專利名稱：一種半固態(tài)金屬漿料的制備和流變成型的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半固態(tài)金屬漿料的制備技術(shù)領(lǐng)域，特別提供了一種半固態(tài)金屬 漿料的制備和流變成型的設(shè)備。
技術(shù)背景自從七十年代初期美國麻省理工學(xué)院(MIT)發(fā)明了半固態(tài)金屬成形技術(shù) 以來，半固態(tài)金屬漿料的制備與成型技術(shù)引起各國的廣泛關(guān)注和研究。據(jù)文獻(xiàn) "Behavior of metal alloys in the semisolid state" (M C Flemings, Metall Trans, 1991，22A:957-981 )、 "Method and apparatus for shaping semisolid metals" (A Mitsuru , S Hiroto, H Yasunori， et al， EP Patent, 0745694A1,1996)、 "A novel technique to produce metal slurries for semi-solid metal processing" (J Wannasin， R A Martinez, M C Flemings, [in] iVoc o/&e 9& /"A Co"/ o/SeAwz'-So/zW /Voce肌V g o/^4//o>\y Com/ ow'to, Busan Korea, 2006， p.366隱369)、 "Rheocasting processes for semi-solid casting of aluminum alloys" (S P Midson， Die Casting Engineer,2006,50(l):48-51)、"半固態(tài)金屬及合金漿料或坯料的制備 方法"(毛衛(wèi)民，中國專利，200410009296.X, 2004)和《金屬材料半固態(tài)加 工理論與技術(shù)》(編著康永林，毛衛(wèi)民，胡壯麒，科學(xué)出版社，2004)報(bào)道， 獲得半固態(tài)金屬漿料的方法很多，如機(jī)械攪拌法、電磁攪拌法、應(yīng)變引起的熔 體激活法(strain induced melt activation)、晶粒細(xì)化和重熔法、紊流效應(yīng)法、 單螺旋攪拌法、雙螺旋攪拌法、低過熱度傾斜板澆注法、低過熱度澆注和弱電 磁攪拌法、低過熱度澆注和弱機(jī)械攪拌法、熔體混合法、控制澆注高度法、氣 泡攪拌法等。同樣，上述文獻(xiàn)也提出了許多半固態(tài)金屬漿料的流變成型方法， 如傳統(tǒng)機(jī)械攪拌式流變成型、壓射室制備漿料式流變成型、單螺旋機(jī)械攪拌式 流變成型、雙螺旋機(jī)械攪拌式流變成型、低過熱度傾斜板澆注式流變成型、低 過熱度澆注和弱機(jī)械攪拌式流變成型、低過熱度澆注和弱電磁攪拌式流變成 型、SLC式(Sub-Liquidus Casting)流變成型、CRP式(Continuous Rheocon version Process)流變成型、SEED式(Swirled Enthalpy Equilibation Device)流變成型、 CSIR式(The Council for Science and industrial Research)流變成型。但為了降低 半固態(tài)金屬漿料的制備與成型成本，世界各國的學(xué)者、專家和工業(yè)界仍在不斷 努力，試圖提出新的半固態(tài)金屬漿料或坯料的制備技術(shù)。在電磁攪拌制備半固態(tài)金屬漿料方法中，美國4229210號和4434837號專 利要求必須對金屬熔體進(jìn)行強(qiáng)烈的電磁攪拌，即電磁攪拌的功率很大，攪拌 所產(chǎn)生的剪切速率一般在500~1500S—\在這樣的剪切速率下，被攪拌金屬液 的旋轉(zhuǎn)速度很高， 一般都超過500轉(zhuǎn)/分鐘，這時(shí)才能獲得細(xì)小和球狀初晶的 半固態(tài)金屬漿料或坯料，因而坯料的制備成本較高。如果剪切速率小于500S—'， 初晶的形態(tài)變差，多為薔薇狀初晶，而且半固態(tài)金屬漿料或坯料表面的枝晶
層較厚，這種半固態(tài)金屬坯料不適于半固態(tài)觸變成形。在電磁攪拌制備半固態(tài) 金屬漿料的設(shè)備中， 一般不特別設(shè)置用于金屬液澆注的斜直復(fù)合管通道，即不利用 斜直復(fù)合管通道來冷卻金屬液和促進(jìn)形核，只需將過熱金屬液平穩(wěn)地澆入連鑄機(jī)的 熱頂承接口或結(jié)晶器即可。為了進(jìn)行強(qiáng)烈的電磁攪拌，電磁攪拌設(shè)備龐大，投資很 高，而且電磁攪拌功率大、效率低、耗能大，因此半固態(tài)金屬漿料或坯料的制備成 本較高。文獻(xiàn)"Semi-solid processing of engineering alloys by a twin-screw rheomolding process." (S Ji, Z Fan and M J Bevis，Mater Sci & Eng, 2001, 299A: 210-217)提出雙螺旋機(jī)械攪拌流變射鑄的設(shè)備主要包括液態(tài)鎂合金供料機(jī) 構(gòu)、雙螺旋機(jī)械攪拌機(jī)構(gòu)、壓射機(jī)構(gòu)和中央控制機(jī)構(gòu)。在雙螺旋機(jī)械攪拌流變 射鑄的設(shè)備中， 一般不特別設(shè)置用于鎂合金液澆注的斜直復(fù)合管通道，即不利用 斜直復(fù)合管通道來冷卻鎂合金液體和促進(jìn)形核，只需將過熱鎂合金液平穩(wěn)地導(dǎo)入雙 螺旋機(jī)械攪拌桶中即可。供料機(jī)構(gòu)能夠保證向雙螺旋機(jī)械攪拌機(jī)構(gòu)提供溫度合 適和數(shù)量合適的液態(tài)鎂合金；液態(tài)鎂合金一旦進(jìn)入攪拌系統(tǒng)， 一邊被雙螺旋 攪拌桶強(qiáng)烈地剪切， 一邊被快速冷卻到預(yù)期的固相分?jǐn)?shù)；當(dāng)半固態(tài)鎂合金漿 料到達(dá)輸送閥時(shí)，初生固相已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍驙铑w粒，并均勻分布在低烙點(diǎn)的液 相中；當(dāng)輸送閥打開時(shí)，半固態(tài)鎂合金漿料進(jìn)入壓室，被壓入模具型腔，并 在模具中完全凝固，最終形成機(jī)械零件。