CN108213384A - 一种用于半固态压铸的电磁搅拌设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于半固态压铸的电磁搅拌设备，包括放置台，以及设置在放置台顶部的搅拌炉放置腔内的搅拌炉，所述搅拌炉内侧壁凸起形成有若干个搅拌叶片，所述搅拌炉顶端卡接有一连接架，所述连接架顶部固定连接有连接杆，所述连接杆顶端贯穿一固定盘，连接至一连接盘，所述连接盘和固定盘的之间滚动连接有钢珠，所述连接杆上套接安装有转动齿轮，所述转动齿轮啮合连接至驱动电机输出轴上的驱动齿轮。本发明以电磁搅拌和机械搅拌相互结合的方式对浆料进行搅拌，以额外添加的搅拌叶片对浆料的外圈进行搅拌，解决了制备大尺寸的半固态金属浆料的问题。

Description

一种用于半固态压铸的电磁搅拌设备

技术领域

本发明涉及一种电磁搅拌设备，具体是一种用于半固态压铸的电磁搅拌设备，属于半固态压铸应用技术领域。

背景技术

新能源汽车零件的气密性决定着新能源汽车整体性能的好坏，传统汽车零件多数采用熔炼液态进行高速高压压铸成型，对于高的致密度及物性要求高的新能源汽车零件铸件，气孔问题不能彻底解决；良率低下；制造成本高，为了提高新能源汽车零件的气密性，可采用半固态压铸的方式进行零件的制作。

与传统铸造成形相比，半固态金属浆料中包含有类球形的固相颗粒，减少了凝固收缩并提高了补缩能力，从而减轻或者消除了缩松倾向，因而组织优良的半固态金属浆料或坯料的制备是实现半固态金属加工技术的基础及关键，采用机械搅拌时搅拌叶片与金属熔体直接接触，设备构造简单、工艺参数容易控制；机械搅拌过程中可以获得很高的剪切速率，利于形成细小的近球形微观结构，但是搅拌槽内部往往存在搅拌不到的死区，影响浆料的均匀性，搅拌叶片的腐蚀以及它对半固态金属浆料的污染，都会对坯料质量带来不利的影响；电磁搅拌属于非接触式搅拌技术，利用电磁感应力将初生的枝晶破碎，其特点是金属液纯净，适用于高熔点合金和大批量生产；但由于感应电磁力从熔池边界到熔体中心逐渐衰减，当熔融金属四周有凝固外壳形成时，搅拌效果大大减弱，因此不适合制备大尺寸的半固态金属锭料，这就导致难以对大型的汽车配件进行半固态压铸的方式生产。因此，针对上述问题提出一种用于半固态压铸的电磁搅拌设备。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种用于半固态压铸的电磁搅拌设备。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种用于半固态压铸的电磁搅拌设备，包括放置台，以及设置在放置台顶部的搅拌炉放置腔内的搅拌炉，所述搅拌炉面向所述搅拌炉放置腔腔壁的一侧均匀设有四个滑轮固定块，所述滑轮固定块上连接有滑轮；所述搅拌炉放置腔的腔壁开设有一环绕所述搅拌炉设置的，呈环形的滑动槽；所述滑轮嵌合至所述滑动槽中，并可沿所述滑动槽滑动；

所述搅拌炉内侧壁凸起形成有若干个搅拌叶片，且搅拌叶片表面设有多个通孔；所述搅拌炉顶端卡接有一连接架；所述连接架顶部固定连接有竖直设置的连接杆；所述连接杆顶端贯穿一固定盘，连接至一连接盘；所述连接盘和固定盘的之间滚动连接有钢珠；

所述连接杆上套接安装有转动齿轮；所述转动齿轮啮合连接至驱动电机输出轴上的驱动齿轮；所述驱动电机输出轴竖直设置。

可选的，所述放置台内腔安装有水冷散热机构；

所述搅拌炉放置腔底部设置感应器壳体，所述感应器壳体包括感应器外壳体和感应器内壳体；所述感应器外壳体套接于感应器内壳体外，所述感应器外壳体和感应器内壳体之间留有间隙以形成换热腔；

