CN114558474A - 一种提高组织均匀度的超强高韧钢铸造用搅拌装置 - Google Patents

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王艳林
王自东
陈晓华
綦才
杨明
朱谕至
周伟
贾云柯
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Abstract

本发明提供一种提高组织均匀度的超强高韧钢铸造用搅拌装置，主要涉及超强高韧钢铸造用搅拌设备领域。一种提高组织均匀度的超强高韧钢铸造用搅拌装置，包括箱体，所述箱体顶面设置搅拌电机，所述搅拌电机的转轴贯穿箱体顶面。本发明的有益效果在于：本发明结构简单，使用方便，通过传动电机提供动力，能够带动连接板运动，并配合搅拌电机的工作，能够增加搅拌的半径，进而增加了钢液的流动性，从而使边缘与中心的钢液温度均匀，消除温度梯度，并且使钢液的成分在搅拌的作用下更加均匀，从而减少柱状晶的生成，形成大量细小且尺寸均匀的等轴晶，降低了超强高韧钢铸锭的成分偏析程度，进而提高其综合性能与服役使用寿命。

Description

一种提高组织均匀度的超强高韧钢铸造用搅拌装置
技术领域
本发明主要涉及超强高韧钢铸造用搅拌设备领域，具体是一种提高组织均匀度的超强高韧钢铸造用搅拌装置。
背景技术
超强高韧钢(DT300，300M，AerMet 100等)在弹性模量、冲击韧性和强度等方面具有其他传统材料和新材料所不具有的巨大优势，在现今和不可预见的将来，它仍将是制造国防尖端武器的关键材料之一。超强高韧钢不仅被广泛应用于高铁、机械装备、汽车及民用重大工程设施等方面，而且其应用范围也不断扩大到航空航天、国防重大装备等具有特殊性能要求的领域。与传统材料相比，超强高韧钢具有更好的性能和更高的疲劳寿命，可为新一代武器装备提供寿命及可靠性保障。近年来，超高强度钢不仅服役强度不断提升，而且其使用范围正不断拓展到超高层建筑、先进装备制造、高速列车及其他国防装备，高性能、低成本成为其重要的发展方向。超强高韧钢由于服役环境复杂恶劣，长时间承受高载荷、高温高压、强摩擦或循环冲击等作用，如果基体组织不均匀，会导致性能均匀一致性差，从而大大降低了其服役使用寿命，因此如何提高超强高韧钢的组织均匀性，科学匹配其强韧性从而达到提高其使用寿命、降低生产成本是重要研究方向。传统生产超强高韧钢主要采用重力铸造的方法，依靠重力作用使钢液在铸模中自然凝固，由于铸模中心与边缘钢液温度不一致，存在较大的温度梯度，自然冷却凝固会在铸锭中形成大量柱状晶，极大降低超强高韧钢的综合性能；同时由于超强高韧钢本身合金元素含量较高，凝固过程中极易产生成分偏析，心部组织极其不均匀，在组织中沿晶界形成粗大的液析碳化物，如果不加以改善会在钢基体中造成强烈的应力集中，从而产生微裂纹并在基体中快速扩散成大裂纹，最终导致断裂失效。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供了一种提高组织均匀度的超强高韧钢铸造用搅拌装置，本发明结构简单，使用方便，通过传动电机提供动力，能够带动连接板运动，并配合搅拌电机的工作，能够增加搅拌的半径，进而增加了钢液的流动性，从而使边缘与中心的钢液温度均匀，消除温度梯度，并且使钢液的成分在搅拌的作用下更加均匀，从而减少柱状晶的形成，形成大量细小且尺寸均匀的等轴晶，降低了超强高韧钢铸锭的成分偏析程度，进而提高其综合性能、服役使用寿命。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
一种提高组织均匀度的超强高韧钢铸造用搅拌装置，包括箱体，所述箱体顶面设置搅拌电机，所述搅拌电机的转轴贯穿箱体顶面，所述搅拌电机的转轴底面安装转盘，所述转盘底面暗转旋转轴，所述旋转轴底端通过轴承与箱体转动连接，所述旋转轴两侧均安装搅拌板，每块所述搅拌板一侧均开设两个上下分布的放置槽，每个所述放置槽内均滑动安装连接杆，位于同一块搅拌板上的两根所述连接杆之间均通过连接板连接，所述转盘底面两侧均开设条形槽，每条所述条形槽内均安装传动电机，每个所述传动电机转轴一端均安装丝杆，每根所述丝杆一端均通过轴承与对应的条形槽转动连接，每根所述丝杆外周均安装螺母，每个所述螺母底面均安装竖杆，每根所述竖杆底端均与对应的连接板顶面连接。
进一步的，每块所述搅拌板上均开设矩形透槽，每条所述矩形透槽内均通过横杆转动连接竖板。
进一步的，所述旋转轴底端两侧均安装横板，每块所述连接板底面均安装滚轮，每个所述滚轮均与对应的横板顶面接触连接并能够沿对应的横板顶面滚动。
进一步的，所述箱体顶面内壁两侧均安装支撑杆，所述支撑杆底端均与转盘顶面接触配合。