但這種雙螺旋機(jī)械攪拌流變射鑄設(shè) 備僅適合于鎂合金的半固態(tài)流變成型。文獻(xiàn)"液相線鑄造鋁合金2618顯微組織"(劉丹，崔建忠，夏可農(nóng).東北大學(xué) 學(xué)報(bào).1999,20(2):173-176)提出在非攪拌條件下，僅利用控制澆注溫度，也 可以制備半固態(tài)金屬漿料，這種方法被稱為液相線鑄造法，但該方法要求金屬 液的澆注溫度非常接近該金屬液的液相線溫度，即比該液相線溫度高1~5°C， 才能獲得半固態(tài)金屬漿料，這使得大容量金屬液溫度的控制變得十分困難，金 屬液的流動(dòng)性也變差。如果提高金屬液的澆注溫度，初晶的球狀形態(tài)會(huì)惡化， 由液相線澆注時(shí)的球狀轉(zhuǎn)變?yōu)樗N薇狀或枝晶狀，這種半固態(tài)金屬漿料的觸變性 很差，半固態(tài)成形時(shí)的變形不均勻，易出現(xiàn)液固相偏析，非常不利于金屬的半 固態(tài)成型。在該制備工藝及設(shè)備中， 一般不特別設(shè)置用于金屬液澆注的斜直復(fù)合 管通道，即不利用斜直復(fù)合管通道來冷卻金屬液體和促進(jìn)形核，只需將過熱金屬液 體平穩(wěn)地澆入坩堝或鑄模即可。中國專利00109540. 4提出了一種制備半固態(tài)金屬漿料或坯料的方法，即將 低過度的金屬液直接澆入鑄模或連鑄結(jié)晶器中，同時(shí)對該過熱金屬液進(jìn)行弱攪 拌，就可制備出半固態(tài)金屬漿料或坯料，而且該半固態(tài)金屬漿料或坯料純凈， 不會(huì)受到制備裝置的污染，因此該制備方法的設(shè)備投資較低、半固態(tài)金屬漿料 或坯料的制備成本較低，半固態(tài)金屬漿料便于各種流變成型，半固態(tài)金屬坯料 便于各種觸變成型。但該方法在制備半固態(tài)金屬漿料時(shí)還需要專門的電磁攪袢
設(shè)備或機(jī)械攪拌設(shè)備，整體設(shè)備的構(gòu)成復(fù)雜，制備工藝比較麻煩，而且也不特 別設(shè)置用于金屬液澆注的斜直復(fù)合管通道，即不利用斜直復(fù)合管通道來冷卻金屬 液體和促進(jìn)形核，只需將過熱金屬液體平穩(wěn)地澆入制備坩堝即可。歐洲專利EP 0745691A1提出了 New Rheocasting技術(shù)，簡稱NRC。在NRC 技術(shù)中，首先降低澆注金屬液的過熱度，將金屬液澆注到一個(gè)傾斜平板(或 傾斜圓管、或傾斜半圓管)上，金屬熔體流入收集坩堝，再經(jīng)過適當(dāng)?shù)睦鋮s 凝固，這時(shí)的半固態(tài)金屬熔體中的初生固相就呈球狀，均勻分布在低熔點(diǎn)的 殘余液相中，最后對收集坩堝中的金屬漿料進(jìn)行溫度調(diào)整，以獲得盡可能均 勻的溫度場或固相分?jǐn)?shù)，最終得到半固態(tài)金屬漿料，再將該半固態(tài)金屬漿料 進(jìn)行流變壓鑄或鍛造，就可成型各種零件。在New Rheocasting工藝的設(shè)備 中，不特別設(shè)置用于金屬液澆注的斜直復(fù)合管通道，即不利用斜直復(fù)合管通道 來冷卻金屬液體和促進(jìn)形核，只需將過熱金屬液體平穩(wěn)地澆倒傾斜平板(或傾斜 圓管、或傾斜半圓管)上即可。但該傾斜板的傾斜角度較小， 一般在30~60 度(傾斜平板與水平方向的夾角)之間，容易粘掛金屬熔體，需要不斷清理， 也浪費(fèi)金屬。文獻(xiàn)"Idra Prince Rheocasting and Squeeze Casting Technology" (J Yueko， Die Casting Engineer, 2002, (4): 20-23)指出:美國麻省理工學(xué)院(MIT)的 Martinez和Flemings等人提出了一種新的流變成型技術(shù)。該技術(shù)的核心思想是 將低過熱度的金屬液澆注到制備坩堝中(該坩堝內(nèi)徑尺寸適合壓鑄機(jī)的壓射室 尺寸)，利用鍍膜的銅棒對坩堝中的金屬液進(jìn)行短時(shí)弱機(jī)械攪拌，使金屬熔體 冷卻到液相線溫度以下，然后移走攪拌銅棒，讓坩堝中的半固態(tài)金屬熔體冷卻 到預(yù)定的溫度或固相分?jǐn)?shù)，就得到了半固態(tài)金屬漿料。將該半固態(tài)金屬漿料進(jìn) 行流變壓鑄或鍛造，就可成型各種零件。但該方法在制備半固態(tài)金屬漿料時(shí)還 需要專門的機(jī)械攪拌設(shè)備，整體設(shè)備的構(gòu)成復(fù)雜，制備工藝比較麻煩，也未特 別設(shè)置用于金屬液澆注的斜直復(fù)合管通道，即不利用斜直復(fù)合管通道來冷卻金屬 液體和促進(jìn)形核，只需將過熱金屬液體平穩(wěn)地澆入攪拌坩堝即可。特別需要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是，以上各種制備半固態(tài)金屬漿料及流變成型工藝和設(shè)備均 有自己的特點(diǎn)，也都存在各自的不足，仍然需要提出新的半固態(tài)金屬漿料的制備 與成型裝備，以便簡化工藝、降低生產(chǎn)成本。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種半固態(tài)金屬漿料的制備與流變成型的設(shè)備。以利用 一傾斜管和垂直管組成的斜直復(fù)合管通道來澆注金屬液，促進(jìn)該金屬液的冷卻和形 核，制備半固態(tài)金屬漿料與流變成型。本發(fā)明由升降機(jī)構(gòu)2、過熱金屬液熔煉爐3、澆口杯5、斜直復(fù)合管通道6、制 備坩堝7、溫度控制器9的冷卻元件10和加熱元件11、制備柑堝7的支撐和推出機(jī) 構(gòu)12、壓鑄機(jī)的壓室14、壓鑄機(jī)的動(dòng)型16和定型17構(gòu)成，見圖l、圖2、圖3、圖4。升降機(jī)構(gòu)2可以自由調(diào)整過熱度金屬液熔煉爐3的澆口與澆口杯5之間的距離以 方便澆注。