所述水冷散热机构包括所述换热腔、散热壳、进水管、出水管和散热风机；所述进水管和所述出水管设置于所述散热壳的两端；

所述散热壳通过所述进水管和所述出水管连通至所述换热腔；所述进水管和所述出水管上均连接有循环泵，所述散热风机设于所述散热壳表面。

可选的，所述连接盘和固定盘的之间设有与钢珠的形状适配的环形容纳槽；所述环形容纳槽包括开设于所述连接盘底部的第一容纳槽，和开设于所述固定盘顶部的第二容纳槽；所述第一容纳槽和所述第二容纳槽贴合所述钢珠；

所述第一容纳槽两侧分别设有一上限位块；所述第二容纳槽两侧分别设有二上限位块。

可选的，所述上限位块面向所述钢珠的一侧面、所述下限位块面向所述钢珠的一侧面均为圆弧面，所述上限位块和所述下限位块均紧密贴合在钢珠表面。

可选的，所述感应器内壳体内部安装有用于产生感应磁场的感应线圈，所述感应线圈电连接有变频电源。

可选的，所述感应器外壳体和感应器内壳体之间连接封堵块，所述封堵块位于所述进水管和所述出水管的中间位置处。

可选的，所述感应器外壳体和感应器内壳体之间通过带有孔洞的网板相互固定连接。

可选的，所述散热风机由电机以及安装在电机的输出端上的叶轮构成。

可选的，所述固定盘顶端安装有固定支架；所述驱动电机和固定支架固定连接；

所述搅拌叶片与搅拌炉为一体成型结构。

可选的，所述驱动电机、所述散热风机、所述循环泵和所述感应线圈均电连接有控制器。

本发明的有益效果是：本发明结构设计合理，以电磁搅拌和机械搅拌相互结合的方式对浆料进行搅拌，以额外添加的搅拌叶片对浆料的外圈进行搅拌，解决了由于感应电磁力从搅拌炉边界到熔体中心逐渐衰减，当熔融金属四周有凝固外壳形成时，搅拌效果大大减弱，因此不适合制备大尺寸的半固态金属浆料的问题，用于机械搅拌的搅拌叶片与搅拌炉本体一体成型，即材质与搅拌炉一致，相较于传统的机械搅拌改善了搅拌叶片直接与浆料接触污染浆料的问题，实现对新能源汽车较大配件的半固态压铸生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明I处局部放大结构示意图。

图中：1、放置台，101、搅拌炉放置腔，102、滑动槽，2、搅拌炉，3、连接架，4、连接杆，401、转动齿轮，5、连接盘，501、上限位块，6、固定支架，7、固定盘，701、下限位块，8、钢珠，9、环形容纳槽，10、驱动电机，1001、驱动齿轮，11、滑轮固定块，12、滑轮，13、感应器外壳体，14、感应器内壳体，15、换热腔，1501、封堵块，16、散热壳，1601、进水管，1602、出水管，17、循环泵，18、散热风机，19、搅拌叶片，1901、通孔。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本发明的描述中，需要说明的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1-2所示，一种用于半固态压铸的电磁搅拌设备，包括放置台1以及设置在放置台1顶部搅拌炉放置腔101内部的搅拌炉2，所述搅拌炉2底部设置感应器壳体以及安装在放置台1内腔的水冷散热机构，所述搅拌炉2与放置台1的连接端面均匀设有四个通过滑轮固定块11固定的滑轮12，且滑轮12嵌合至搅拌炉放置腔101外侧壁上的滑动槽102内部，当整个搅拌炉2转动时，通过滑轮12与滑动槽102之间的嵌合进行辅助转动以及在转动过程中的限位，所述搅拌炉2内侧壁凸起形成若干个搅拌叶片19，且搅拌叶片19表面设有多个通孔1901，当搅拌炉2转动时带动搅拌叶片19转动，对浆料的边缘部位进行搅拌，所述搅拌炉2顶端卡接连接架3，且连接架3顶端的中心部位固接有竖直设有的连接杆4，所述连接杆4末端贯穿于固定盘7，且连接杆4末端连接有放置在固定盘7表面的连接盘5，所述连接盘5和固定盘7的接触面对称设有结构一致的环形容纳槽9，所述环形容纳槽9内部均匀分布有若干个与环形容纳槽9贴合的钢珠8，当搅拌炉2转动时，通过钢珠8减少固定盘7与连接盘5之间的摩擦，降低搅拌炉2转动时的阻力，所述环形容纳槽9两侧的连接盘5和固定盘7端面处分别设有上限位块501和下限位块701，通过上限位块501和下限位块701对环形容纳槽9内部的钢珠8进行限位，所述固定盘7顶端安装有固定支架6，通过固定支架6将整个设备固定在相应安装的位置；