进一步的，每根所述支撑杆底端均设有半球形凸起。
进一步的，所述旋转轴、搅拌板、连接杆、连接板、横杆、竖板、横板与滚轮表面均设有隔温层。
进一步的，所述箱体四周内壁均铺设陶瓷板。
对比现有技术，本发明的有益效果是：
本发明结构简单，使用方便，通过传动电机提供动力，能够带动连接板运动，并配合搅拌电机的工作，能够增加搅拌的半径，进而增加了钢液的流动性，从而使边缘与中心的钢液温度均匀，消除温度梯度，并且使钢液的成分在搅拌的作用下更加均匀，从而减少柱状晶的形成，形成大量细小且尺寸均匀的等轴晶，降低了超强高韧钢铸锭的成分偏析程度，进而提高其服役使用寿命。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是转盘的仰视图；
图3是图1的A向视图；
附图中所示标号：1、箱体；2、搅拌电机；3、转盘；4、旋转轴；5、搅拌板；6、放置槽；7、连接杆；8、连接板；9、条形槽；10、传动电机；11、丝杆；12、螺母；13、竖杆；14、支撑杆；15、矩形透槽；16、横杆；17、竖板；18、横板；19、滚轮；20、进料口；21、出料口。
具体实施方式
结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
如图1-3所示，本发明所述一种提高组织均匀度的超强高韧钢铸造用搅拌装置，包括箱体1，所述箱体1顶面设置搅拌电机2，搅拌电机2为动力装置，提动动力，所述搅拌电机2的转轴贯穿箱体2顶面，所述搅拌电机2的转轴底面安装转盘3，所述转盘3底面暗转旋转轴4，所述旋转轴4底端通过轴承与箱体1转动连接，所述旋转轴4两侧均安装搅拌板5，每块所述搅拌板5一侧均开设两个上下分布的放置槽6，每个所述放置槽6内均滑动安装连接杆7，位于同一块搅拌板5上的两根所述连接杆7之间均通过连接板8连接，所述转盘3底面两侧均开设条形槽9，每条所述条形槽9内均安装传动电机10，每个所述传动电机10转轴一端均安装丝杆11，每根所述丝杆11一端均通过轴承与对应的条形槽9转动连接，每根所述丝杆11外周均安装螺母12，每个所述螺母12底面均安装竖杆13，每根所述竖杆13底端均与对应的连接板8顶面连接。
具体的，每块所述搅拌板5上均开设矩形透槽15，每条所述矩形透槽15内均通过横杆16转动连接竖板17。通过横杆16与竖板17的配合，能够增加对钢液的搅拌效果。
具体的，所述旋转轴4底端两侧均安装横板18，每块所述连接板8底面均安装滚轮19，每个所述滚轮19均与对应的横板18顶面接触连接并能够沿对应的横板18顶面滚动。通过横板18与滚轮19的配合，能够对连接板8进行支撑，提高了连接板8的稳定性。
具体的，所述箱体1顶面内壁两侧均安装支撑杆14，所述支撑杆14底端均与转盘3顶面接触配合。支撑杆14对转盘3具有限位支撑作用，能够保证转盘3的稳定性。
具体的，每根所述支撑杆14底端均设有半球形凸起。半球形凸起能够减少支撑杆14与转盘3之间的摩擦力，保证了转盘3的运动性。
具体的，所述旋转轴4、搅拌板5、连接杆7、连接板8、横杆16、竖板17、横板18与滚轮19表面均设有隔温层。隔温层能够减缓钢液对旋转轴4、搅拌板5、连接杆7、连接板8、横杆16、竖板17、横板18与滚轮19的影响，提高了旋转轴4、搅拌板5、连接杆7、连接板8、横杆16、竖板17、横板18与滚轮19的耐热性。
具体的，所述箱体1四周内壁均铺设陶瓷板。陶瓷板具有极好的耐火特性，它不会融化、滴落或爆炸，并能长时间保持稳定。
实施例：
在使用本装置时，首先将钢液通过进料口20加入到箱体1内，然后使旋转电机2工作(正转或反转)，旋转电机2通工作带动转盘3转动，转盘3转动带动旋转轴4转动，旋转轴4转动带动搅拌板5转动，搅拌板5转动对钢液进行搅拌，增加钢液的流动性，同时使传动电机10工作，传动电机10带动丝杆11转动，丝杆12转动使螺母12沿对应的丝杆11移动，螺母12移动带动连接杆7移动，连接杆7移动带动连接板8移动，进而增加搅拌半径，增加对钢液的搅拌，进一步增加了钢液的流动，提高了钢液的搅拌效果。
本发明结构简单，使用方便，通过传动电机提供动力，能够带动连接板运动，并配合搅拌电机的工作，能够增加搅拌的半径，进而增加了钢液的流动性，从而使边缘与中心的钢液温度均匀，消除温度梯度，并且使钢液的成分在搅拌的作用下更加均匀，从而减少柱状晶的形成，形成大量细小且尺寸均匀的等轴晶，降低了超强高韧钢铸锭的成分偏析程度，进而提高其综合性能与服役使用寿命等。
最后应说明的是：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 (7)

