RU179266U1 - Installation for mixing particles in a metal matrix melt - Google Patents
Installation for mixing particles in a metal matrix melt Download PDFInfo
- Publication number
- RU179266U1 RU179266U1 RU2017130950U RU2017130950U RU179266U1 RU 179266 U1 RU179266 U1 RU 179266U1 RU 2017130950 U RU2017130950 U RU 2017130950U RU 2017130950 U RU2017130950 U RU 2017130950U RU 179266 U1 RU179266 U1 RU 179266U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal matrix
- particles
- melt
- kneader
- installation
- Prior art date
Links
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 title abstract description 16
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 title abstract description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title abstract description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 title abstract description 11
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 8
- 239000000155 melt Substances 0.000 abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 8
- 238000004898 kneading Methods 0.000 abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000011156 metal matrix composite Substances 0.000 abstract description 3
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 11
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy 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
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 239000012763 reinforcing filler Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
- Accessories For Mixers (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к устройствам для реализации метода механического замешивания частиц в металломатричный расплав и состоит из шахтной печи сопротивления, замешивателя и направляющих опор.Задачей заявляемого устройства является получение дисперсно-упрочненных металломатричных композиционных материалов с равномерным распределением частиц по всему объему материала и высокой эффективностью введения наполняющих части в расплав.Отличительной особенностью данного устройства является конструкция замешивателя, изготавливаемого из графита.The utility model relates to devices for implementing the method of mechanical kneading of particles in a metal matrix melt and consists of a resistance shaft furnace, a mixer and guide bearings. The objective of the claimed device is to obtain dispersion-strengthened metal matrix composite materials with a uniform distribution of particles throughout the volume of the material and high efficiency of filling parts in the melt. A distinctive feature of this device is the design of the kneader, we manufacture of graphite.
Description
Полезная модель относится к области получения дисперсно-упрочненных металломатричных композиционных материалов. Данная полезная модель позволяет реализовать метод механического замешивания твердых частиц в матричный расплав и получить композиционный материал с металлической матрицей, наполненной частицами.The utility model relates to the field of production of dispersion-hardened metal matrix composite materials. This useful model makes it possible to implement the method of mechanical mixing of solid particles into a matrix melt and to obtain a composite material with a metal matrix filled with particles.
Разработка дисперсно-упрочненных композиционных материалов является одним из эффективных путей создания новых материалов с повышенными механическими характеристиками. Одним из наиболее технологичных и дешевых способов получения дисперсно-упрочненных композитов является метод механического замешивания наполнителя в расплав. Для реализации данного метода используются специальные установки, конструктивно состоящие из следующих основных элементов: печи, замешивателя (импеллера) и направляющих опор. Качество получаемых данным способом композиционных материалов, помимо прочих технологически факторов, во многом определяется конструкцией используемого при замешивании импеллера.The development of dispersion-hardened composite materials is one of the effective ways to create new materials with enhanced mechanical characteristics. One of the most technologically advanced and cheapest methods for producing dispersion-hardened composites is the method of mechanical mixing of the filler into the melt. To implement this method, special installations are used that are structurally composed of the following basic elements: a furnace, a kneader (impeller) and guide bearings. The quality of the composite materials obtained by this method, among other technological factors, is largely determined by the design of the impeller used in kneading.
Известна установка для производства композиционных материалов методом перемешивания (М. Singla, D. Dwivedi, L. Singhand V. Chawla, "Development of Aluminium Based Silicon Carbide Particulate Metal Matrix Composite," Journal of Minerals and Materials Characterization and Engineering, Vol. 8 No. 6, 2009, pp. 455-467; дата публикации 20.06.2009), содержащая мешалку с четырьмя лопастями, установленными под углом 45°, изготовленную из мягкой стали. Положение мешалки выбрано таким, чтобы 35% материала было ниже мешалки, а 65% - выше мешалки.Known installation for the production of composite materials by mixing (M. Singla, D. Dwivedi, L. Singhand V. Chawla, "Development of Aluminum Based Silicon Carbide Particulate Metal Matrix Composite," Journal of Minerals and Materials Characterization and Engineering, Vol. 8 No .6, 2009, pp. 455-467; publication date 06/20/2009) containing a mixer with four blades mounted at an angle of 45 °, made of mild steel. The position of the mixer is chosen so that 35% of the material is below the mixer, and 65% above the mixer.
