CN109513886A - 一种半固态浆料的制浆装置 - Google Patents
一种半固态浆料的制浆装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109513886A CN109513886A CN201811530277.XA CN201811530277A CN109513886A CN 109513886 A CN109513886 A CN 109513886A CN 201811530277 A CN201811530277 A CN 201811530277A CN 109513886 A CN109513886 A CN 109513886A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- stirring rod
- semi solid
- solid slurry
- rotor
- pulping
- 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.)
- Pending
Links
- 238000004537 pulping Methods 0.000 title claims abstract description 108
- 239000002002 slurry Substances 0.000 title claims abstract description 90
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 88
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 132
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 50
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 33
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 52
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 14
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 14
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 12
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 12
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 35
- 210000000515 tooth Anatomy 0.000 description 29
- 230000008569 process Effects 0.000 description 23
- 238000004512 die casting Methods 0.000 description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 6
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 210000001787 dendrite Anatomy 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 3
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 3
- 238000010099 solid forming Methods 0.000 description 3
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 3
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 3
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000846 In alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000003818 cinder Substances 0.000 description 1
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005555 metalworking Methods 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000011165 process development Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 238000009718 spray deposition Methods 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B22D1/002—Treatment with gases
- B22D1/005—Injection assemblies therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
- B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
- B01F27/95—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with stirrers having planetary motion, i.e. rotating about their own axis and about a sun axis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
- B22D17/007—Semi-solid pressure die casting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
- B22D17/20—Accessories: Details
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
- B22D17/20—Accessories: Details
- B22D17/28—Melting pots
Abstract
本发明提供一种半固态浆料的制浆装置，包括转子搅拌机(1)及制浆槽(2)，转子搅拌机(1)包括搅拌筒(9)及自搅拌筒(9)向制浆槽(2)内部延伸的转子搅拌杆(4)，搅拌筒(9)内部设置有用于驱动转子搅拌杆(4)自转旋转的驱动装置。搅拌筒(9)面向制浆槽(2)的一端面设置有传动齿轮(6)，转子搅拌杆(4)与传动齿轮(6)啮合连接，传动齿轮(6)上设置有n个齿，相邻的前齿和后齿之间的间距为a，每个齿的齿宽为b；至少一个转子搅拌杆(4)与传动齿轮的(6)连接的一端设置有与传动齿轮(6)配套的啮合齿，每个转子搅拌杆(4)包括m个啮合齿，相邻的前啮合齿和后啮合齿之间的间距为b，每个啮合齿的齿宽为a。
Description
技术领域
本发明涉及合金半固态流变压铸成形技术领域，尤其涉及一种制备半固态浆料浆装置。
背景技术
半固态成形技术术语21世纪前沿性的金属加工技术，近年来得到快速发展。半固态流变压铸技术使传统压铸方式发生了深刻变化，半固态成形技术打破了传统的枝晶凝固模式，粒状晶组织提高了铸件密度，铸件的综合性能得到提高。在半固态流变压铸工艺中，半固态浆料的质量是半固态成形技术的关键因素，而精确控制液态合金温度和半固态浆料温度是保证半固态浆料质量的工艺基础。半固态浆料的制备方法，国内外学者进行了大量的而研究工作，提出了许多半固态金属浆料制备工艺方法：包括机械搅拌法、电磁搅拌法、控制凝固法、应变诱发激活方法(SIMA法)、等温处理法、近液相线浇注法、喷射沉积法、粉末冶金法等。大多制浆方法仅适用实验室研究，由于技术受限，不能推广应用到实际压铸生产过程。
目前，一般的机械搅拌+氩气冷却的制浆方法一般制备2-15KG的浆料，随着半固态压铸产品的大型化，薄壁半固态产品尺寸在1200mm，产品重量在15-30KG，加上水口渣包重量，需要20-60KG的半固态浆料才能满足大型半固态产品生产。传统机械搅拌方式的搅拌杆在制浆槽中已给位置旋转搅拌，当制浆槽中合金液量大时，距搅拌杆远的位置的合金液不会被搅动，枝状晶不能被完全打碎，且降温效率较低。
因此，提供一种提高制浆容量、制备得到的浆料晶粒致密细小、温度均匀、能够用于大尺寸半固态产品的连续压铸生产的半固态浆料的制浆装置成为业界急需解决的技术问题。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种容量大、制备得到的浆料均匀稳定的半固态浆料的制浆装置。
根据本发明的一个方面，提供一种半固态浆料的制浆装置，包括转子搅拌机(1)以及制浆槽(2)，转子搅拌机(1)包括搅拌筒(9)以及自搅拌筒(9)向制浆槽(2)内部延伸的至少一个转子搅拌杆(4)，搅拌筒(9)内部设置有用于驱动至少一个转子搅拌杆(4)自转旋转的驱动装置，搅拌筒(9)面向制浆槽(2)的一端面设置有传动齿轮(6)，至少一个转子搅拌杆(4)与传动齿轮(6)啮合连接，至少一个转子搅拌杆(4)自转旋转的同时沿着传动齿轮(6)的平面轨迹公转。传动齿轮上设置有n个齿，相邻的前齿和后齿之间的间距为a，每个齿的齿宽为b。至少一个转子搅拌杆(4)与传动齿轮的(6)连接的一端设置有与传动齿轮(6)配套的啮合齿，每个转子搅拌杆(4)包括m个啮合齿，相邻的前啮合齿和后啮合齿之间的间距为b，每个啮合齿的齿宽为a。至少一个转子搅拌杆(4)自转与公转同时运行将制浆槽(2)内的制浆液(3)搅拌成半固态浆料，制备得到的半固态浆料的晶粒尺寸为30～50微米，半固态浆料的晶粒元整度在0.80～0.95之间。
可选择地，n为500～2000。
可选择地，m为10～20。
可选择地，a为2～4厘米。
可选择地，b为3～5厘米。
可选择地，转子搅拌杆向制浆槽的延伸深度为制浆槽高度的二分之一到三分之二。
可选择地，转子搅拌杆的自转转速为1000～2000转/分钟，转子搅拌杆沿着传动齿轮的平面轨迹公转的公转速度为100～200转/分钟。