升降機(jī)構(gòu)2與過熱金屬液熔煉爐3銜接，過熱金屬液熔煉爐3與澆口杯5 銜接，澆口杯5與斜直復(fù)合管通道6銜接，斜直復(fù)合管通道6與制備坩堝7銜接。制 備坩堝7與溫度控制器相結(jié)合，溫度控制器由冷卻元件10、加熱元件ll和制備柑堝 7的支撐和推出機(jī)構(gòu)12組成。制備坩堝7與壓鑄機(jī)相結(jié)合，壓鑄機(jī)由壓室14、動(dòng)型 16、定型17和壓射沖頭19組成。壓鑄機(jī)的壓室14可由擠壓鑄造機(jī)的壓室21代替，壓鑄機(jī)的動(dòng)型16和定型17可 由擠壓鑄造機(jī)的右型24和左型25代替，見圖5、圖6。升降機(jī)構(gòu)2可以自由調(diào)整過 熱度金屬液熔煉爐3的澆口與澆口杯5之間的距離以方便澆注。升降機(jī)構(gòu)2與過熱金 屬液熔煉爐3銜接，過熱金屬液熔煉爐3與澆口杯5銜接，澆口杯5與斜直復(fù)合管通 道6銜接，斜直復(fù)合管通道6與制備坩堝7銜接。制備坩堝7與溫度控制器相結(jié)合， 溫度控制器由冷卻元件10、加熱元件11和制備坩堝7的支撐和推出機(jī)構(gòu)12組成， 加熱元件為電磁感應(yīng)加熱器或電阻絲；冷卻元件為室溫空氣或室溫氬氣、或SF6與空 氣、或SF6與C02氣體的混合物，或液體水。制備柑堝7與擠壓鑄造機(jī)相結(jié)合，擠壓 鑄造機(jī)由壓室21、壓射沖頭22、擠壓鑄造機(jī)的右型24和左型25組成。壓鑄機(jī)的動(dòng)型16和定型17可由鍛造機(jī)的下鍛模28和上鍛模30代替，見圖7、 圖8。升降機(jī)構(gòu)2可以自由調(diào)整過熱度金屬液熔煉爐3的澆口與澆口杯5之間的距離 以方便澆注。升降機(jī)構(gòu)2與過熱金屬液熔煉爐3銜接，過熱金屬液熔煉爐3與澆口杯 5銜接，澆口杯5與斜直復(fù)合管通道6銜接，斜直復(fù)合管通道6與制備坩堝7銜接。 制備坩堝7與溫度控制器相結(jié)合，溫度控制器由冷卻元件10和加熱元件11及制備坩 堝7的支撐和推出機(jī)構(gòu)12組成。制備坩堝7與鍛造機(jī)相結(jié)合，鍛造機(jī)由下鍛模28和 上鍛模30組成。升降機(jī)構(gòu)2與過熱金屬液熔煉爐3銜接，過熱金屬液熔煉爐3與澆口杯5銜接， 澆口杯5與斜直復(fù)合管通道6銜接，斜直復(fù)合管通道6與壓鑄機(jī)的壓室14銜接，壓 鑄機(jī)由壓室14、動(dòng)型16、定型17和壓射沖頭19組成，見圖9、圖4。升降機(jī)構(gòu)2與過熱金屬液熔煉爐3銜接，過熱金屬液熔煉爐3與澆口杯5銜接， 澆口杯5與斜直復(fù)合管通道6銜接，斜直復(fù)合管通道6與擠壓鑄造機(jī)的壓室21銜接， 擠壓鑄造機(jī)由壓室21、壓射沖頭22、擠壓鑄造機(jī)的右型24和左型25組成，見圖10、 圖6。升降機(jī)構(gòu)2與過熱金屬液熔煉爐3銜接，過熱金屬液熔煉爐3與澆口杯5銜接， 澆口杯5與斜直復(fù)合管通道6銜接，斜直復(fù)合管通道6與鍛造機(jī)的下鍛模28和上鍛 模30銜接，鍛造機(jī)由下鍛模28和上鍛模30組成，見圖ll、圖8。升降機(jī)構(gòu)2與過熱金屬液熔煉爐3銜接，過熱金屬液熔煉爐3與澆口杯5銜接， 澆口杯5與斜直復(fù)合管通道6銜接，斜直復(fù)合管通道6與制備坩堝7銜接，見圖l。升降機(jī)構(gòu)2與過熱金屬液熔煉爐3銜接，過熱金屬液熔煉爐3與澆口杯5銜接， 澆口杯5與斜直復(fù)合管通道6銜接，斜直復(fù)合管通道6與連鑄結(jié)晶器32銜接，連鑄
結(jié)晶器32與連鑄坯33銜接，連鑄坯33與二冷水噴嘴34、牽引器35和引錠桿36銜 接，見圖12。斜直復(fù)合管通道6的結(jié)構(gòu)見圖13、圖14。斜直復(fù)合管通道6的外側(cè)可設(shè)置冷卻 器38和加熱器39;斜直復(fù)合管通道(6)的冷卻器(38)由循環(huán)水冷卻套、或氣流 冷卻套、或含鹽水冷卻套、或機(jī)油冷卻套組成，加熱器(39)由電阻加熱絲或電磁 感應(yīng)加熱器組成，斜直復(fù)合管通道6的材質(zhì)為石墨、或陶瓷、或銅合金、或不銹 鋼、或不銹鐵；斜直復(fù)合管通道6的內(nèi)壁可以設(shè)有陶瓷涂料襯里37，陶瓷涂料襯里 的厚度為0.2 2mm;斜直復(fù)合管通道6的傾斜管段的高度為0 300mrn、斜管段軸線 與地平面垂直線的夾角為0 60度;斜直復(fù)合管通道的垂直管段的高度為50 1000mrn; 斜直復(fù)合管通道的內(nèi)徑為5~100mm。制備坩堝的形狀為圓柱形容器或多邊棱柱形容器，該制備坩堝的材質(zhì)為相對磁導(dǎo) 率為0.9 1.1的石墨、或陶瓷、或銅合金、或不銹鋼、或不銹鐵。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于將過熱度為0 20(TC的金屬液澆入一斜直復(fù)合管通道，該過 熱金屬液沿著該斜直復(fù)合管通道的內(nèi)壁向下流動(dòng)，流入制備坩堝中，以此強(qiáng)化該金屬 液的激冷和大量增加結(jié)晶核心，可獲得更加優(yōu)良的半固態(tài)金屬槳料；同時(shí)控制該金屬 漿料的后續(xù)冷卻過程或溫度場，準(zhǔn)確控制半固態(tài)金屬漿料的固相分?jǐn)?shù)，然后將該固相分?jǐn)?shù)的半固態(tài)金屬漿料直接送至壓鑄機(jī)、擠壓鑄造機(jī)或鍛造機(jī)進(jìn)行流變成型；或?qū)⒃?半固態(tài)金屬漿料完全凝固成坯料，用于該金屬的半固態(tài)觸變成型。這種制備與成型方法取消了復(fù)雜的單純電磁攪拌或機(jī)械攪拌裝備，也取消了復(fù)雜 的低過熱度澆注和弱攪拌制備中的電磁攪拌或機(jī)械攪拌裝備，也大大降低了液相線澆 注的難度，大大減少了制備能耗，同樣可獲得優(yōu)良的半固態(tài)金屬漿料，明顯降低了半 固態(tài)金屬漿料的制備成本。這些半固態(tài)金屬漿料經(jīng)過后續(xù)的控制冷卻或溫度場均勻 化，將該半固態(tài)金屬漿料送至壓鑄機(jī)、或擠壓鑄造機(jī)的壓室進(jìn)行流變成型，或?qū)⒃摪?固態(tài)金屬漿料送至鍛造機(jī)進(jìn)行流變成型，大大縮短了半固態(tài)金屬的觸變成型工藝流 程，大幅度減少設(shè)備投資，明顯降低半固態(tài)金屬成型件的生產(chǎn)成本。本發(fā)明的設(shè)備構(gòu)造簡單、設(shè)備投資少，鑄件、擠壓鑄件或鍛件的生產(chǎn)成本低，非 常適合半固態(tài)金屬的流變成型及坯料的生產(chǎn)。