Известна также установка (Т.А. Чернышова, Ю.А. Курганова, Л.И. Кобелева, Л.К. Болотова. Литые дисперсно-упрочненные алюмоматричные композиционные материалы: изготовление, свойства, применение. Ульяновск: УлГТУ, 2012; подписано в печать 24.09.2012), содержащая смеситель, располагающийся на раме, которая имеет катки и может перемещаться на печь и от печи по направляющим опорам. Рабочим органом смесителя является импеллер, выполненный из листового титана, поверхность которого защищена от растворения в расплаве термохимической обработкой в твердом карбюризаторе.The installation is also known (T.A. Chernyshova, Yu.A. Kurganova, L.I. Kobeleva, L.K. Bolotova. Cast dispersion-hardened aluminomatrix composite materials: manufacturing, properties, application. Ulyanovsk: UlSTU, 2012; signed in print September 24, 2012) containing a mixer located on a frame that has rollers and can be moved to and from the furnace along the guide supports. The working body of the mixer is an impeller made of titanium sheet, the surface of which is protected from dissolution in the melt by thermochemical treatment in a solid carburetor.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является установка, состоящая из вертикальной муфельной печи сопротивления, тигля диаметром 120 мм и высотой 200 мм и устройства для замешивания порошков в расплав (Калашников И.Е. Развитие методов армирования и модифицирования структуры алюмоматричных композиционных материалов [Текст]: дис. на соиск. учен. степ. д-ра техн. наук / Калашников Игорь Евгеньевич. - ИМЕТ им. А.А. Байкова РАН. - Москва, 2011 г.; 07.12.2011). Устройство для замешивания порошков состоит из электродвигателя, лопастного замешивателя, изготовленного из титана и вольфрама и соединенного с валом электродвигателя, и станины с держателем, с помощью которого осуществляется ввод замешивателя в расплав.The closest technical solution, selected as a prototype, is the installation consisting of a vertical muffle resistance furnace, a crucible with a diameter of 120 mm and a height of 200 mm and a device for mixing powders into the melt (I. Kalashnikov. Development of methods for reinforcing and modifying the structure of aluminomatrix composite materials [Text]: dissertation for the academic degree of doctor of technical sciences / Kalashnikov Igor Evgenievich - IMET named after A.A.Baikov RAS - Moscow, 2011; December 12, 2011). A device for mixing powders consists of an electric motor, a paddle mixer made of titanium and tungsten and connected to the motor shaft, and a bed with a holder, by means of which the mixer is introduced into the melt.
Общим недостатком выше перечисленных устройств является недостаточная эффективность введения частиц в расплав, выражающаяся в неполном введении частиц в матрицу (разнице между теоретической долей вводимого армирующего наполнителя и полученным реальным объемным содержанием наполнителя в композиционном слитке) и в недостаточно равномерном распределении частиц по телу матрицы в жидком состоянии.A common drawback of the above devices is the insufficient efficiency of introducing particles into the melt, which is expressed in incomplete introduction of particles into the matrix (the difference between the theoretical fraction of the reinforcing filler introduced and the obtained real volume content of the filler in the composite ingot) and in the insufficiently uniform distribution of particles over the matrix body in the liquid state .
Задачей заявляемой полезной модели является эффективное замешивание частиц в металломатричный расплав, позволяющее получить композит на основе металлической матрицы с равномерно распределенными частицами по всему объему материала.The objective of the claimed utility model is the effective mixing of particles into a metal matrix melt, which allows to obtain a composite based on a metal matrix with uniformly distributed particles throughout the volume of the material.