可选择地，转子搅拌杆为中空结构，转子搅拌杆的外壁直径为50～70毫米，转子搅拌杆的内壁直径为30～50毫米。
可选择地，转子搅拌杆的内腔设置有贯穿搅拌筒向搅拌槽延伸的铜管，铜管的外径为10～20毫米，内径为1.5～5毫米，铜管用于向制浆槽内的制浆液中通入压缩氩气。
可选择地，制浆液为加热至熔融的金属熔液、合金熔液或含有40％以上的金属或者合金的复合材料熔液。
可选择地，转子搅拌机包括自搅拌筒向制浆槽内部延伸的至少三个转子搅拌杆，搅拌筒面向制浆槽的一端面设置有至少三个传动齿轮，至少三个转子搅拌杆与至少三个传动齿轮一一对应并与至少三个传动齿轮啮合连接，每个转子搅拌杆自转旋转的同时沿着传动齿轮的平面轨迹公转，每个转子搅拌杆的自转转速为1200～2000转/分钟，每个转子搅拌杆沿着对应的每个传动齿轮的平面轨迹公转的公转速度为120～180转/分钟，至少三个转子搅拌杆自转与公转同时运行将制浆槽内的制浆液搅拌成半固态浆料，制备得到的半固态浆料的晶粒尺寸为35～50微米，半固态浆料的晶粒元整度在0.85～0.95之间。
可选择地，制浆槽内可制备20～80千克的半固态浆料，制浆槽不同位置的半固态浆料的温度偏差为3摄氏度以下。
可选择地，制浆槽内设置有永久磁铁，永久磁铁产生磁场力推动制浆槽内的制浆液进行电磁搅拌。
可选择地，制浆槽内可制备20～80千克的半固态浆料，制浆槽不同位置的半固态浆料的温度偏差为1.5摄氏度以下。
本发明的半固态浆料的制浆装置包括转子搅拌机以及制浆槽，制浆槽的容量可容纳20～80千克的制浆液，制浆槽的尺寸为长度2～7.5米，宽度1.30～5.5米，深度1～2.8米。为避免制浆液在制浆槽的槽壁上结晶导致制浆不均匀的情况，制浆槽可以设置为汤勺形状。
本发明的半固态浆料的制浆装置的转子搅拌杆在制浆液中以1000～2000转/分钟的转速自转，同时转子搅拌杆以100～200转/分钟的速度沿着传动齿轮公转，即转子搅拌杆从制浆槽中心向外按照圆弧轨迹移动，这样转子搅拌杆在制浆槽中任意位置都产生搅拌力，破坏制浆液在结晶并向内生长为初生的枝晶的过程，使枝晶的晶粒发生破碎或断裂形成平均尺寸达0.01～0.04毫米的晶粒，晶粒形核均匀、生长缓慢，在半固态浆料中固相晶粒占比达到50～70％，得到了包含细小均匀固相颗粒的优质半固态浆料。
转子搅拌杆包括1个转子搅拌杆时，转子搅拌杆高速自转的同时慢速公转，使得制浆槽中92％位置合金被搅动。转子搅拌杆包括3个转子搅拌杆时，3个转子搅拌杆在制浆槽的3个位置旋转搅拌制浆液，使得制浆槽中95％位置的合金被搅动，制浆槽中的制浆液在搅拌力作用下降温产生低温半固态粒状晶组织。
本发明的半固态浆料的制浆装置的传动齿轮上设置有500～2000个齿，相邻的前齿和后齿之间的间距为2～4厘米，每个齿的齿宽为3～5厘米。本发明的半固态浆料的制浆装置的至少一个转子搅拌杆与传动齿轮的连接端设置有与传动齿轮配套的啮合齿，每个转子搅拌杆包括10～20个啮合齿，相邻的前啮合齿和后啮合齿之间的间距为3～5厘米，每个啮合齿的齿宽为2～4厘米。转子搅拌杆的啮合齿与传动齿轮的齿咬合沿着传动齿轮的轨道转动。合金制浆过程中，搅拌杆易被腐蚀损害，搅拌杆与传动齿轮啮合连接，拆装方便，易于搅拌杆的拆换维修，可通过更换搅拌杆的方法延长整个制浆装置的使用寿命，提高了搅拌杆与传动齿轮的安装精度，使得搅拌杆沿着传动齿轮的轨迹运转，在公转产生的离心力作用于制浆槽中的制浆液，破坏制浆液的固化过程，加速制浆液形成半固态浆料的时间。
本发明可用于铝、镁、铜、锌等各种合金流变压铸的大容量半固态浆料制备，搅拌杆自转和公转结合的机械搅拌方式开拓了半固态流变压铸生产中制浆方式的新模式，拓宽了半固态制浆设备设计理念，为机械旋转制浆工艺发展提供了新的思路。制备得到的半固态浆料具有的晶粒圆整度高达85～95％、晶粒尺寸小、粘稠度和流动性适中，适用于工业压铸成型，提高生产效率。可以通过控制转子搅拌杆的自转、公转速度，从而控制生成的半固态浆料的质量和性能，以适应不同领域的不同需求，应用范围广泛。
本发明的半固态浆料的制浆装置的转子搅拌杆设置为中空结构，中空搅拌杆设置有贯穿搅拌筒的铜管，铜管用于向制浆槽内的制浆液中通入压缩氩气并通过压缩氩气的流动带走转子搅拌杆周围的部分热量避免转子搅拌杆的高温热损耗提高了转子搅拌杆的利用率也避免转子搅拌杆被制浆液腐蚀污染制浆液，同时降低制浆液的温度、加速刺激制浆液运动，固态浆料形成时间，凝固速度加快，生产率提高，使得浆料中的晶粒形核更加均匀避免相偏析，最终制得的流变浆料品质好，整体晶粒尺寸细小且分布均匀。
压缩氩气为制浆液降温使得制备得到的半固态浆料温度直接复合压铸要求，省略后续水冷法降温步骤，减少能源浪费符合绿色化工发展要求，减少加工工序、缩短工艺周期。
本发明的半固态浆料的制浆装置不需加晶粒细化剂即可获得细晶粒组织，消除了传统铸造中的柱状晶和粗大树枝晶，成形温度低，生产营运成本降低，节省能源。
本发明的半固态浆料的制浆装置制备得到的半固态浆料制的工业铸件成形后尺寸精度高，加工余量小、充型能力强。
本发明的半固态浆料的制浆装置的制浆槽中进一步设置有永久磁铁以产生电磁力推动制浆槽内的制浆液运动进行电磁搅拌，使得制浆液的搅拌更加充分均匀，制浆时间更短且进一步减少制浆液在制浆槽上固化的问题。