1.一种提高组织均匀度的超强高韧钢铸造用搅拌装置，包括箱体(1)，其特征在于：所述箱体(1)顶面设置搅拌电机(2)，所述搅拌电机(2)的转轴贯穿箱体(1)顶面，所述搅拌电机(2)的转轴底面安装转盘(3)，所述转盘(3)底面暗转旋转轴(4)，所述旋转轴(4)底端通过轴承与箱体(1)转动连接，所述旋转轴(4)两侧均安装搅拌板(5)，每块所述搅拌板(5)一侧均开设两个上下分布的放置槽(6)，每个所述放置槽(6)内均滑动安装连接杆(7)，位于同一块搅拌板(5)上的两根所述连接杆(7)之间均通过连接板(8)连接，所述转盘(3)底面两侧均开设条形槽(9)，每条所述条形槽(9)内均安装传动电机(10)，每个所述传动电机(10)转轴一端均安装丝杆(11)，每根所述丝杆(11)一端均通过轴承与对应的条形槽(9)转动连接，每根所述丝杆(11)外周均安装螺母(12)，每个所述螺母(12)底面均安装竖杆(13)，每根所述竖杆(13)底端均与对应的连接板(8)顶面连接。
2.根据权利要求1所述的一种提高组织均匀度的超强高韧钢铸造用搅拌装置，其特征在于：每块所述搅拌板(5)上均开设矩形透槽(15)，每条所述矩形透槽(15)内均通过横杆(16)转动连接竖板(17)。
3.根据权利要求2所述的一种提高组织均匀度的超强高韧钢铸造用搅拌装置，其特征在于：所述旋转轴(4)底端两侧均安装横板(18)，每块所述连接板(8)底面均安装滚轮(19)，每个所述滚轮(19)均与对应的横板(18)顶面接触连接并能够沿对应的横板(18)顶面滚动。
4.根据权利要求3所述的一种提高组织均匀度的超强高韧钢铸造用搅拌装置，其特征在于：所述箱体(1)顶面内壁两侧均安装支撑杆(14)，所述支撑杆(14)底端均与转盘(3)顶面接触配合。
5.根据权利要求4所述的一种提高组织均匀度的超强高韧钢铸造用搅拌装置，其特征在于：每根所述支撑杆(14)底端均设有半球形凸起。
6.根据权利要求4所述的一种提高组织均匀度的超强高韧钢铸造用搅拌装置，其特征在于：所述旋转轴(4)、搅拌板(5)、连接杆(7)、连接板(8)、横杆(16)、竖板(17)、横板(18)与滚轮(19)表面均设有隔温层。
7.根据权利要求4所述的一种提高组织均匀度的超强高韧钢铸造用搅拌装置，其特征在于：所述箱体(1)四周内壁均铺设陶瓷板。
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