圖l是本發(fā)明的半固態(tài)金屬漿料制備與成型工藝及裝置示意圖。其中升降機(jī)構(gòu)2、 過熱金屬液熔煉爐3、金屬液4、澆口杯5、斜直復(fù)合管通道6、制備坩堝7、半固態(tài) 金屬漿料8。圖2是本發(fā)明的半固態(tài)金屬漿料制備與成型工藝及裝置示意圖。其中制備坩堝7、 半固態(tài)金屬漿料8、溫度控制器的冷卻元件10和加熱元件11、制備坩堝7的支撐和 推出機(jī)構(gòu)12。圖3是本發(fā)明的半固態(tài)金屬漿料制備與成型工藝及裝置示意圖。其中制備坩堝7、 半固態(tài)金屬漿料8、壓鑄機(jī)的壓室14、壓射沖頭19。圖4是本發(fā)明的半固態(tài)金屬漿料制備與成型工藝及裝置示意圖。其中壓鑄機(jī)的動(dòng) 型16和定型17、半固態(tài)壓鑄件18、壓射沖頭19。圖5是本發(fā)明的半固態(tài)金屬漿料制備與成型工藝及裝置示意圖。其中制備坩堝7、 半固態(tài)金屬漿料8、擠壓鑄造機(jī)的壓室21、壓射沖頭22。圖6是本發(fā)明的半固態(tài)金屬漿料制備與成型工藝及裝置示意圖。其中擠壓鑄造機(jī) 的壓室21、壓射沖頭22、右型24、左型25、半固態(tài)擠壓鑄件26。圖7是本發(fā)明的半固態(tài)金屬漿料制備與成型工藝及裝置示意圖。其中制備塒堝7、 半固態(tài)金屬漿料8、鍛造機(jī)的下鍛模28。圖8是本發(fā)明的半固態(tài)金屬槳料制備與成型工藝及裝置示意圖。其中鍛造機(jī)的下 鍛模28、上鍛模30、半固態(tài)鍛件31。圖9是本發(fā)明的半固態(tài)金屬漿料制備與成型工藝及裝置示意圖。其中升降機(jī)構(gòu)2、 過熱金屬液熔煉爐3、金屬液4、澆口杯5、斜直復(fù)合管通道6、半固態(tài)金屬漿料8、 壓鑄機(jī)的壓室14、壓射沖頭19。圖10是本發(fā)明的半固態(tài)金屬漿料制備與成型工藝及裝置示意圖。其中升降機(jī)構(gòu)2、. 過熱金屬液熔煉爐3、金屬液4、澆口杯5、斜直復(fù)合管通道6、半固態(tài)金屬漿料8、 擠壓鑄造機(jī)的壓室21、壓射沖頭22。圖11是本發(fā)明的半固態(tài)金屬漿料制備與成型工藝及裝置示意圖。其中升降機(jī)構(gòu)2、 過熱金屬液熔煉爐3、金屬液4、澆口杯5、斜直復(fù)合管通道6、半固態(tài)金屬漿料8、 鍛造機(jī)的下鍛模28。圖12是本發(fā)明的半固態(tài)金屬坯料制備工藝及裝置示意圖。其中升降機(jī)構(gòu)2、過熱 金屬液熔煉爐3、金屬液4、澆口杯5、斜直復(fù)合管通道6、半固態(tài)金屬衆(zhòng)料8、連鑄 結(jié)晶器32，連鑄坯33， 二冷水噴嘴34，牽引器35和引錠桿36。圖13是本發(fā)明的半固態(tài)金屬坯料制備工藝及裝置示意圖。其中斜直復(fù)合管通道6、 陶瓷涂料襯里37、冷卻器38， hl是斜直復(fù)合管通道的斜管段垂直高度，h2是斜直復(fù) 合管通道的直道垂直高度，oc是斜直復(fù)合管通道的斜管段軸線與地平面垂直線的夾角， d是斜直復(fù)合管通道的內(nèi)徑。圖14是本發(fā)明的半固態(tài)金屬坯料制備工藝及裝置示意圖。其中斜直復(fù)合管通道6、 陶瓷涂料襯里37、加熱器39。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例l、參照圖l、圖2、圖3、圖4和圖13，這是按上述技術(shù)特點(diǎn)提供的工藝 流程及裝置。該工藝設(shè)置升降機(jī)構(gòu)2，該升降機(jī)構(gòu)2利用液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)；該過熱 ZL101A鋁合金液熔煉爐3是電阻熔化爐，該電阻熔化爐的保溫性能良好，能夠保 證ZL101A鋁合金液4的溫控精度，溫控精度為土1(TC;該過熱ZL101A鋁合金液熔 煉爐3與澆口杯5銜接，該澆口杯由石墨制作；該澆口杯5與斜直復(fù)合管通道6銜接， 該斜直復(fù)合管通道6的斜管段的高度為lOOmm，斜管段軸線與地平面垂直線的 夾角為30度，斜直復(fù)合管通道的垂直管段的高度為lOOmm，斜直復(fù)合管通道
的內(nèi)徑為20mm，該斜直復(fù)合管通道6由石墨制作；該斜直復(fù)合管通道6與半固 態(tài)ZL101A鋁合金漿料的制備坩堝7銜接，該制備坩堝7由奧氏體型不銹鋼制作， 該制備坩堝7的內(nèi)部尺寸為(j)80xl50mm，澆注前該制備坩堝7處于室溫；該制備坩 堝7與溫度控制器相結(jié)合，溫度控制器由冷卻元件10、加熱元件11和制備坩堝7的 支撐和推出機(jī)構(gòu)12組成，冷卻元件10由循環(huán)的室溫空氣構(gòu)成，加熱元件11由中頻 電磁感應(yīng)圈構(gòu)成，制備坩堝7的支撐和推出機(jī)構(gòu)12由絕熱材料的托塊和鋼支架構(gòu)成; 該制備坩堝7與壓鑄機(jī)相結(jié)合，壓鑄機(jī)由壓室14、動(dòng)型16、定型17和壓射沖頭19 組成。調(diào)整過熱ZL101A鋁合金液熔煉爐3的升降機(jī)構(gòu)2，將630'C的過熱ZL101A 鋁合金液4澆入澆口杯5內(nèi)，該過熱ZL101A鋁合金液4沿著斜直復(fù)合管通道6的內(nèi) 壁向下流動(dòng)，并流入制備坩堝7中，凝固5秒鐘時(shí)，即可得到半固態(tài)ZL101A鋁合金 漿料8;將該制備坩堝7連同其中的半固態(tài)ZL101A鋁合金漿料8移至溫度控制器中， 調(diào)整該溫度控制器的1000Hz中頻電磁感應(yīng)圈11的功率，使該制備坩堝7連同其中 的半固態(tài)ZL101A鋁合金漿料8進(jìn)一步冷卻，冷卻速度為5'C/min，最終使該半固態(tài) ZL101A鋁合金8的固相分?jǐn)?shù)控制在預(yù)定的0.2~0.7或使槳料的溫度控制在預(yù)定的 580~600°C ;在該冷卻過程中，該半固態(tài)ZLIOIA鋁合金槳料8的邊緣和心部的溫度 差小于士3'C;最后，支撐和推出機(jī)構(gòu)13將該半固態(tài)ZL101A鋁合金漿料8連同制備 柑堝7推出溫度控制器；將該半固態(tài)ZL101A鋁合金漿料8倒入壓鑄機(jī)的壓室14內(nèi)， 加壓成型，持壓5 8秒，開型取出壓鑄件，就完成了一次半固態(tài)ZL101A鋁合金漿料 的流變壓鑄；在流變壓鑄前，壓室14預(yù)熱溫度為30(TC，壓鑄型16和17的預(yù)熱 溫度為200°C。