本发明的半固态浆料的制浆装置将机械搅拌与电磁搅拌结合，提供了半固态浆料搅拌成型的新思路，得到了意想不到的效果。制备得到的半固态浆料晶粒圆整度更高达到88～96％，晶粒细小分布更加均匀，制浆槽不同位置的半固态浆料的温度偏差为1.5摄氏度以下。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，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。在附图中：
图1示例性地示出了根据本发明的半固态浆料的制浆装置的示意图；
图2示例性地示出了根据本发明的半固态浆料的制浆装置的转子搅拌机(1)的仰视图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
下面将通过具体实施例的方式详细解释本发明提供的半固态浆料的制浆装置。
一种半固态浆料的制浆装置，包括转子搅拌机(1)以及制浆槽(2)，转子搅拌机(1)包括搅拌筒(9)以及自搅拌筒(9)向制浆槽(2)内部延伸的至少一个转子搅拌杆(4)，搅拌筒(9)内部设置有用于驱动至少一个转子搅拌杆(4)自转旋转的驱动装置，搅拌筒(9)面向制浆槽(2)的一端面设置有传动齿轮(6)，至少一个转子搅拌杆(4)与传动齿轮(6)啮合连接，至少一个转子搅拌杆(4)自转旋转的同时沿着传动齿轮(6)的平面轨迹公转。传动齿轮上设置有n个齿，相邻的前齿和后齿之间的间距为a，每个齿的齿宽为b。至少一个转子搅拌杆(4)与传动齿轮的(6)连接的一端设置有与传动齿轮(6)配套的啮合齿，每个转子搅拌杆(4)包括m个啮合齿，相邻的前啮合齿和后啮合齿之间的间距为b，每个啮合齿的齿宽为a。至少一个转子搅拌杆(4)自转与公转同时运行将制浆槽(2)内的制浆液(3)搅拌成半固态浆料，制备得到的半固态浆料的晶粒尺寸为30～50微米，半固态浆料的晶粒元整度在0.80～0.95之间。
其中，n为500～2000。优选地，n为1000～1600，例如，在实际操作过程中，可以选择，n＝1000、n＝1200、n＝1400、n＝1500或n＝1600。
其中，m为10～20。优选地，m为12～18。例如，在实际操作过程中，可以选择m＝12、m＝13、m＝15、m＝17或m＝18。
其中，a为2～4厘米。例如，在实际操作过程中，可以选择，a＝2、a＝2.5、a＝3、a＝3.3、a＝3.8或a＝4厘米。
其中，b为3～5厘米。例如，在实际操作过程中，可以选择，b＝3、b＝3.5、b＝3、b＝4.3、b＝4.8或b＝5厘米。
在此条件下，转子搅拌杆(4)的啮合齿与传动齿轮(6)的齿咬合沿着传动齿轮(6)的轨道转动。合金制浆过程中，转子搅拌杆(4)易被腐蚀损害，转子搅拌杆(4)与传动齿轮(6)啮合连接，拆装方便，易于转子搅拌杆(4)的拆换维修，可通过更换转子搅拌杆(4)的方法延长整个装置的使用寿命，提高了转子搅拌杆(4)与传动齿轮(6)的安装精度，使得转子搅拌杆(4)沿着传动齿轮(6)的轨迹运转，在公转产生的离心力作用于制浆槽(2)中的制浆液(3)，破坏制浆液(3)的固化过程，加速制浆液(3)形成半固态浆料的时间。
优选地，转子搅拌机(1)包括自搅拌筒(9)向制浆槽(2)内部延伸的至少三个转子搅拌杆(4)，搅拌筒(9)面向制浆槽(2)的一端面设置有至少三个传动齿轮(6)，至少三个转子搅拌杆(4)与至少三个传动齿轮(6)一一对应并与至少三个传动齿轮(6)啮合连接，每个转子搅拌杆(4)自转旋转的同时沿着传动齿轮(6)的平面轨迹公转，至少三个转子搅拌杆(4)自转与公转同时运行将制浆槽(2)内的制浆液(3)搅拌成半固态浆料，制备得到的半固态浆料的晶粒尺寸为35～50微米，半固态浆料的晶粒元整度在0.85～0.95之间。在此条件下，转子搅拌杆(4)转动时能同时转动制浆槽(2)中的95％以上的制浆液(3)，使制浆液(3)运动更加充分，制备得到的半固态浆料尺寸更小、晶粒元整度更高、还能缩短制浆时间。
转子搅拌杆(4)向制浆槽(2)的延伸深度为制浆槽(2)高度的二分之一到三分之二，优选地，转子搅拌杆(4)向制浆槽(2)的延伸深度为制浆槽(2)高度的十二分之七到三分之二，在此条件下的转子搅拌杆(4)能够在最大程度的转动制浆液(3)，避免转子搅拌杆(4)长度不够使得制浆槽(2)底部的制浆液(3)得不到充分搅拌，固化成型影响半固态浆料搅拌效率，同时避免了转子搅拌杆(4)的长度太长导致搅拌过程中制浆液(3)过度翻滚卷入空气或其它杂质进入制浆液(3)影响制备得到的半固态浆料的质量。例如，在实际应用过程中，转子搅拌杆(4)向制浆槽(2)的延伸深度为制浆槽(2)高度的十二分之七或三分之二。
转子搅拌杆(4)的自转转速为1000～2000转/分钟，优选地，转子搅拌杆(4)的自转转速为1200～2000转/分钟，在此条件下，制备得到的半固态浆晶粒形核更加均匀。在半固态浆料中固相晶粒占比达到50～70％，是包含细小均匀固相颗粒的优质半固态浆料。例如，在实际操作过程中，可以选择转子搅拌杆(4)的自转转速为1200转/分钟、1400转/分钟、1600转/分钟、1800转/分钟或2000转/分钟。
转子搅拌杆(4)沿着传动齿轮(6)的平面轨迹公转的公转速度为100～200转/分钟，优选地，转子搅拌杆(4)沿着传动齿轮(6)的平面轨迹公转的公转速度为120～180转/分钟，在此条件下，转子搅拌杆(4)在制浆槽(2)中任意位置都能够产生搅拌力，充分破坏制浆液(3)在结晶并向内生长为初生的枝晶的过程，避免制浆液(3)在制浆槽(2)的槽壁上结晶导致制浆不均匀的情况。