所述连接杆4表面套接安装有转动齿轮401，且转动齿轮401啮合连接至驱动电机10输出端上的驱动齿轮1001，所述驱动电机10输出端在竖直方向上，且驱动电机10固接在固定支架6表面，驱动电机10带动驱动齿轮1001转动，利用驱动齿轮1001与转动齿轮401之间的啮合带动连接杆4转动，从而带动连接架3和搅拌炉2转动；

所述感应器壳体由相互套接的感应器外壳体13和感应器内壳体14构成，且感应器外壳体13套接在感应器内壳体14外部，所述感应器外壳体13和感应器内壳体14之间的间隙形成换热腔15，所述换热腔15、散热壳16、进水管1601、出水管1602、循环泵17和散热风机18构成水冷散热机构，所述散热壳16通过设置在其两端的进水管1601和出水管1602连通至换热腔15两端，且进水管1601和出水管1602表面均接有循环泵17，所述散热壳16表面设有散热风机18，以两个循环泵17作为动力输出来源使液冷介质在换热腔15和散热壳16之间循环，实现对感应器内壳体14中感应线圈的散热。

作为本发明的一种技术优化方案，所述滑动槽102为一种环形结构的滑动槽102，且滑动槽102与滑轮12之间的嵌合为间隙配合，便于搅拌炉2在转动时，滑轮12在滑动槽102内的滑动。

作为本发明的一种技术优化方案，所述搅拌叶片19与搅拌炉2为一体成型结构，且搅拌叶片19表面为流线型结构，避免搅拌叶片19与浆料直接接触而污染浆料。

作为本发明的一种技术优化方案，所述上限位块501和下限位701块均为环形结构，且上限位块501和下限位块701均紧密贴合在钢珠8表面，对钢珠8进行限位，使钢珠8只在环形容纳槽9内部运动。

作为本发明的一种技术优化方案，所述感应器内壳体14表面为密封结构，且感应器内壳体14内部安装有用于产生感应磁场的感应线圈，所述感应线圈外接变频电源，通过变频电源把50Hz的工频电转换成两相正交的低频率电源为感应线圈提供电能，感应器线圈内通入低频电流后，产生一个行波磁场，磁场穿过炉底，作用于浆料，在铝熔液中产生感应电势和电流，感生电流又和磁场作用产生电磁力，从而推动浆料定向流动，起到搅拌作用。

作为本发明的一种技术优化方案，所述感应器外壳体13和感应器内壳体14与进水管1601和出水管1602连接的端面之间连接封堵块1501，且封堵块1501位于进水管1601和出水管1602与感应器外壳体13连接处的中心部位，避免经过散热的介质由出水管1602进入换热腔15后不经过其他区域直接从出水管1602流出的情况出现，保证散热的效果。

作为本发明的一种技术优化方案，所述感应器外壳体13和感应器内壳体14之间通过带有孔洞的网板相互固定连接，在不影响液冷介质在换热腔15中流动的情况下实现感应器外壳体13和感应器内壳体14之间的相互固定。

作为本发明的一种技术优化方案，所述散热风机18由电机以及安装在电动输出端上的叶轮构成，电机带动叶轮转动产生的气流带走散热壳16表面的热量，降低散热壳16内部液冷介质的温度，实现散热。

作为本发明的一种技术优化方案，所述进水管1601和出水管1602接入的两个循环泵17反向安装，便于液冷介质进出散热壳16，实现散热壳16与换热腔15之间液冷介质的循环。

作为本发明的一种技术优化方案，所述驱动电机10、散热风机18、循环泵17和感应线圈均外接控制器，通过控制器控制驱动电机10、散热风机18、循环泵17和感应线圈均的启闭。

本发明在使用时，浆料盛放于搅拌炉2内腔，通过感应器内壳体14内部的感应线圈对浆料进行电磁搅拌，启动驱动电机10，驱动电机10带动驱动齿轮1001转动，利用驱动齿轮1001与转动齿轮401之间的啮合带动连接杆4转动，从而带动连接架3和搅拌炉2转动，搅拌炉2内腔侧壁上的搅拌叶片19与搅拌炉2同步转动，通过搅拌叶片19对浆料的边缘位置进行搅拌。