Указанная задача достигается тем, что разработана конструкция установки, состоящей из шахтной печи, оборудованной глиняно-графитовым тиглем диаметром 60 мм и высотой 84 мм, замешивателя специальной формы, изготовленного из графита, электродвигателя, к которому крепится замешиватеь, и стойки, обеспечивающей перемещение замешивателя вверх-вниз с ходом 100 мм, а также поворот на 360° вокруг оси. Для осуществления перемещения электродвигателя с замешивателем стойка оснащена ручным приводом, включающим в себя пару зубчатое колесо-рейка. Для реализации поворота ось стойки в нижней части выполнена в виде цилиндра и установлена в ответную цилиндрическую деталь. Для фиксации конструкции в необходимом положении предусмотрены стопорные винты.This task is achieved by the fact that the design of the installation is developed, which consists of a shaft furnace equipped with a clay-graphite crucible with a diameter of 60 mm and a height of 84 mm, a mixer of a special shape made of graphite, an electric motor to which the mixer is attached, and a rack that allows the mixer to move up - down with a stroke of 100 mm, as well as a rotation of 360 ° around the axis. To carry out the movement of the electric motor with a kneader, the rack is equipped with a manual drive, which includes a pair of gear-rack. To implement the rotation, the axis of the rack in the lower part is made in the form of a cylinder and is installed in the mating cylindrical part. To fix the structure in the required position, locking screws are provided.
Заявляемая полезная модель поясняется при помощи двух фигур. На фиг. 1 изображен специально профилированный замешиватель (импеллер), изготавливаемый из графита. На фиг. 2 изображен внешний вид установки, на котором печь и тигель показаны в разрезе. Цифрами на фигуре обозначены: 1 - шахтная электрическая печь сопротивления; 2 - тигель; 3 - замешиватель; 4 - электродвигатель; 5 - ручной привод, оснащенный парой зубчатое колесо-рейка; 6 - винты, позволяющие фиксировать замешиватель на необходимой высоте; 7 - винт, фиксирующий конструкцию при повороте.The inventive utility model is illustrated using two figures. In FIG. 1 shows a specially profiled kneader (impeller) made of graphite. In FIG. 2 shows the appearance of the installation, in which the furnace and the crucible are shown in section. The numbers in the figure indicate: 1 - shaft electric resistance furnace; 2 - a crucible; 3 - kneader; 4 - electric motor; 5 - manual drive equipped with a pair of gear-rack; 6 - screws to fix the kneader at the required height; 7 - screw, fixing the structure during rotation.
Устройство работает следующим образом. В предварительно разогретую печь (поз. 1 на фиг. 2) в тигель (поз. 2 на фиг. 2) загружают куски матричного металла (шихту) и расплавляют их. В расплавленный металл погружают замешиватель (поз. 3 на фиг. 2), используя для перемещения замешивателя ручной привод (поз. 5 на фиг. 2) и фиксируя замешиватель в нужном положении с помощью стопорных винтов (поз. 5, 6, 7 на фиг. 2). Далее включают электродвигатель (поз. 4 на фиг. 2), который приводит в движение замешиватель. Вращение замешивателя формирует на поверхности металла воронку, в которую вводят частицы наполнителя. Частицы наполнителя увлекаются потоками, создаваемыми вращающимся замешивателем, и с поверхности расплавленного металла попадают в его объем, распределяясь во всем объеме матричного сплава. По истечении процесса замешивания выключают электродвигатель, и извлекают замешиватель из расплава с помощью ручного привода. При необходимости осуществляют поворот конструкции для удобства извлечения тигля из печи.The device operates as follows. In a preheated furnace (pos. 1 in Fig. 2), pieces of the matrix metal (charge) are loaded into the crucible (pos. 2 in Fig. 2) and melted. The kneader is immersed in the molten metal (pos. 3 in Fig. 2), using a manual drive (pos. 5 in Fig. 2) to move the kneader and fixing the kneader in the desired position using the locking screws (pos. 5, 6, 7 in fig. . 2). Next, include an electric motor (
Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет получить металломатричный упрочненный частицами композиционный материал с высокой степенью равномерности распределения частиц по объему материала и большой эффективностью введения частиц в расплав, выражающейся в малой разнице между значениями долей вводимых первоначально в металл частиц и частиц, реально присутствующих в объеме композиционного материала после выполнения операции замешивания.Thus, the claimed utility model makes it possible to obtain a metal matrix particle-hardened composite material with a high degree of uniformity of the distribution of particles over the volume of the material and high efficiency of introducing particles into the melt, expressed in a small difference between the fractions of particles initially introduced into the metal and particles actually present in the volume of the composite material after the kneading operation.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017130950U RU179266U1 (en) | 2017-09-01 | 2017-09-01 | Installation for mixing particles in a metal matrix melt |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017130950U RU179266U1 (en) | 2017-09-01 | 2017-09-01 | Installation for mixing particles in a metal matrix melt |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU179266U1 true RU179266U1 (en) | 2018-05-07 |
Family
ID=62105241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017130950U RU179266U1 (en) | 2017-09-01 | 2017-09-01 | Installation for mixing particles in a metal matrix melt |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU179266U1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU162822A1 (en) * | ||||
| DE3730423A1 (en) * | 1987-09-10 | 1989-03-23 | Ekato Ind Anlagen Verwalt | Agitator |
| RU2106188C1 (en) * | 1996-04-22 | 1998-03-10 | Акционерное общество открытого типа "Всероссийский алюминиево-магниевый институт" | Stirring apparatus |
| EA008030B1 (en) * | 2003-11-04 | 2007-02-27 | Пакс Сайентифик, Инк. | Fluid circulation system |
| RU2604628C2 (en) * | 2012-09-17 | 2016-12-10 | НОВ КОНДОР ЭлЭлСи | Method and design of mixer |
-
2017
- 2017-09-01 RU RU2017130950U patent/RU179266U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU162822A1 (en) * | ||||
| DE3730423A1 (en) * | 1987-09-10 | 1989-03-23 | Ekato Ind Anlagen Verwalt | Agitator |
| RU2106188C1 (en) * | 1996-04-22 | 1998-03-10 | Акционерное общество открытого типа "Всероссийский алюминиево-магниевый институт" | Stirring apparatus |
| EA008030B1 (en) * | 2003-11-04 | 2007-02-27 | Пакс Сайентифик, Инк. | Fluid circulation system |
| RU2604628C2 (en) * | 2012-09-17 | 2016-12-10 | НОВ КОНДОР ЭлЭлСи | Method and design of mixer |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103097846B (en) | For equipment and the method for liquid metals process | |
| CN105755299B (en) | A kind of preparation facilities and method of low cost particle enhanced aluminum-based composite material | |
| CA2958112C (en) | A device and method for high shear liquid metal treatment | |
| CN103624243A (en) | Method and apparatus for supplying molten aluminum alloy | |
| CN105583385B (en) | A kind of device for continuously fast preparing of aluminum alloy wheel of vehicle semi solid slurry | |
| CN104988343A (en) | Device and method for preparing light alloy semi-solid slurry through air-cooling multi-tube stirring | |
| CN106222445A (en) | A kind of aluminum anodizing equipment and aluminum anodizing technique | |
| CN206382528U (en) | Prepare aluminum matrix composite semi-continuous casting device | |
| CN103173638B (en) | Method and device for preparing semi-solid metal slurry through efficient chilling at low degree of superheat | |
| CN102358922B (en) | Light alloy semi-solid slurry preparation device | |
| Chen et al. | Mechanism and kinetic model of in-situ TiB2/7055Al nanocomposites synthesized under high intensity ultrasonic field | |
| WO1999003620A1 (en) | Method for the directional solidification of molten metal and casting device for carrying out said method | |
| RU179266U1 (en) | Installation for mixing particles in a metal matrix melt | |
| Du et al. | Radial distribution of SiC particles in mechanical stirring of A356–SiCp liquid | |
| CN204325458U (en) | A kind of preparation facilities of low cost particle enhanced aluminum-based composite material | |
| CN113134580B (en) | Preparation method and preparation device of metal semi-solid non-dendritic crystal slurry | |
| JPS6122018B2 (en) | ||
| CN203184608U (en) | Device used for preparing metallic semisolid blanks continuously | |
| CN103170593B (en) | A kind of device of continuous production metal semisolid blank and application | |
| CN2471450Y (en) | Apparatus for preparing semi-solid metal slurry | |
| JPH0431009B2 (en) | ||
| CN211098736U (en) | Shell preparation facilities | |
| CN108559862A (en) | A kind of high-efficiency stirring method and device of no volume gas magnesium-carbonization silicon melt | |
| CN114150170B (en) | Stirring device, stirring method and application for preparing aluminum alloy semi-solid composite slurry | |
| RU117439U1 (en) | INSTALLATION FOR PRODUCING ALUMINUM MATRIX COMPOSITE MELTS AND CASTING OF THEM |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200902 |