转子搅拌杆(4)为中空结构，转子搅拌杆(4)的外壁直径为50～70毫米，转子搅拌杆(4)的内壁直径为30～50毫米。优选地，转子搅拌杆(4)的外壁直径为60～70毫米，转子搅拌杆(4)的内壁直径为30～40毫米，在此条件下，转子搅拌杆(4)与制浆液(3)的接触面积更大，较少搅拌时间、节约工艺周期。例如，在实际操作过程中，可以选择，转子搅拌杆(4)的外壁直径为60毫米，转子搅拌杆(4)的内壁直径为30毫米、外壁直径为65毫米，转子搅拌杆(4)的内壁直径为35毫米或外壁直径为70毫米，转子搅拌杆(4)的内壁直径为40毫米。
优选地，转子搅拌杆(4)由石墨制成，在此条件下，尽量避免转子搅拌杆(4)倍制浆液(3)高温腐蚀，演唱转子搅拌杆(4)的使用寿命，提高设备利用率避免转子搅拌杆(4)被腐蚀造成制浆液(3)污染。
转子搅拌杆(4)的内腔设置有贯穿搅拌筒(9)向搅拌槽延伸的铜管(5)，铜管(5)的外径为10～20毫米，内径为1.5～5毫米，铜管(5)用于向制浆槽(2)内的制浆液(3)中通入压缩氩气。优选地，铜管(5)的外径为15～20毫米，内径为3～5毫米。例如，在实际操作过程中，可以选择铜管(5)的外径为15毫米，内径为3毫米、外径为16毫米，内径为3.5毫米、外径为17毫米，内径为4毫米、外径为18毫米，内径为4.5毫米或外径为20毫米，内径为5毫米。
制浆液(3)为加热至熔融的金属熔液、合金熔液或含有40％以上的金属或者合金的复合材料熔液，优选地，制浆液(3)为铝合金液、镁合金液、铜合金液、钛合金液中的一种或以上，在此条件下制备得到的半固态浆料压铸成型率高，得到的压铸铸件质量更轻、壁厚更薄。同时具有良好的机械性能，如强度和拉伸度，以及良好的的导电导热性。
制浆槽(2)内可制备20～80千克的半固态浆料，制浆槽(2)不同位置的半固态浆料的温度偏差为3摄氏度以下。优选地，制浆槽(2)内制备20～60千克的半固态浆料，在此条件下制备得到的半固态浆料制浆槽(2)不同位置的半固态浆料的温度偏差为1.5摄氏度以下。例如，在实际操作过程中，可以选择制备20、30、40、50或60千克的半固态浆料。
制浆槽(2)内设置有永久磁铁，永久磁铁产生磁场力推动制浆槽(2)内的制浆液(3)进行电磁搅拌。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本发明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种半固态浆料的制浆装置，其特征在于，包括转子搅拌机(1)以及制浆槽(2)，所述转子搅拌机(1)包括搅拌筒(9)以及自所述搅拌筒(9)向所述制浆槽(2)内部延伸的至少一个转子搅拌杆(4)，所述搅拌筒(9)内部设置有用于驱动所述至少一个转子搅拌杆(4)自转旋转的驱动装置，所述搅拌筒(9)面向所述制浆槽(2)的一端面设置有传动齿轮(6)，所述至少一个转子搅拌杆(4)与所述传动齿轮(6)啮合连接，所述至少一个转子搅拌杆(4)自转旋转的同时沿着所述传动齿轮(6)的平面轨迹公转；
所述传动齿轮(6)上设置有n个齿，相邻的前齿和后齿之间的间距为a，每个齿的齿宽为b；
所述至少一个转子搅拌杆(4)与所述传动齿轮的(6)连接的一端设置有与所述传动齿轮(6)配套的啮合齿，每个所述转子搅拌杆(4)包括m个啮合齿，相邻的前啮合齿和后啮合齿之间的间距为b，每个所述啮合齿的齿宽为a；
所述至少一个转子搅拌杆(4)自转与公转同时运行将所述制浆槽(2)内的制浆液(3)搅拌成半固态浆料，制备得到的所述半固态浆料的晶粒尺寸为30～50微米，所述半固态浆料的晶粒元整度在0.80～0.95之间。
2.根据权利要求1所述的半固态浆料的制浆装置，其特征在于，
所述n为500～2000；
所述m为10～20；
所述a为2～4厘米；
所述b为3～5厘米。
3.根据权利要求1所述的半固态浆料的制浆装置，其特征在于，所述转子搅拌杆(4)向所述制浆槽(2)的延伸深度为所述制浆槽(2)高度的二分之一到三分之二。
4.根据权利要求1所述的半固态浆料的制浆装置，其特征在于，所述转子搅拌杆(4)的自转转速为1000～2000转/分钟，所述转子搅拌杆(4)沿着所述传动齿轮(6)的平面轨迹公转的公转速度为100～200转/分钟。
5.根据权利要求4所述的半固态浆料的制浆装置，其特征在于，所述转子搅拌杆(4)为中空结构，所述转子搅拌杆(4)的外壁直径为50～70毫米，所述转子搅拌杆(4)的内壁直径为30～50毫米。
6.根据权利要求5所述的半固态浆料的制浆装置，其特征在于，所述转子搅拌杆(4)的内腔设置有贯穿所述搅拌筒(9)向所述搅拌槽延伸的铜管(5)，所述铜管(5)的外径为10～20毫米，内径为1.5～5毫米，所述铜管(5)用于向所述制浆槽(2)内的制浆液(3)中通入压缩氩气。
7.根据权利要求1所述的半固态浆料的制浆装置，其特征在于，制浆液(3)为加热至熔融的金属熔液、合金熔液或含有40％以上的金属或者合金的复合材料熔液。