本发明中控制器为一种外接220V市电的已知现有的控制设备，例如电脑等。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的得同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于半固态压铸的电磁搅拌设备，包括放置台(1)，以及设置在放置台(1)顶部的搅拌炉放置腔(101)内的搅拌炉(2)，其特征在于：所述搅拌炉(2)面向所述搅拌炉放置腔(101)腔壁的一侧均匀设有四个滑轮固定块(11)，所述滑轮固定块(11)上连接有滑轮(12)；所述搅拌炉放置腔(101)的腔壁开设有一环绕所述搅拌炉(2)设置的，呈环形的滑动槽(102)；所述滑轮(12)嵌合至所述滑动槽(102)中，并可沿所述滑动槽(102)滑动；

所述搅拌炉(2)内侧壁凸起形成有若干个搅拌叶片(19)，且搅拌叶片(19)表面设有多个通孔(1901)；所述搅拌炉(2)顶端卡接有一连接架(3)；所述连接架(3)顶部固定连接有竖直设置的连接杆(4)；所述连接杆(4)顶端贯穿一固定盘(7)，连接至一连接盘(5)；所述连接盘(5)和固定盘(7)的之间滚动连接有钢珠(8)；

所述连接杆(4)上套接安装有转动齿轮(401)；所述转动齿轮(401)啮合连接至驱动电机(10)输出轴上的驱动齿轮(1001)；所述驱动电机(10)输出轴竖直设置。

2.根据权利要求1所述的电磁搅拌设备，其特征在于：所述放置台(1)内腔安装有水冷散热机构；

所述搅拌炉放置腔(101)底部设置感应器壳体，所述感应器壳体包括感应器外壳体(13)和感应器内壳体(14)；所述感应器外壳体(13)套接于感应器内壳体(14)外，所述感应器外壳体(13)和感应器内壳体(14)之间留有间隙以形成换热腔(15)；

所述水冷散热机构包括所述换热腔(15)、散热壳(16)、进水管(1601)、出水管(1602)和散热风机(18)；所述进水管(1601)和所述出水管(1602)设置于所述散热壳(16)的两端；

所述散热壳(16)通过所述进水管(1601)和所述出水管(1602)连通至所述换热腔(15)；所述进水管(1601)和所述出水管(1602)上均连接有循环泵(17)，所述散热风机(18)设于所述散热壳(16)表面。

3.根据权利要求2所述的电磁搅拌设备，其特征在于：所述连接盘(5)和固定盘(7)的之间设有与钢珠(8)的形状适配的环形容纳槽(9)；所述环形容纳槽(9)包括开设于所述连接盘(5)底部的第一容纳槽，和开设于所述固定盘(7)顶部的第二容纳槽；所述第一容纳槽和所述第二容纳槽贴合所述钢珠(8)；

所述第一容纳槽两侧分别设有一上限位块(501)；所述第二容纳槽两侧分别设有二上限位块(701)。

4.根据权利要求3所述的电磁搅拌设备，其特征在于：所述上限位块(501)面向所述钢珠(8)的一侧面、所述下限位(701)块面向所述钢珠(8)的一侧面均为圆弧面，所述上限位块(501)和所述下限位块(701)均紧密贴合在钢珠(8)表面。

5.根据权利要求2所述的电磁搅拌设备，其特征在于：所述感应器内壳体(14)内部安装有用于产生感应磁场的感应线圈，所述感应线圈电连接有变频电源。

6.根据权利要求2所述的电磁搅拌设备，其特征在于：所述感应器外壳体(13)和感应器内壳体(14)之间连接封堵块(1501)，所述封堵块(1501)位于所述进水管(1601)和所述出水管(1602)的中间位置处。

7.根据权利要求2所述的电磁搅拌设备，其特征在于：所述感应器外壳体(13)和感应器内壳体(14)之间通过带有孔洞的网板相互固定连接。

8.根据权利要求2所述的电磁搅拌设备，其特征在于：所述散热风机(18)由电机以及安装在电机的输出端上的叶轮构成。

9.根据权利要求2所述的电磁搅拌设备，其特征在于：所述固定盘(7)顶端安装有固定支架(6)；所述驱动电机(10)和固定支架(6)固定连接；

所述搅拌叶片(19)与搅拌炉(2)为一体成型结构。

10.根据权利要求5所述的电磁搅拌设备，其特征在于：所述驱动电机(10)、所述散热风机(18)、所述循环泵(17)和所述感应线圈均电连接有控制器。