實(shí)施例2、參照圖l、圖2、圖5、圖6和圖13，這是按上述技術(shù)特點(diǎn)提供的工藝 流程及裝置。該工藝設(shè)置升降機(jī)構(gòu)2，該升降機(jī)構(gòu)2利用液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)；該過熱 ZL101A鋁合金液熔煉爐3是電阻熔化爐，該電阻熔化爐的保溫性能良好，能夠保 證ZL101A鋁合金液4的溫控精度，溫控精度為土10'C;該過熱ZL101A鋁合金液熔 煉爐3與澆口杯5銜接，該澆口杯由石墨制作；該澆口杯5與斜直復(fù)合管通道6銜 接，該斜直復(fù)合管通道6的斜管段的高度為200mm，斜管段軸線與地平面垂直 線的夾角為20度，斜直復(fù)合管通道的垂直管段的高度為50mm，斜直復(fù)合管通 道的內(nèi)徑為25mm，該斜直復(fù)合管通道6由石墨制作；該斜直復(fù)合管通道6與半 固態(tài)ZL101A鋁合金漿料的制備坩堝7銜接，該制備坩堝7由奧氏體型不銹鋼制作， 該制備坩堝7的內(nèi)部尺寸為(()80xl50mm，澆注前該制備坩堝7處于室溫；該制備坩 堝7與溫度控制器相結(jié)合，溫度控制器由冷卻元件IO、加熱元件ll和制備坩堝的支 撐和推出機(jī)構(gòu)12組成，冷卻元件10由循環(huán)的室溫空氣構(gòu)成，加熱元件11由中頻電 磁感應(yīng)圈構(gòu)成，制備坩堝的支撐和推出機(jī)構(gòu)12由絕熱材料的托塊和鋼支架構(gòu)成；該 制備坩堝7與擠壓鑄造機(jī)相結(jié)合，擠壓鑄造機(jī)由壓室2K壓射沖頭22、右型24和左 型25組成。調(diào)整過熱ZL101A鋁合金液熔煉爐3的升降機(jī)構(gòu)2，將630°C的過熱ZLIOIA 鋁合金液4澆入澆口杯5內(nèi)，該過熱ZLIOIA鋁合金液4沿著斜直復(fù)合管通道6的 內(nèi)壁向下流動(dòng)，并流入制備坩堝7中，凝固5秒鐘時(shí)，即可得到半固態(tài)ZL101A鋁合 金漿料8;將制備坩堝7連同其中的半周態(tài)ZL101A鋁合金漿料8移至溫度控制器中， 調(diào)整該溫度控制器的1000Hz中頻電磁感應(yīng)圈11的功率，使該制備坩堝7連同其中 的半固態(tài)ZL101A鋁合金漿料8進(jìn)一步冷卻，冷卻速度為5'C/min，最終使該的半固 態(tài)ZL101A鋁合金8的固相分?jǐn)?shù)控制在預(yù)定的0.2~0.7或使?jié){料的溫度控制在預(yù)定的 580~600°C ;在該冷卻過程中，該半固態(tài)ZL101A鋁合金槳料8的邊緣和心部的溫度 差小于士3'C;最后，支撐和推出機(jī)構(gòu)12將該半固態(tài)ZL101A鋁合金聚料8連同制備 坩堝7推出溫度控制器9;將該半固態(tài)ZL101A鋁合金槳料8倒入擠壓鑄造機(jī)的壓室 21內(nèi)，加壓成型，持壓5 8秒，開型取出擠壓鑄件，就完成了一次半固態(tài)ZL101A 鋁合金漿料的流變擠壓鑄造；在流變擠壓鑄造前，壓室21預(yù)熱溫度為300°C，擠 壓鑄造機(jī)的右型24和左型25的預(yù)熱溫度為200°C 。實(shí)施例3、參照圖l、圖2、圖7、圖8和圖13，這是按上述技術(shù)特點(diǎn)提供的工藝 流程及裝置。該工藝設(shè)置升降機(jī)構(gòu)2，該升降機(jī)構(gòu)2利用液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)；該過熱 ZL101A鋁合金液熔煉爐3是電阻熔化爐，該電阻熔化爐的保溫性能良好，能夠保 證ZL101A鋁合金液4的溫控精度，溫控精度為士10'C;該過熱ZL101A鋁合金液熔 煉爐3與澆口杯5銜接，該澆口杯由石墨制作；該澆口杯5與斜直復(fù)合管通道6銜 接，該斜直復(fù)合管通道6的斜管段的高度為300mm，斜管段軸線與地平面垂直 線的夾角為40度，斜直復(fù)合管通道的垂直管段的高度為800mm，斜直復(fù)合管 通道的內(nèi)徑為40mm，該斜直復(fù)合管通道6由石墨制作；該斜直復(fù)合管通道6與 半固態(tài)ZL101A鋁合金漿料的制備坩堝7銜接，該制備坩堝7由奧氏體型不銹鋼制 作，該制備柑堝7的形狀為等六邊棱柱，其內(nèi)部的對邊弦距為80mm、高度為150mm， 澆注前該制備坩堝7處于室溫；該制備坩堝7與溫度控制器相結(jié)合，溫度控制器由冷 卻元件10、加熱元件11和制備坩堝的支撐和推出機(jī)構(gòu)12組成，冷卻元件10由循環(huán) 的室溫空氣構(gòu)成，加熱元件ll由中頻電磁感應(yīng)圈構(gòu)成，制備坩堝的支撐和推出機(jī)構(gòu) 12由絕熱材料的托塊和鋼支架構(gòu)成；該制備坩堝7與鍛造機(jī)相結(jié)合，鍛造機(jī)由下鍛 模28和上鍛模30組成。調(diào)整過熱ZL101A鋁合金液熔煉爐3的升降機(jī)構(gòu)2，將660 °C的過熱ZL101A鋁合金液4澆入澆口杯5內(nèi)，該過熱ZL101A鋁合金液4沿著斜直 復(fù)合管通道6的內(nèi)壁向下流動(dòng)，并流入制備坩堝7中，凝固10秒鐘時(shí)，即可得到半 固態(tài)ZL101A鋁合金漿料8;將該制備坩堝7連同其中的半固態(tài)ZL101A鋁合金漿料 8移至溫度控制器中，調(diào)整該溫度控制器的1000Hz中頻電磁感應(yīng)圈11的功率，使該 制備坩堝7連同其中的半固態(tài)ZL101A鋁合金漿料8進(jìn)一步冷卻，冷卻速度為5°C /min，最終使該半固態(tài)ZL101A鋁合金8的固相分?jǐn)?shù)控制在預(yù)定的0.2~0.7或使槳料 的溫度控制在預(yù)定的580~600°C ;在該冷卻過程中，該半固態(tài)ZL101A鋁合金漿料8 的邊緣和心部的溫度差小于士3'C;最后，支撐和推出機(jī)構(gòu)13將該半固態(tài)ZL101A鋁 合金漿料8連同制備坩堝7推出溫度控制器9;將該半固態(tài)ZL101A鋁合金漿料8倒 入鍛造機(jī)的下鍛模28內(nèi)，加壓成型，持壓5 8秒，開型取出鍛件，就完成了一次半 固態(tài)ZL101A鋁合金漿料的流變鍛造；在流變鍛造前，下鍛模28和上鍛模30的預(yù) 熱溫度為200°C。