8.根据权利要求1所述的半固态浆料的制浆装置，其特征在于，所述转子搅拌机(1)包括自所述搅拌筒(9)向所述制浆槽(2)内部延伸的至少三个转子搅拌杆(4)，所述搅拌筒(9)面向所述制浆槽(2)的一端面设置有至少三个传动齿轮(6)，所述至少三个转子搅拌杆(4)与所述至少三个传动齿轮(6)一一对应并与所述至少三个传动齿轮(6)啮合连接，每个所述转子搅拌杆(4)自转旋转的同时沿着所述传动齿轮(6)的平面轨迹公转，每个所述转子搅拌杆(4)的自转转速为1200～2000转/分钟，每个所述转子搅拌杆(4)沿着对应的每个所述传动齿轮(6)的平面轨迹公转的公转速度为120～180转/分钟，所述至少三个转子搅拌杆(4)自转与公转同时运行将所述制浆槽(2)内的制浆液(3)搅拌成半固态浆料，制备得到的所述半固态浆料的晶粒尺寸为35～50微米，所述半固态浆料的晶粒元整度在0.85～0.95之间。
9.根据权利要求1或8所述的半固态浆料的制浆装置，其特征在于，所述制浆槽(2)内可制备20～80千克的半固态浆料，所述制浆槽(2)不同位置的半固态浆料的温度偏差为3摄氏度以下。
10.根据权利要求1或8所述的半固态浆料的制浆装置，其特征在于，所述制浆槽(2)内设置有永久磁铁，所述永久磁铁产生磁场力推动所述制浆槽(2)内的制浆液(3)进行电磁搅拌。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811530277.XA CN109513886A (zh) | 2018-12-14 | 2018-12-14 | 一种半固态浆料的制浆装置 |
| KR1020217018264A KR20210091272A (ko) | 2018-12-14 | 2019-02-27 | 반고체 슬러리의 제조 장치 |
| JP2021520395A JP2022504898A (ja) | 2018-12-14 | 2019-02-27 | 半凝固スラリーのパルプ製造装置 |
| PCT/CN2019/076225 WO2019233130A1 (zh) | 2018-12-14 | 2019-02-27 | 一种半固态浆料的制浆装置 |
| EP19814862.9A EP3845327A4 (en) | 2018-12-14 | 2019-02-27 | SUSPENSION PRODUCTION APPARATUS FOR SEMI-SOLID SUSPENSION |
| US17/201,662 US11958104B2 (en) | 2018-12-14 | 2021-03-15 | Slurrying device for semi-solid slurry |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811530277.XA CN109513886A (zh) | 2018-12-14 | 2018-12-14 | 一种半固态浆料的制浆装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109513886A true CN109513886A (zh) | 2019-03-26 |
Family
ID=65796343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811530277.XA Pending CN109513886A (zh) | 2018-12-14 | 2018-12-14 | 一种半固态浆料的制浆装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3845327A4 (zh) |
| JP (1) | JP2022504898A (zh) |
| KR (1) | KR20210091272A (zh) |
| CN (1) | CN109513886A (zh) |
| WO (1) | WO2019233130A1 (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111468688A (zh) * | 2020-05-12 | 2020-07-31 | 安徽圣尔沃智能装备有限公司 | 一种半固态制浆设备 |
| CN113198983A (zh) * | 2021-04-23 | 2021-08-03 | 上海应用技术大学 | 一种介质冷却行星搅拌半固态浆料的制备方法和装置 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1485169A (zh) * | 2002-09-25 | 2004-03-31 | 半固相金属熔浆制造方法及其制造设备 | |
| CN1819884A (zh) * | 2003-07-02 | 2006-08-16 | 本田技研工业株式会社 | 黏浆状半凝固金属的成形 |
| JP3166360U (ja) * | 2010-12-17 | 2011-03-03 | 株式会社井上製作所 | プラネタリーミキサー |
| CN105149549A (zh) * | 2015-09-21 | 2015-12-16 | 珠海市润星泰电器有限公司 | 一种制备半固态浆料的装置及方法 |
| CN105268933A (zh) * | 2015-12-02 | 2016-01-27 | 珠海市润星泰电器有限公司 | 一种制备半固态浆料的方法及装置 |
