CN114570895A - 一种一体化半固态铝液制备装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种一体化半固态铝液制备装置，涉及铝锭制备领域，包括：半固态浆料制备炉，所述半固态浆料制备炉转动安装于倾倒支架上端；铝液供给装置，所述铝液供给装置设置于阶梯式支架上层；氩气供给装置，所述氩气供给装置设置于于阶梯式支架下层；倾倒驱动装置，所述倾倒驱动装置设置于半固态浆料制备炉一侧，用于驱动半固态浆料制备炉将其中的半固态浆料倾倒至下一成型工位；半固态制浆装置，所述半固态制浆装置设置于半固态浆料制备炉远离倾倒驱动装置的一侧。本发明的优点在于：通过设置一体化成型装置，实现铝液原液到半固态浆料的一体化制备，具有过程短、速度快、周边配套设备少、能耗低等多重优点。

Description

一种一体化半固态铝液制备装置
技术领域
本发明涉及领域，具体是涉及一种一体化半固态铝液制备装置。
背景技术
21世纪以来，随着世界各国工业化水平的不断提升，一系列的能源危机和环境问题显得愈发严重，节能减排已经成为当今社会生产生活的主旋律。在这一主题下，各国采用了很多措施去解决能耗和环境问题。在此基础上，轻量化材料发展直观重要，相比于其他材料，铝合金由于质轻、耐蚀、比强度高、易加工、表面美观、储量丰富以及可回收循环利用等特性，已成为轻量化技术发展的关键材料，因此提高铝合金的内部组织性能是业内不断研究的课题。
半固态成型是指在液态金属凝固过程中通过剧烈搅拌或振动，使金属固相成分组成达到50％或以上时还可以拥有良好的流动性的半固态浆料，对此浆料进行成型的方法为半固态成型技术，半固态成型技术因半固态浆料拥有着结晶潜热小的特点故对模具热蚀降低，大大提高模具寿命，降低成本。同时半固态浆料的粘度较大故在成型过程中卷入的空气少，大大减少了气孔，夹杂和缩松等缺陷，因此在铝锭的制备过程中，采用半固态成型技术可极大的提高铝锭的力学性能，基于此，本方案提出一种一体化半固态铝液制备装置用于进行铝锭成型过程中的半固态浆料制备。
发明内容
为解决上述技术问题，提供一种一体化半固态铝液制备装置，本技术方案可在铝锭的成型过程中，对铝液原液进行超声振动，使金属固相成分组成达到50％或以上时还可以拥有良好的流动性的半固态浆料，进而提高最终制得的铝锭的力学性能。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：
一种一体化半固态铝液制备装置，包括：
半固态浆料制备炉，所述半固态浆料制备炉转动安装于倾倒支架上端，用于承载铝液进行半固态制备；
铝液供给装置，所述铝液供给装置设置于阶梯式支架上层，所述铝液供给装置用于向半固态浆料制备炉提供铝液原液；
氩气供给装置，所述氩气供给装置设置于于阶梯式支架下层，所述氩气供给装置用于向半固态浆料炉提供保护气；
倾倒驱动装置，所述倾倒驱动装置设置于半固态浆料制备炉一侧，用于驱动半固态浆料制备炉将其中的半固态浆料倾倒至下一成型工位；
半固态制浆装置，所述半固态制浆装置设置于半固态浆料制备炉远离倾倒驱动装置的一侧，所述半固态制浆装置用于将进入半固态浆料制备炉中的铝液原液进行半固态制浆加工。
优选的，所述半固态浆料制备炉两侧对称的向外延伸形成转轴，所述半固态浆料制备炉通过转轴与倾倒支架转动连接，所述半固态浆料制备炉中部开设有铝液容置腔，所述半固态浆料制备炉上端前侧开设有倾倒口。
优选的，所述半固态浆料制备炉上端开设有压板槽，所述半固态浆料制备炉上端沿压板槽外侧均匀的设置有若干气动压板器。
优选的，所述倾倒驱动装置包括限位减速器和倾倒驱动电机，所述倾倒驱动电机输出端与限位减速器传动连接，所述限位减速器输出端与右侧所述转轴连接，所述倾倒驱动电机通过限位减速器驱动半固态浆料制备炉进行倾倒及锁定。
优选的，所述铝液供给装置上端连接有进液口，所述铝液供给装置下端与出液管连接，所述出液管末端安装有铝液供给阀，所述出液管通过管路与半固态浆料制备炉连通。