實(shí)施例4、參照圖9、圖4和圖13，這是按上述技術(shù)特點(diǎn)提供的工藝流程及裝置。 該工藝設(shè)置升降機(jī)構(gòu)2，該升降機(jī)構(gòu)2利用液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)；該過熱ZL101A鋁合金 液熔煉爐3是電阻熔化爐，該電阻熔化爐的保溫性能良好，能夠保證ZL101A鋁合 金液4的溫控精度，溫控精度為土1(TC;該過熱ZL101A鋁合金液熔煉爐3與澆口杯 5銜接，該澆口杯由石墨制作；該澆口杯5與斜直復(fù)合管通道6銜接，該斜直復(fù)合 管通道6的斜管段的高度為50mm，斜管段軸線與地平面垂直線的夾角為60 度，斜直復(fù)合管通道的垂直管段的高度為200mm，斜直復(fù)合管通道的內(nèi)徑為 50mm,該斜直復(fù)合管通道6由石墨制作；該斜直復(fù)合管通道6與冷卻器38相結(jié) 合，該冷卻器38由冷卻水套構(gòu)成，冷卻水的流量為每分鐘1300升；該斜直復(fù)合管 通道6與壓鑄機(jī)相結(jié)合，壓鑄機(jī)由壓室14、動(dòng)型16、定型17和壓射沖頭19組成。 調(diào)整過熱ZL101A鋁合金液熔煉爐3的升降機(jī)構(gòu)2，將75(TC的過熱ZL101A鋁合金 液4澆入澆口杯5內(nèi)，該過熱ZL101A鋁合金液4沿著斜直復(fù)合管通道6的內(nèi)壁向 下流動(dòng)，并流入壓鑄機(jī)的壓室14內(nèi)，加壓成型，持壓5 8秒，開型取出壓鑄件，就 完成了一次半固態(tài)ZL101A鋁合金漿料的流變壓鑄；在流變壓鑄前，壓室14預(yù)熱溫 度為30(TC，壓鑄型16和17的預(yù)熱溫度為20(TC。實(shí)施例5、參照圖10、圖6和圖13，這是按上述技術(shù)特點(diǎn)提供的工藝流程及裝置。 該工藝設(shè)置升降機(jī)構(gòu)2，該升降機(jī)構(gòu)2利用液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)；該過熱ZL101A鋁合金 液熔煉爐3是電阻熔化爐，該電阻熔化爐的保溫性能良好，能夠保證ZL101A鋁合 金液4的溫控精度，溫控精度為土1(TC;該過熱ZL101A鋁合金液熔煉爐3與澆口杯 5銜接，該澆口杯由石墨制作；該澆口杯5與斜直復(fù)合管通道6銜接，該斜直復(fù)合 管通道6的斜管段的高度為200mm，斜管段軸線與地平面垂直線的夾角為20 度，斜直復(fù)合管通道的垂直管段的高度為150mm，斜直復(fù)合管通道的內(nèi)徑為 20mm，該斜直復(fù)合管通道6由石墨制作；該斜直復(fù)合管通道6與冷卻器38相結(jié) 合，該冷卻器38由冷卻水套構(gòu)成，冷卻水的流量為每分鐘1000升；該斜直復(fù)合管 通道6與擠壓鑄造機(jī)相結(jié)合，擠壓鑄造機(jī)由壓室21、壓射沖頭22、右型24和左型 25組成。調(diào)整過熱ZL101A鋁合金液熔煉爐3的升降機(jī)構(gòu)2，將68(TC的過熱ZL101A 鋁合金液4澆入澆口杯5內(nèi)，該過熱ZL101A鋁合金液4沿著斜直復(fù)合管通道6的 內(nèi)壁向下流動(dòng)，并流入擠壓鑄造機(jī)的壓室21內(nèi)，加壓成型，持壓5 8秒，開型取出 擠壓鑄件，就完成了一次半固態(tài)ZL101A鋁合金漿料的流變擠壓鑄造；在流變擠壓鑄 造前，壓射室21預(yù)熱溫度為300'C，擠壓鑄造機(jī)23的右型24和左型25型預(yù)熱 溫度為200°C。實(shí)施例6、參照圖11、圖8和圖13，這是按上述技術(shù)特點(diǎn)提供的工藝流程及裝置。 該工藝設(shè)置升降機(jī)構(gòu)2，該升降機(jī)構(gòu)2利用液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)；該過熱ZL101A鋁合金 液熔煉爐3是電阻熔化爐，該電阻熔化爐的保溫性能良好，能夠保證ZL101A鋁合
金液4的溫控精度，溫控精度為土10'C;該過熱ZLIOIA鋁合金液熔煉爐3與澆口杯 5銜接，該澆口杯5由SiC陶瓷制作；該澆口杯5與斜直復(fù)合管通道6銜接，該斜 直復(fù)合管通道6的斜管段的高度為150mm，斜管段軸線與地平面垂直線的夾角 為10度，斜直復(fù)合管通道的垂直管段的高度為100mm，斜直復(fù)合管通道的內(nèi) 徑為20mm，該斜直復(fù)合管通道6由純銅制作；該斜直復(fù)合管通道6與陶瓷涂料 襯里37銜接，該陶瓷涂料襯里37主要由石英粉組成，其厚度為0.5mm;該斜直復(fù) 合管通道6與鍛造機(jī)相結(jié)合，鍛造機(jī)由下鍛模28和上鍛模30組成。調(diào)整過熱 ZL101A鋁合金液熔煉爐3的升降機(jī)構(gòu)2，將700'C的過熱ZL101A鋁合金液4澆入澆 口杯5內(nèi)，該過熱ZL101A鋁合金液4沿著斜直復(fù)合管通道6的內(nèi)壁向下流動(dòng)，并 流入鍛造機(jī)的下鍛模28內(nèi)，加壓成型，持壓5 8秒，開型取出鍛件，就完成了一次 半固態(tài)ZL101A鋁合金漿料的流變鍛造；在流變鍛造前，下鍛模28和上鍛模30的 預(yù)熱溫度為200°C。實(shí)施例7、參照圖1和圖13，這是按上述技術(shù)特點(diǎn)提供的工藝流程及裝置。