| CN205200471U (zh) * | 2015-11-20 | 2016-05-04 | 辽宁工业大学 | 复合外场处理快速制备半固态合金流变浆料或坯料的装置 |
| CN206435121U (zh) * | 2017-01-08 | 2017-08-25 | 武平泓鑫工业技术开发有限公司 | 一种能够使原料充分混合的树脂生产搅拌装置 |
| CN108746540A (zh) * | 2018-06-20 | 2018-11-06 | 福建省杰豪半固态泵压科技有限责任公司 | 一种电磁系统制备半固态成型方法 |
| CN208145857U (zh) * | 2018-01-31 | 2018-11-27 | 深圳市铭锐祥自动化设备有限公司 | 一种搅拌机 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1321234A (en) * | 1969-09-29 | 1973-06-27 | Nat Res Dev | Preparation of mixes |
| JPS61147826A (ja) * | 1984-12-20 | 1986-07-05 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 合金製造装置 |
| RO116784B1 (ro) * | 1994-12-14 | 2001-06-29 | Inst Politehnic Iasi | Agitator planetar, dublu |
| JP3534555B2 (ja) * | 1996-04-11 | 2004-06-07 | 株式会社ユーモールド | 半溶融成形用金属の製造供給方法および装置 |
| JP3942598B2 (ja) * | 2004-02-24 | 2007-07-11 | 株式会社チヨダマシナリー | ミキサー |
| SE528376C2 (sv) * | 2004-12-10 | 2006-10-31 | Magnus Wessen | Förfarande och anordning för framställning av en flytande- fast metallkomposition |
| KR100873414B1 (ko) * | 2007-06-27 | 2008-12-11 | (주)나라기술 | 교반장치 |
| CN103862003B (zh) * | 2014-02-25 | 2015-07-08 | 西安交通大学 | 一种用于半固态坯料制备的三螺杆搅拌振动装置 |
| CN105413539A (zh) * | 2015-12-03 | 2016-03-23 | 安徽普伦智能装备有限公司 | 一种带传动式搅拌机 |
| WO2018152746A1 (zh) * | 2017-02-23 | 2018-08-30 | 深圳市玖创科技有限公司 | 一种用于电池涂覆材料搅拌的匀浆设备 |
| CN206748736U (zh) * | 2017-04-28 | 2017-12-15 | 常州机电职业技术学院 | 混凝土搅拌装置 |
| CN106926365A (zh) * | 2017-04-28 | 2017-07-07 | 常州机电职业技术学院 | 混凝土搅拌装置 |
-
2018
- 2018-12-14 CN CN201811530277.XA patent/CN109513886A/zh active Pending
-
2019
- 2019-02-27 KR KR1020217018264A patent/KR20210091272A/ko not_active Application Discontinuation
- 2019-02-27 EP EP19814862.9A patent/EP3845327A4/en active Pending
- 2019-02-27 JP JP2021520395A patent/JP2022504898A/ja active Pending
- 2019-02-27 WO PCT/CN2019/076225 patent/WO2019233130A1/zh unknown
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1485169A (zh) * | 2002-09-25 | 2004-03-31 | 半固相金属熔浆制造方法及其制造设备 | |
| CN1819884A (zh) * | 2003-07-02 | 2006-08-16 | 本田技研工业株式会社 | 黏浆状半凝固金属的成形 |
| JP3166360U (ja) * | 2010-12-17 | 2011-03-03 | 株式会社井上製作所 | プラネタリーミキサー |
| CN105149549A (zh) * | 2015-09-21 | 2015-12-16 | 珠海市润星泰电器有限公司 | 一种制备半固态浆料的装置及方法 |
| CN205200471U (zh) * | 2015-11-20 | 2016-05-04 | 辽宁工业大学 | 复合外场处理快速制备半固态合金流变浆料或坯料的装置 |