优选的，所述氩气供给装置上端安装有开启阀门，所述半固态浆料制备炉后侧固定安装有进气控制器，所述氩气供给装置的输气端通过管路与进气控制器连通，所述进气控制器一端固定安装有控制阀门。
优选的，所述半固态制浆装置包括支架，所述支架上端固定有安装板，所述安装板下端固定安装有升降气缸，所述升降气缸输出端通过安装座与升降基板固定连接，所述升降基板上端安装有旋转驱动装置，所述旋转驱动驱动装置上端安装有连接柱，所述连接柱呈U型弯曲，所述连接柱末端固定固定安装有半固态制浆头。
优选的，所述旋转驱动装置包括传动器、驱动电机和旋转安装座，所述驱动电机输出端与传动器传动连接，用于驱动传动器输出端进行转动，所述传动器输出端与旋转安装座固定连接。
优选的，所述半固态制浆头包括压板，所述压板与压板槽相适配，所述压板下端中部连接有密封头，所述密封头与铝液容置腔相适配，所述密封圈下端固定安装有超声振动柱，所述超声振动柱外侧套设有通气套，所述通气套为双层中空结构，所述通气套外侧壳体上开设有若干通气孔。
优选的，所述升降基板下端两侧向下方延伸形成升降导柱，所述升降导柱通过直线轴承与安装板滑动连接。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的优点在于：本发明通过设置一体化成型装置，使用时通过铝液供给装置向半固态浆料制备炉内部加入铝液原液，之后在升降气缸和旋转驱动装置的带动下将半固态制浆头伸入铝液容置腔内部，通过超声振动柱进行高频振动产生的超声波，带动其中的铝液原液进行振动，同时向其中通入冷却气体加速铝液原液的凝固，在凝固过程中，超声振动将铝合晶体中的长枝晶组织进行破碎，形成小的晶粒结构，进而可有效的提高半固态浆料中的晶粒尺寸，之后由倾倒驱动装置带动半固态浆料制备炉将其中的半固态浆料倾倒至模具中进行成型，整体过程中自动化控制，实现铝液原液到半固态浆料的一体化制备，具有过程短、速度快、周边配套设备少、能耗低等多重优点。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明中的半固态制浆装置的立体结构示意图；
图3为本发明中的半固态制浆装置的另一视角下立体结构示意图；
图4为本发明中的半固态制浆头的内部结构示意图；
图5为本发明中的半固态浆料制备炉。
图中标号为：
1、铝液供给装置；101、进液口；102、出液管；103、铝液供给阀；2、氩气供给装置；201、开启阀门；3、半固态浆料制备炉；301、转轴；302、压板槽；303、铝液容置腔；304、倾倒口；305、气动压板器；4、进气控制器；5、限位减速器；6、倾倒驱动电机；7、半固态制浆装置；701、支架；702、安装板；703、升降气缸；704、安装座；705、升降基板；706、传动器；707、驱动电机；708、旋转安装座；709、连接柱；710、半固态制浆头；711、压板；712、密封头；713、超声振动柱；714、通气套；7141、通气孔；8、阶梯式支架；9、倾倒支架。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
参照图1-5所示，一种一体化半固态铝液制备装置，包括：
半固态浆料制备炉3，半固态浆料制备炉3转动安装于倾倒支架9上端，用于承载铝液进行半固态制备，半固态浆料制备炉3两侧对称的向外延伸形成转轴301，半固态浆料制备炉3通过转轴301与倾倒支架9转动连接，半固态浆料制备炉3中部开设有铝液容置腔303，半固态浆料制备炉3上端前侧开设有倾倒口304，半固态浆料制备炉3上端开设有压板槽302，半固态浆料制备炉3上端沿压板槽302外侧均匀的设置有若干气动压板器305，；
铝液供给装置1，铝液供给装置1设置于阶梯式支架8上层，铝液供给装置1用于向半固态浆料制备炉提供铝液原液，铝液供给装置1上端连接有进液口101，铝液供给装置1下端与出液管102连接，出液管102末端安装有铝液供给阀103，出液管102通过管路与半固态浆料制备炉3连通；
氩气供给装置2，氩气供给装置2设置于于阶梯式支架8下层，氩气供给装置2用于向半固态浆料炉提供保护气，氩气供给装置2上端安装有开启阀门201，半固态浆料制备炉3后侧固定安装有进气控制器4，氩气供给装置2的输气端通过管路与进气控制器4连通，进气控制器4一端固定安装有控制阀门401；