該工 藝設(shè)置升降機(jī)構(gòu)2，該升降機(jī)構(gòu)2利用液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)；該過熱ZL101A鋁合金液熔 煉爐3是電阻熔化爐，該電阻熔化爐的保溫性能良好，能夠保證ZL101A鋁合金液4 的溫控精度，溫控精度為土1(TC;該過熱ZL101A鋁合金液熔煉爐3與澆口杯5銜接， 該澆口杯由石墨制作；該澆口杯5與斜直復(fù)合管通道6銜接，該斜直復(fù)合管通道6 的斜管段的高度為100mm，斜管段軸線與地平面垂直線的夾角為30度，斜直 復(fù)合管通道的垂直管段的高度為200mm，斜直復(fù)合管通道的內(nèi)徑為40mm,該 斜直復(fù)合管通道6由石墨制作；該斜直復(fù)合管通道6與冷卻器38相結(jié)合，該冷卻 器38由冷卻水套構(gòu)成，冷卻水的流量為每分鐘1500升；該斜直復(fù)合管通道6與制 備坩堝7銜接，該制備坩堝7由碳鋼制作，該制備坩堝7的內(nèi)部尺寸為小70x2000mm， 澆注前該制備坩堝7處于室溫。調(diào)整過熱ZL101A鋁合金液熔煉爐3的升降機(jī)構(gòu)2， 將68(TC的過熱ZL101A鋁合金液4澆入澆口杯5內(nèi)，該過熱ZL101A鋁合金液4沿 著斜直復(fù)合管通道6的內(nèi)壁向下流動(dòng)，并流入制備坩堝7內(nèi)，完全凝固后就形成了 半固態(tài)ZL101A鋁合金坯料，可供半固態(tài)觸變成型使用。實(shí)施例8、參照圖12和圖13，這是按上述技術(shù)特點(diǎn)提供的工藝流程及裝置。該 工藝設(shè)置升降機(jī)構(gòu)2，該升降機(jī)構(gòu)2利用液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)；該過熱ZL101A鋁合金液 熔煉爐3是電阻熔化爐，該電阻熔化爐的保溫性能良好，能夠保證ZL101A鋁合金 液4的溫控精度，溫控精度為土1(TC;該過熱ZL101A鋁合金液熔煉爐3與澆口杯5 銜接，該澆口杯由石墨制作；該澆口杯5與斜直復(fù)合管通道6銜接，該斜直復(fù)合管 通道6的斜管段的高度為200mm，斜管段軸線與地平面垂直線的夾角為30度， 斜直復(fù)合管通道6的垂直管段的高度為300mm，斜直復(fù)合管通道的內(nèi)徑為 20mm，該斜直復(fù)合管通道6由石墨制作；該斜直復(fù)合管通道6與冷卻器38相結(jié) 合，該冷卻器38由冷卻水套構(gòu)成，冷卻水的流量為每分鐘4000升；該斜直復(fù)合管 通道6與立式連鑄機(jī)的結(jié)晶器32銜接，該立式連鑄機(jī)由連鑄結(jié)晶器32、 二冷水噴嘴
34、牽引器35和引錠桿36組成。調(diào)整過熱ZL101A鋁合金液熔煉爐3的升降機(jī)構(gòu)2， 將74(TC的過熱ZL101A鋁合金液4澆入澆口杯5內(nèi)，該過熱ZL101A鋁合金液4沿 著斜直復(fù)合管通道6的內(nèi)壁向下流動(dòng)，并流入立式連鑄機(jī)的直徑為70mm的結(jié)晶器 32內(nèi)，在該結(jié)晶器32的內(nèi)壁凝固成坯殼，連鑄坯33被該引錠桿36和牽引器35牽 引出結(jié)晶器32，牽引出結(jié)晶器的連鑄坯33被二冷水噴嘴34噴出的冷卻水繼續(xù)冷卻， 二次冷卻的流量為每分鐘6000升，連鑄坯33的牽引速度為每分鐘600mm;連鑄坯 33就是半固態(tài)ZL101A鋁合金坯料，可供半固態(tài)觸變成型使用。實(shí)施例9、參照參照圖l、圖2、圖3、圖4和圖14，這是按上述技術(shù)特點(diǎn)提供的 工藝流程及裝置。該工藝設(shè)置升降機(jī)構(gòu)2，該升降機(jī)構(gòu)2利用液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)；該過熱 ZL117鋁合金液熔煉爐3是電阻熔化爐，該電阻熔化爐的保溫性能良好，能夠保證 ZL117鋁合金液4的溫控精度，溫控精度為土1(TC;該過熱ZL117鋁合金液熔煉爐3 與澆口杯5銜接，該澆口杯由石墨制作；該澆口杯5與斜直復(fù)合管通道6銜接，該 斜直復(fù)合管通道6的斜管段的高度為100mm，斜管段軸線與地平面垂直線的夾 角為30度，斜直復(fù)合管通道的垂直管段的高度為200mm，斜直復(fù)合管通道的 內(nèi)徑為25mm，該斜直復(fù)合管通道6由石墨制作；該斜直復(fù)合管通道6與加熱器 39相結(jié)合，該加熱器39由環(huán)繞的電阻絲構(gòu)成；該斜直復(fù)合管通道6與半固態(tài)ZL117 鋁合金漿料的制備坩堝7銜接，該制備坩堝7由奧氏體型不銹鋼制作，該制備坩堝 7的內(nèi)部尺寸為(j)80xl50mm，澆注前該制備坩堝7處于室溫；該制備坩堝7與溫度控 制器相結(jié)合，溫度控制器由冷卻元件IO、加熱元件11和制備坩堝的支撐和推出機(jī)構(gòu) 12組成，冷卻元件10由循環(huán)的室溫空氣構(gòu)成，加熱元件ll由中頻電磁感應(yīng)圈構(gòu)成， 制備坩堝的支撐和推出機(jī)構(gòu)12由絕熱材料的托塊和鋼支架構(gòu)成；該制備坩堝7與壓 鑄機(jī)相結(jié)合，壓鑄機(jī)由壓室14、動(dòng)型16、定型17和壓射沖頭19組成。調(diào)整過熱ZL117 鋁合金液熔煉爐3的升降機(jī)構(gòu)2，將695'C的過熱ZL117鋁合金液4澆入澆口杯5內(nèi)， 該過熱ZL117鋁合金液4沿著斜直復(fù)合管通道6的內(nèi)壁向下流動(dòng)，并流入制備坩堝 7中，凝固5秒鐘時(shí)，即可得到半固態(tài)ZL117鋁合金漿料8;在澆注過程之前和之中， 該斜直復(fù)合管通道6被該加熱器39預(yù)熱和加熱，加熱電壓為220V、加熱功率為 1200W，該斜直復(fù)合管通道6的溫度控制在200i5'C;將該制備柑堝7連同其中的 半固態(tài)ZL117鋁合金漿料8移至溫度控制器9中，調(diào)整該溫度控制器9的1000Hz中 頻電磁感應(yīng)圈11的功率，使該制備坩堝7連同其中的半固態(tài)ZL117鋁合金漿料8進(jìn) 一步冷卻，冷卻速度為5°C/min，最終使該半固態(tài)ZL117鋁合金8的固相分?jǐn)?shù)控制在 預(yù)定的0.2~0.6或使?jié){料的溫度控制在預(yù)定的580~590°(:;在該冷卻過程中，該半固 態(tài)ZLU7鋁合金漿料8的邊緣和心部的溫度差小于i3'C;最后，支撐和推出機(jī)構(gòu)12 將該半固態(tài)ZL117鋁合金漿料8連同制備坩堝7推出溫度控制器9;將該半固態(tài)ZL117 鋁合金漿料8倒入壓鑄機(jī)的壓室14內(nèi)，加壓成型，持壓5 8秒，開型取出壓鑄件， 就完成了一次半固態(tài)ZL117鋁合金漿料的流變壓鑄；在流變壓鑄前，壓室14預(yù)熱 溫度為300'C，壓鑄型16和17的預(yù)熱溫度為200°C。