| CN105268933A (zh) * | 2015-12-02 | 2016-01-27 | 珠海市润星泰电器有限公司 | 一种制备半固态浆料的方法及装置 |
| CN206435121U (zh) * | 2017-01-08 | 2017-08-25 | 武平泓鑫工业技术开发有限公司 | 一种能够使原料充分混合的树脂生产搅拌装置 |
| CN208145857U (zh) * | 2018-01-31 | 2018-11-27 | 深圳市铭锐祥自动化设备有限公司 | 一种搅拌机 |
| CN108746540A (zh) * | 2018-06-20 | 2018-11-06 | 福建省杰豪半固态泵压科技有限责任公司 | 一种电磁系统制备半固态成型方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111468688A (zh) * | 2020-05-12 | 2020-07-31 | 安徽圣尔沃智能装备有限公司 | 一种半固态制浆设备 |
| CN111468688B (zh) * | 2020-05-12 | 2024-04-09 | 安徽圣尔沃智能装备有限公司 | 一种半固态制浆设备 |
| CN113198983A (zh) * | 2021-04-23 | 2021-08-03 | 上海应用技术大学 | 一种介质冷却行星搅拌半固态浆料的制备方法和装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2019233130A1 (zh) | 2019-12-12 |
| EP3845327A1 (en) | 2021-07-07 |
| US20210197250A1 (en) | 2021-07-01 |
| JP2022504898A (ja) | 2022-01-13 |
| EP3845327A4 (en) | 2022-07-06 |
| KR20210091272A (ko) | 2021-07-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102861902B (zh) | 一种复合搅拌半固态浆料连续制备装置 | |
| CN100413985C (zh) | 一种QTi3.5-10石墨半固态浆料机械搅拌制备方法 | |
| CN100365143C (zh) | 一种铝20锡半固态浆料机械搅拌制备方法 | |
| CN103600045B (zh) | 电磁激振复合机械搅拌的金属连铸工艺及金属连铸装置 | |
| CN100566890C (zh) | 一种半固态合金浆料的制备和流变成型的设备 | |
| CN102909322B (zh) | 一种连续制备半固态浆料装置 | |
| CN202910263U (zh) | 一种连续制备半固态浆料装置 | |
| CN1156350C (zh) | 球状初晶半固态金属浆料或连铸坯料的制备方法和装置 | |
| CN101130203A (zh) | 半固态金属浆料的制备和流变成型方法 | |
| CN102345023A (zh) | 复合变质细化和电磁搅拌制备汽车铝车轮用半固态浆料的方法和装置 | |
| CN108746540A (zh) | 一种电磁系统制备半固态成型方法 | |
| CN102409188A (zh) | 离心激冷制备半固态合金的方法 | |
| CN109513886A (zh) | 一种半固态浆料的制浆装置 | |
| CN101003862A (zh) | 半固态合金浆料的制备和成型方法 | |
| CN105817590B (zh) | 一种全自动制备半固态合金浆料的装置 | |
| CN110000344A (zh) | 一种抑制ZCuSn10P1合金锡元素偏析的连续制备半固态浆料的装置和方法 | |
| CN100574939C (zh) | 一种半固态合金浆料的制备与成型装置 | |
| CN101130207A (zh) | 一种半固态金属浆料的制备和流变成型的设备 | |
| CN205660123U (zh) | 一种全自动制备半固态合金浆料的装置 | |
| CN109158572A (zh) | 一种铜元素和锌元素的复合材料装置 | |
| CN2471450Y (zh) | 半固态金属浆料的制备装置 | |
| CN1254552C (zh) | 一种制备半固态金属及合金浆料或坯料的装置 | |
| CN1411932B (zh) | 球状初晶半固态金属或合金浆料直接成型方法及装置 | |
| US11958104B2 (en) | Slurrying device for semi-solid slurry | |
| CN113134580A (zh) | 金属半固态非枝晶浆料的制备方法以及制备装置 |
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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190326 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |