2;稳流器9的上端面及底面均为平面,其底面与合金熔体液面平齐,高度是多孔均流器7高度的1/4~1/3。
所述搅拌桨10带有三层叶片,其上数第一层及第三层叶片是下压式的,而中间层叶片是上翻式的;所有叶片旋转半径是多孔均流器7内径的0.45~0.65。所述搅拌桨10第一层叶片对应的多孔均流器7部位不能开设通孔。
坩埚5位于电阻炉6内,坩埚盖4紧扣在坩埚5和电阻炉6之间的间隙内。
所述多孔均流器7、搅拌桨10及稳流器9均为石墨材质。
实施例1
本实施例为半固态ZL101A合金浆料的制备:ZL101A合金材料的成分为重量百分比Si:6.96%,Mg:0.35%,Ti:0.15%,Fe:0.1%,Ni:0.01%,Zn:0.01%,Cu:0.01%,Mn:0.01%,Sn:0.01%,其余为Al。ZL101A合金的液相线和固相线温度分别为615℃和560℃。
具体过程如下:
1)、将30Kg的ZL101A合金在坩埚5内熔化,当坩埚5中的铝合金熔体温度达到680℃左右时,加入变质剂,变质完成后再加入氩气进行精炼(加入量为合金液总重量的0.5%),氩气用钟罩压入铝合金液底部并轻轻摆动,使ZL101A合金液彻底沸腾起来。待到钟罩内不再有气泡冒出,用撇渣勺清渣干净,最后将坩埚5中的合金液温度降至635℃;
2)、将附带有多孔均流器7及稳流器9的搅拌桨10放入到ZL101A合金熔体中,当搅拌桨10完全浸放在合金熔体中时,启动无级调速电机1,并向氩气输送管8中通入氩气保护合金熔体。合金熔体由于稳流器9、多孔均流器7及搅拌桨10的迅速激冷作用下在其附近快速形核,该部分晶核由于搅拌桨10的剪切对流作用被带到合金熔体中分布均匀。另外,由于搅拌桨10的下压作用使合金熔体经过多孔均流器7进行径向及轴向循环往复运动,发生强烈的对流,使合金熔体整体温度迅速降低至液相线以下并达到均匀。这为自由晶核的快速增殖及存活提供了良好的环境,最终导致熔体内部产生大量晶核,并由于搅拌桨10的强烈剪切作用,逐渐演变成细小、球状的晶粒,获得半固态ZL101A合金浆料。
实施例2
本实施例为半固态ZL114A合金浆料的制备:ZL114A合金材料的成分为重量百分比Si:7.01%,Mg:0.55%,Ti:0.15%,Fe:0.08%,Ni:0.01%,Zn:0.01%,Cu:0.01%,Mn:0.01%,Sn:0.01%,其余为Al。ZL101A合金的液相线和固相线温度分别为615℃和560℃。
具体过程如下:
1)、将50Kg的ZL114A合金在坩埚5内熔化,当坩埚5中的铝合金熔体温度达到690℃左右时,加入变质剂,变质完成后再加入氩气进行精炼(加入量为合金液总重量的0.5%),氩气用钟罩压入铝合金液底部并轻轻摆动,使ZL1141A轻合金液彻底沸腾起来。待到钟罩内不再有气泡冒出,用撇渣勺清渣干净,最后将坩埚5中的合金液温度降至640℃;
2)、将附带有多孔均流器7及稳流器9的搅拌桨10放入到ZL101A合金熔体中,当搅拌桨10完全浸放在合金熔体中时,启动无级调速电机1,并向氩气输送管8通入氩气保护合金熔体。首先合金熔体由于稳流器9、多孔均流器7及搅拌桨10的迅速激冷作用下在其附近快速形核,该部分晶核由于搅拌桨10的剪切对流作用被带到合金熔体中分布均匀。另外,由于搅拌桨10的下压作用使合金熔体经过多孔均流器7进行径向及轴向循环往复运动,发生强烈的对流,使合金熔体整体温度迅速降低至液相线以下并达到均匀。这为自由晶核的快速增殖及存活提供了良好的环境,最终导致熔体内部产生大量晶核,并由于搅拌桨10的强烈剪切作用,逐渐演变成细小、球状的晶粒,获得半固态ZL114A合金浆料。
尽管这里己详细列出并说明了优选实施实例,但是本领域技术人员可知,可在不脱离本发明精髓的情况下进行各种结构调整和控制参数搭配,这些内容都被认为处于权利要求所限定的本发明的范围之内。

Claims (10)

1.一种高质、高效制备半固态铝合金浆料的装置,其特征在于:所述装置包括搅拌装置、坩埚(5)以及电阻炉(6);
其中,搅拌装置包括无极调速电动机(1)、联接底座(2)、升降块(3)、坩埚盖(4)、多孔均流器(7)、氩气输送管(8)、稳流器(9)以及搅拌桨(10);
所述搅拌桨(10)为集下压及上翻式的多层搅拌桨;搅拌桨(10)与无极调速电动机(1)相连,无极调速电动机(1)固定在联接底座(2)上;联接底座(2)、升降块(3)、多孔均流器(7)及氩气输送管(8)均与坩埚盖(4)相联接;多孔均流器(7)为中空结构,稳流器(9)和搅拌桨(10)均位于多孔均流器(7)内;搅拌桨(10)的杆部贯穿稳流器(9),稳流器(9)固定在升降块(3)上,并利用升降块(3)进行升降;氩气输送管(8)的一端位于坩埚(5)内,另一端穿过坩埚盖(4)暴露在空气中;
坩埚(5)位于电阻炉(6)内,坩埚盖(4)紧扣在坩埚(5)和电阻炉(6)之间的间隙内。
2.按照权利要求1所述高质、高效制备半固态铝合金浆料的装置,其特征在于:所述多孔均流器(7)、搅拌桨(10)及稳流器(9)均为石墨材质。
3.按照权利要求1所述高质、高效制备半固态铝合金浆料的装置,其特征在于:所述多孔均流器(7)的轮廓尺寸是坩埚(5)内径的0.4~0.5,其侧壁的上部和下部均开设有通孔,且底部与坩埚(5)底部的距离是整个合金熔体液面高度的1/3~1/4,顶部端面与坩埚(5)上表面平齐。
4.按照权利要求1所述高质、高效制备半固态铝合金浆料的装置,其特征在于:所述稳流器(9)的外轮廓尺寸是多孔均流器(7)内径的0.8~0.9,稳流器(9)中间设有通孔,该通孔的直径是搅拌桨(10)的杆部直径的1.5~2倍;其底部与合金熔体液面平齐,高度是多孔均流器(7)高度的1/4~1/3。
5.按照权利要求1所述高质、高效制备半固态铝合金浆料的装置,其特征在于:所述搅拌桨(10)带有三层叶片,其上数第一层及第三层叶片是下压式的,而中间层叶片是上翻式的;所有叶片旋转半径是多孔均流器(7)内径的0.45~0.65;所述搅拌桨(10)第一层叶片对应的多孔均流器(7)部位不能开设通孔。
6.按照权利要求1-5任一所述高质、高效制备半固态铝合金浆料的装置,其特征在于:多孔均流器(7)为一个中空的长方体,其横截面为倒有圆角的正方形;多孔均流器(7)上端面带有法兰,在长方体侧壁的上端开设有1个氩气管接入口(71)以及2个方槽(72);在长方体侧壁的中下部开设有三层通孔(73),每层通孔(73)的数量为8个,其中4个通孔(73)分布于圆角面上,另外4个通孔(73)分布于周向四个面上,底部两层通孔(73)的位置与搅拌桨(10)叶片在同一高度;通孔(73)的外形为腰形,其中最上层通孔(73)的长度为整个多孔均流器(7)高度的1/6~1/5,宽度为通孔(73)所在平面宽度的1/4~1/3;底部两层通孔(73)的轮廓尺寸是一致的,其长度为整个多孔均流器(7)高度的1/11~1/10,宽度为通孔(73)所在平面宽度的1/6~1/5。
7.按照权利要求1-5任一所述高质、高效制备半固态铝合金浆料的装置,其特征在于:稳流器(9)为中心设有通孔的长方体,该长方体四周均倒有圆角;稳流器(9)侧壁上端设有两个螺纹孔(91),其直径为所在平面宽度的0.15~0.2;稳流器(9)的上端面及底面均为平面。
8.一种采用权利要求1所述装置制备半固态铝合金浆料的方法,其特征在于,具体步骤如下:
1)合金熔体温度的确定:在熔炼时,将铝合金熔体的温度控制在合金液相线以上50~80℃范围内;然后对合金熔体进行精炼、细化变质,并进行扒渣处理,最后将坩埚(5)中的铝合金熔体温度控制在合金液相线以上5~25℃范围内,并进行密闭保温;
2)半固态铝合金浆料的制备:将附带有多孔均流器(7)及稳流器(9)的搅拌桨(10)伸入到铝合金熔体中并启动无级调速电动机(1)进行搅拌,同时向氩气输送管8中通入氩气保护合金熔体,搅拌时间在15s~5min。
9.按照权利要求8所述制备半固态铝合金浆料的方法,其特征在于:在步骤1)及步骤2)整个搅拌过程,在多孔均流器(7)内、外部一直通有氩气,氩气的流量在2~5L/min。
10.按照权利要求8所述制备半固态铝合金浆料的方法,其特征在于:步骤2)中搅拌桨(10)的转速控制在60~700rpm。
CN201710464211.4A 2017-06-19 2017-06-19 一种高质、高效制备半固态铝合金浆料的装置及方法 Active CN107400791B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710464211.4A CN107400791B (zh) 2017-06-19 2017-06-19 一种高质、高效制备半固态铝合金浆料的装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710464211.4A CN107400791B (zh) 2017-06-19 2017-06-19 一种高质、高效制备半固态铝合金浆料的装置及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107400791A CN107400791A (zh) 2017-11-28
CN107400791B true CN107400791B (zh) 2019-07-05

Family

ID=60404727

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710464211.4A Active CN107400791B (zh) 2017-06-19 2017-06-19 一种高质、高效制备半固态铝合金浆料的装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107400791B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112058072B (zh) * 2020-08-12 2022-06-03 北新建材(陕西)有限公司 一种脱硫装置
CN114150170B (zh) * 2021-11-30 2022-10-14 大连交通大学 制备铝合金半固态复合浆料的搅拌装置、搅拌方法和应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6106588A (en) * 1998-03-11 2000-08-22 Mc21 Incorporated Preparation of metal matrix composites under atmospheric pressure
CN201960107U (zh) * 2011-01-17 2011-09-07 西安科技大学 一种陶瓷颗粒增强铝基复合材料机械搅拌复合压铸装置
CN203329646U (zh) * 2013-07-22 2013-12-11 会东县鑫联矿业有限责任公司 一种搅拌桶
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
CN104152727A (zh) * 2014-07-14 2014-11-19 华南理工大学 一种颗粒增强铝基复合材料搅拌铸造制备装置及制备方法
CN105583396A (zh) * 2016-03-16 2016-05-18 沈阳铸造研究所 一种制造半固态轻合金铸件的低压铸造一步法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6106588A (en) * 1998-03-11 2000-08-22 Mc21 Incorporated Preparation of metal matrix composites under atmospheric pressure
CN201960107U (zh) * 2011-01-17 2011-09-07 西安科技大学 一种陶瓷颗粒增强铝基复合材料机械搅拌复合压铸装置
CN203329646U (zh) * 2013-07-22 2013-12-11 会东县鑫联矿业有限责任公司 一种搅拌桶
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
CN104152727A (zh) * 2014-07-14 2014-11-19 华南理工大学 一种颗粒增强铝基复合材料搅拌铸造制备装置及制备方法
CN105583396A (zh) * 2016-03-16 2016-05-18 沈阳铸造研究所 一种制造半固态轻合金铸件的低压铸造一步法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107400791A (zh) 2017-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104805319B (zh) 一种2xxx系超大规格铝合金圆锭的制造方法
US11059094B2 (en) Method and device for preparing semi-solid slurry
CN107385263B (zh) 高质、高效制备SiC颗粒增强铝基复合材料的装置及方法
CN105268933B (zh) 一种制备半固态浆料的方法及装置
CN205254086U (zh) 一种基于半固态法锡基合金的熔铸一体化设备
CN101875105A (zh) 一种半固态浆料制备方法和装置
US10682693B2 (en) Method and apparatus for continuous semisolid die casting
CN101817064A (zh) 用于制备金属半固态浆料的装置及浆料的制备方法
CN105290376B (zh) 低银亚共晶无铅焊料的熔铸设备及利用其制造焊料的方法
CN111519078A (zh) 一种增材制造用高镍共晶高熵合金粉体及其制备方法
CN107400791B (zh) 一种高质、高效制备半固态铝合金浆料的装置及方法
CN100554455C (zh) 半固态合金浆料的制备和成型方法
CN102358922B (zh) 一种轻合金半固态浆料制备装置
CN103162550A (zh) 一种铸造用金属熔体的处理装置及方法
CN107498010B (zh) 一种轻合金半固态浆料的制备工艺
CN104550888B (zh) 一种可连续生产金属半固态浆体的方法
CN109536749A (zh) 一种高温合金的制备方法及其高温合金
CN100574939C (zh) 一种半固态合金浆料的制备与成型装置
WO2016188125A1 (zh) 一种生产金属半固态浆体的方法
CN106086537A (zh) 一种铝钛硼合金及其粉末冶金成型方法
CN106890962A (zh) 一种复合制备半固态浆料的方法及装置
CN202322960U (zh) 一种轻合金半固态浆料制备装置
CN105803252B (zh) 一种电子线缆用高强度高导电铜合金线的制造方法
CN115608966A (zh) 一种实现扁平结构精铸件电磁振荡搅拌的真空熔炼炉及方法
CN105400974A (zh) 一种高温母合金的低偏析细晶制备工艺

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: 110000 Yunfeng South Street, Tiexi District, Shenyang, Liaoning Province, No. 17

Patentee after: SHENYANG RESEARCH INSTITUTE OF FOUNDRY Co.,Ltd.

Address before: 110022 No. 17 Yunfeng Street South, Tiexi District, Liaoning, Shenyang

Patentee before: Shenyang Research Institute OF Foundry

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210826

Address after: 110000 building 1-16, 221-5, SHENLIAO Road, Yuhong District, Shenyang City, Liaoning Province

Patentee after: Shenyang Zhuyan Technology Co.,Ltd.

Address before: 110000 No.17, Yunfeng South Street, Tiexi District, Shenyang City, Liaoning Province

Patentee before: SHENYANG RESEARCH INSTITUTE OF FOUNDRY Co.,Ltd.