為實(shí)施該發(fā)明的裝置既適合于鋁基合金的半固態(tài)合金漿料的制備與成型，也適合 于鎂基合金、鋅基合金、銅基合金、鎳基合金、鈷基合金、和鐵基合金的半固態(tài)漿料 的制備與成型。
權(quán)利要求
1、一種半固態(tài)金屬漿料的制備和流變成型設(shè)備，其特征在于由升降機(jī)構(gòu)(2)、過熱金屬液熔煉爐(3)、澆口杯(5)、斜直復(fù)合管通道(6)及低導(dǎo)熱襯里(37)、冷卻器(38)和加熱器(39)、制備坩堝(7)、溫度控制器及冷卻元件(10)和加熱元件(11)、制備坩堝(7)的支撐和推出機(jī)構(gòu)(12)、壓鑄機(jī)及壓室(14)、動(dòng)型(16)、定型(17)和壓射沖頭(19)、擠壓鑄造機(jī)及壓室(21)、壓射沖頭(22)、右型(24)和左型(25)、鍛造機(jī)及下模(28)和上模(30)、連鑄結(jié)晶器(32)、二冷水噴嘴(34)、牽引器(35)、引錠桿(36)組成；升降機(jī)構(gòu)(2)與過熱金屬液熔煉爐(3)銜接，過熱金屬熔煉爐(3)與澆口杯(5)銜接，澆口杯(5)與斜直復(fù)合管通道(6)銜接，斜直復(fù)合管通道(6)與制備坩堝(7)銜接，制備坩堝(7)與溫度控制器相結(jié)合，制備坩堝(7)與壓鑄機(jī)的壓室(14)相結(jié)合，壓室(14)與壓鑄型動(dòng)型(16)、定型(17)和壓射沖頭(19)銜接。
2、 按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于制備坩堝(7)與擠壓鑄 造機(jī)的壓室(21)相結(jié)合，壓室(21)與壓射沖頭(22)、右型(24)和左型(25)銜接；或制備坩堝(7)與鍛造機(jī)的下模(28)相結(jié)合，下模(28)與 上模(30)銜接。
3、 按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于斜直復(fù)合管通道(6)與 壓鑄機(jī)的壓室(14)相結(jié)合，壓室(14)與壓鑄型動(dòng)型(16)、定型(17)和 壓射沖頭(19);或斜直復(fù)合管通道(6)與擠壓鑄造機(jī)的壓室(21)相結(jié)合， 壓室(21)與壓射沖頭(22)、右型(24)和左型(25)銜接；或斜直復(fù)合管 通道(6)與鍛造機(jī)的下模(28)相結(jié)合，下模(28)與上模(30)銜接；或 斜直復(fù)合管通道(6)與連鑄結(jié)晶器(32)銜接，連鑄結(jié)晶器(32)與二冷水 噴嘴(34)、牽引器(35)、弓l錠桿(36)銜接。
4、 按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于升降機(jī)構(gòu)(2)與過熱金 屬液熔煉爐(3)銜接，過熱金屬熔煉爐(3)與澆口杯(5)銜接，澆口杯(5) 與斜直復(fù)合管通道(6)銜接，斜直復(fù)合管通道(6)與制備坩堝(7)銜接。
5、 按照權(quán)利要求1或3所述的裝置，其特征在于斜直復(fù)合管通道(6) 的斜管段的高度在0 300mm之間、斜管段內(nèi)壁與地平面垂直線的夾角為0 60 度，該斜直復(fù)合管通道(6)的直管段高度在50 1000mm之間，該斜直復(fù)合 管通道(6)的內(nèi)徑在5 100mm之間；澆注金屬液過程中的斜直復(fù)合管通 道(6)的溫度低于該澆注金屬液的固相線溫度；斜直復(fù)合管通道(6)的 材質(zhì)為石墨、或陶瓷、或銅合金、或不銹鋼、或不銹鐵；斜直復(fù)合管通道 的內(nèi)壁涂刷陶瓷涂料襯里(37)，該陶瓷涂料襯里的厚度為0.2 2mm。
6、 按照權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于制備坩堝(7)的形 狀為圓柱形容器或多邊棱柱形容器，制備坩堝(7)的材質(zhì)為相對磁導(dǎo)率為0.9 U的石墨、或陶瓷、或銅合金、或不銹鋼、或不銹鐵。
7、 按照權(quán)利要求l、或3、或4、或5所述的裝置，其特征在于斜直 復(fù)合管通道(6)的冷卻器(38)由循環(huán)水冷卻套、或氣流冷卻套、或含鹽水 冷卻套、或機(jī)油冷卻套組成，加熱器(39)由電阻加熱絲或電磁感應(yīng)加熱器組 成。
8、 按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于溫度控制器由冷卻元件 (10)和加熱元件(11)組成；加熱元件為電磁感應(yīng)加熱器或電阻絲；冷卻元件為室溫空氣或室溫氬氣、或SFs與空氣、或SF6與C02氣體的混合物，或液 體水。
全文摘要
一種半固態(tài)金屬漿料的制備和流變成型的設(shè)備，屬于半固態(tài)金屬漿料的制備技術(shù)領(lǐng)域。由升降機(jī)構(gòu)、過熱金屬液熔煉爐、澆口杯、斜直復(fù)合管通道及低導(dǎo)熱襯里、冷卻器和加熱器、制備坩堝、溫度控制器及冷卻元件和加熱元件、制備坩堝的支撐和推出機(jī)構(gòu)、壓鑄機(jī)及壓室、動(dòng)型、定型和壓射沖頭、擠壓鑄造機(jī)及壓室、壓射沖頭、右型和左型、鍛造機(jī)及下模和上模、連鑄結(jié)晶器、二冷水噴嘴、牽引器、引錠桿組成。優(yōu)點(diǎn)在于設(shè)備構(gòu)造簡單，投資少、生產(chǎn)成本低，非常適合半固態(tài)金屬漿料或坯料的制備與成型生產(chǎn)。
文檔編號B22D17/00GK101130207SQ20071017613
公開日2008年2月27日 申請日期2007年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月19日
發(fā)明者楊小容, 毛衛(wèi)民 申請人:北京科技大學(xué)