倾倒驱动装置，倾倒驱动装置设置于半固态浆料制备炉3一侧，用于驱动半固态浆料制备炉3将其中的半固态浆料倾倒至下一成型工位，倾倒驱动装置包括限位减速器5和倾倒驱动电机6，倾倒驱动电机6输出端与限位减速器5传动连接，限位减速器5输出端与右侧转轴301连接，倾倒驱动电机6通过限位减速器5驱动半固态浆料制备炉3进行倾倒及锁定；
半固态制浆装置7，半固态制浆装置7设置于半固态浆料制备炉3远离倾倒驱动装置的一侧，半固态制浆装置用于将进入半固态浆料制备炉3中的铝液原液进行半固态制浆加工。
半固态制浆装置7包括支架701，支架701上端固定有安装板702，安装板702下端固定安装有升降气缸703，升降气缸703输出端通过安装座704与升降基板705固定连接，升降基板705上端安装有旋转驱动装置，旋转驱动驱动装置上端安装有连接柱709，连接柱709呈U型弯曲，连接柱709末端固定固定安装有半固态制浆头710，旋转驱动装置包括传动器706、驱动电机707和旋转安装座708，驱动电机707输出端与传动器706传动连接，用于驱动传动器输出端进行转动，传动器706输出端与旋转安装座708固定连接，使用时由旋转驱动装置带动连接柱709和半固态制浆头710进行转动陪你过，将半固态制浆头移动至半固态浆料制备炉3正上方，之后由升降气缸703带动半固态制浆头710进行下降，将半固态制浆头710伸入铝液容置腔303内部。
半固态制浆头710包括压板711，压板711与压板槽302相适配，压板711下端中部连接有密封头712，密封头712与铝液容置腔303相适配，进行半固态浆料制备时，压板711进入压板槽302内部，此时气动压板器305启动，将压板711精密的压合在压板槽302内，保证了腔室内部的铝液在进行振动时，半固态制浆头710的稳定性，使密封头712下端固定安装有超声振动柱713，超声振动柱713外侧套设有通气套714，通气套714为双层中空结构，通气套714外侧壳体上开设有若干通气孔7141，升降基板705下端两侧向下方延伸形成升降导柱，升降导柱通过直线轴承与安装板702滑动连接，使用时，通过超声振动柱712进行高频振动产生的超声波，带动铝液容置腔303中的铝液原液进行振动，同时向通气套714中通入冷却气体加速铝液原液的凝固，在凝固过程中，超声振动将铝合晶体中的长枝晶组织进行破碎，形成小的晶粒结构，进而可有效的提高半固态浆料中的晶粒尺寸。
本发明的使用过程为：首先通过铝液供给装置1向半固态浆料制备炉3内部加入铝液原液，之后由旋转驱动装置带动连接柱709和半固态制浆头710进行转动陪你过，将半固态制浆头移动至半固态浆料制备炉3正上方，之后由升降气缸703带动半固态制浆头710进行下降，将半固态制浆头710伸入铝液容置腔303内部，在此过程中，通过氩气供给装置2向半固态浆料制备炉3内部输送氩气，保持其内部的保护气氛，之后压板711进入压板槽302内部，此时气动压板器305启动，将压板711精密的压合在压板槽302内，之后通过超声振动柱712进行高频振动产生的超声波，带动铝液容置腔303中的铝液原液进行振动，同时向通气套714中通入冷却气体加速铝液原液的凝固，在凝固过程中，超声振动将铝合晶体中的长枝晶组织进行破碎，形成小的晶粒结构，进而可有效的提高半固态浆料中的晶粒尺寸，即可得到金属固相成分组成达到50％或以上时还可以拥有良好的流动性的半固态铝液浆料。
综上所述，本发明的优点在于：通过设置一体化成型装置，实现铝液原液到半固态浆料的一体化制备，具有过程短、速度快、周边配套设备少、能耗低等多重优点。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种一体化半固态铝液制备装置，其特征在于，包括：
半固态浆料制备炉(3)，所述半固态浆料制备炉(3)转动安装于倾倒支架(9)上端，用于承载铝液进行半固态制备；
铝液供给装置(1)，所述铝液供给装置(1)设置于阶梯式支架(8)上层，所述铝液供给装置(1)用于向半固态浆料制备炉提供铝液原液；
氩气供给装置(2)，所述氩气供给装置(2)设置于于阶梯式支架(8)下层，所述氩气供给装置(2)用于向半固态浆料炉提供保护气；
倾倒驱动装置，所述倾倒驱动装置设置于半固态浆料制备炉(3)一侧，用于驱动半固态浆料制备炉(3)将其中的半固态浆料倾倒至下一成型工位；
半固态制浆装置(7)，所述半固态制浆装置(7)设置于半固态浆料制备炉(3)远离倾倒驱动装置的一侧，所述半固态制浆装置用于将进入半固态浆料制备炉(3)中的铝液原液进行半固态制浆加工。
2.根据权利要求1所述的一种一体化半固态铝液制备装置，其特征在于，所述半固态浆料制备炉(3)两侧对称的向外延伸形成转轴(301)，所述半固态浆料制备炉(3)通过转轴(301)与倾倒支架(9)转动连接，所述半固态浆料制备炉(3)中部开设有铝液容置腔(303)，所述半固态浆料制备炉(3)上端前侧开设有倾倒口(304)。
3.根据权利要求2所述的一种一体化半固态铝液制备装置，其特征在于，所述半固态浆料制备炉(3)上端开设有压板槽(302)，所述半固态浆料制备炉(3)上端沿压板槽(302)外侧均匀的设置有若干气动压板器(305)。
4.根据权利要求3所述的一种一体化半固态铝液制备装置，其特征在于，所述倾倒驱动装置包括限位减速器(5)和倾倒驱动电机(6)，所述倾倒驱动电机(6)输出端与限位减速器(5)传动连接，所述限位减速器(5)输出端与右侧所述转轴(301)连接，所述倾倒驱动电机(6)通过限位减速器(5)驱动半固态浆料制备炉(3)进行倾倒及锁定。
5.根据权利要求4所述的一种一体化半固态铝液制备装置，其特征在于，所述铝液供给装置(1)上端连接有进液口(101)，所述铝液供给装置(1)下端与出液管(102)连接，所述出液管(102)末端安装有铝液供给阀(103)，所述出液管(102)通过管路与半固态浆料制备炉(3)连通。
6.根据权利要求5所述的一种一体化半固态铝液制备装置，其特征在于，所述氩气供给装置(2)上端安装有开启阀门(201)，所述半固态浆料制备炉(3)后侧固定安装有进气控制器(4)，所述氩气供给装置(2)的输气端通过管路与进气控制器(4)连通，所述进气控制器(4)一端固定安装有控制阀门(401)。
7.根据权利要求1所述的一种一体化半固态铝液制备装置，其特征在于，所述半固态制浆装置(7)包括支架(701)，所述支架(701)上端固定有安装板(702)，所述安装板(702)下端固定安装有升降气缸(703)，所述升降气缸(703)输出端通过安装座(704)与升降基板(705)固定连接，所述升降基板(705)上端安装有旋转驱动装置，所述旋转驱动驱动装置上端安装有连接柱(709)，所述连接柱(709)呈U型弯曲，所述连接柱(709)末端固定固定安装有半固态制浆头(710)。
8.根据权利要求7所述的一种一体化半固态铝液制备装置，其特征在于，所述旋转驱动装置包括传动器(706)、驱动电机(707)和旋转安装座(708)，所述驱动电机(707)输出端与传动器(706)传动连接，用于驱动传动器输出端进行转动，所述传动器(706)输出端与旋转安装座(708)固定连接。
9.根据权利要求8所述的一种一体化半固态铝液制备装置，其特征在于，所述半固态制浆头(710)包括压板(711)，所述压板(711)与压板槽(302)相适配，所述压板(711)下端中部连接有密封头(712)，所述密封头(712)与铝液容置腔(303)相适配，所述密封头(712)下端固定安装有超声振动柱(713)，所述超声振动柱(713)外侧套设有通气套(714)，所述通气套(714)为双层中空结构，所述通气套(714)外侧壳体上开设有若干通气孔(7141)。
10.根据权利要求9所述的一种一体化半固态铝液制备装置，其特征在于，所述升降基板(705)下端两侧向下方延伸形成升降导柱，所述升降导柱通过直线轴承与安装板(702)滑动连接。
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