本發(fā)明涉及金屬鑄造，特別是一種連續(xù)化半固態(tài)制漿設(shè)備及工藝。

背景技術(shù)：

1、在傳統(tǒng)的半固態(tài)金屬漿料制備過(guò)程中，通常采用的是間歇式生產(chǎn)方式，這種方式雖然能夠保證漿料的質(zhì)量，但由于其生產(chǎn)效率較低，難以滿足現(xiàn)代工業(yè)對(duì)大規(guī)模生產(chǎn)的需求。此外，間歇式制漿過(guò)程中氣體注入的不穩(wěn)定性和攪拌均勻性的不可控性，往往導(dǎo)致漿料性能的波動(dòng)，影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量和一致性。

2、在半固態(tài)金屬漿制備過(guò)程中注入氣體，一方面提供了剪切作用和冷卻作用有助于球形晶體的形成，一方面氣泡作為形核核心，可以產(chǎn)生細(xì)化的晶體。

3、連續(xù)化制漿能夠在保持產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)顯著提高生產(chǎn)效率，并且通過(guò)精確控制工藝參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)更加穩(wěn)定的漿料輸出。然而，現(xiàn)有的連續(xù)化制漿技術(shù)仍然存在一些不足，比如氣體注入不均勻、攪拌效果不佳以及缺乏有效的漿料質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)手段等問(wèn)題。

4、中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?01510603929.8的一種連續(xù)制備半固態(tài)漿料的工藝及設(shè)備，包括預(yù)熱盛漿容器，舀取熔融合金，攪拌、冷卻熔融合金，制得半固態(tài)漿料等步驟，該工藝可連續(xù)生產(chǎn)半固態(tài)漿料，本發(fā)明還公開了一種適用于該工藝的半固態(tài)漿料生產(chǎn)設(shè)備，包括盛漿容器、通油管路、攪拌棒、攪拌電機(jī)、金屬管、油溫機(jī)、第一測(cè)溫電偶和第二測(cè)溫電偶等結(jié)構(gòu)，其中，攪拌棒的速度被設(shè)置為300～900轉(zhuǎn)每分鐘，油溫機(jī)被設(shè)置為在不同的工藝步驟提供不同溫度的導(dǎo)熱油，盛漿容器可直接運(yùn)輸原料或漿料。該工藝及設(shè)備制漿效率高，可應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，解決了半固態(tài)流變壓鑄連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中漿料供應(yīng)的問(wèn)題。

5、現(xiàn)有的半固態(tài)制漿設(shè)備在使用的過(guò)程中，容易造成氣體注入不均勻，氣體注入不均勻會(huì)導(dǎo)致漿料形核不均勻，導(dǎo)致晶核大小不均勻，最終導(dǎo)致流動(dòng)性差異。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有的半固態(tài)制漿設(shè)備在使用的過(guò)程中，容易造成氣體注入不均勻，氣體注入不均勻會(huì)導(dǎo)致漿料形核不均勻，導(dǎo)致晶核大小不均勻，最終導(dǎo)致流動(dòng)性差異。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種連續(xù)化半固態(tài)制漿設(shè)備，其包括，

3、成型機(jī)構(gòu)；

4、輸送機(jī)構(gòu)，所述輸送機(jī)構(gòu)安裝于成型機(jī)構(gòu)的底部；

5、融化機(jī)構(gòu)，所述融化機(jī)構(gòu)安裝于成型機(jī)構(gòu)的頂部；

6、注氣機(jī)構(gòu)，所述注氣機(jī)構(gòu)安裝于成型機(jī)構(gòu)的表面；

7、抽氣機(jī)構(gòu)，所述抽氣機(jī)構(gòu)的進(jìn)氣端與成型機(jī)構(gòu)頂部連通；

8、冷卻機(jī)構(gòu)，所述冷卻機(jī)構(gòu)固定套設(shè)于成型機(jī)構(gòu)的表面。

9、作為本發(fā)明所述連續(xù)化半固態(tài)制漿設(shè)備的一種優(yōu)選方案，其中：所述成型機(jī)構(gòu)包括罐體，所述罐體頂部分別固定安裝有第一溫度傳感器和第一壓力傳感器，所述罐體表面頂部固定連接有支撐座，所述罐體頂部中心處轉(zhuǎn)動(dòng)連接有空心桿，所述空心桿表面固定套設(shè)有從動(dòng)錐齒輪，所述從動(dòng)錐齒輪頂部嚙合有主動(dòng)錐齒輪，所述空心桿表面轉(zhuǎn)動(dòng)連接有限位罩，所述限位罩固定安裝于罐體內(nèi)壁頂部，所述空心桿底部固定連接有偏心攪拌筒，所述偏心攪拌筒底部固定連接有三角攪拌架，所述三角攪拌架與罐體內(nèi)壁底部活動(dòng)連接。

10、作為本發(fā)明所述連續(xù)化半固態(tài)制漿設(shè)備的一種優(yōu)選方案，其中：所述偏心攪拌筒左側(cè)固定安裝有若干個(gè)第一單向注氣嘴，所述偏心攪拌筒內(nèi)部開設(shè)有與第一單向注氣嘴連通的出氣通道，所述出氣通道與空心桿連通，所述罐體底部中心處固定安裝有出料閥，所述罐體底部環(huán)繞安裝有若干個(gè)換能器。

11、作為本發(fā)明所述連續(xù)化半固態(tài)制漿設(shè)備的一種優(yōu)選方案，其中：所述輸送機(jī)構(gòu)包括底座，所述底座頂部固定連接有輸送筒、架體和第一減速電機(jī)，所述架體內(nèi)壁分別轉(zhuǎn)動(dòng)連接有第二傳動(dòng)輪和第一傳動(dòng)輪，所述第二傳動(dòng)輪和第一傳動(dòng)輪表面?zhèn)鲃?dòng)連接有傳動(dòng)帶，所述第一減速電機(jī)的輸出軸與第一傳動(dòng)輪固定連接，所述架體右側(cè)分別固定安裝有控制器和超聲波發(fā)生器，所述第二傳動(dòng)輪的左端與主動(dòng)錐齒輪右端固定連接，所述第一傳動(dòng)輪左端固定連接有轉(zhuǎn)桿。

12、作為本發(fā)明所述連續(xù)化半固態(tài)制漿設(shè)備的一種優(yōu)選方案，其中：所述輸送筒內(nèi)部分別轉(zhuǎn)動(dòng)連接有第一輸送螺桿和第二輸送螺桿，所述第一輸送螺桿和第二輸送螺桿右端固定套設(shè)有互相嚙合的齒輪，所述轉(zhuǎn)桿的左端與第二輸送螺桿的右端固定連接，所述輸送筒的進(jìn)料端與出料閥的出料端連通，所述輸送筒表面固定套設(shè)有若干個(gè)電熱環(huán)，所述輸送筒頂部左側(cè)固定安裝有第二溫度傳感器。

13、作為本發(fā)明所述連續(xù)化半固態(tài)制漿設(shè)備的一種優(yōu)選方案，其中：所述融化機(jī)構(gòu)包括融化罐，所述融化罐頂部分別固定安裝有第二減速電機(jī)和下料速度控制閥，所述第二減速電機(jī)的輸出軸延伸至融化罐的內(nèi)腔并固定連接有攪拌組件，所述下料速度控制閥頂部安裝有與其連通的料斗，所述融化罐和料斗后側(cè)固定連接于固定板，所述固定板固定安裝于罐體的表面，所述融化罐底部固定安裝有電動(dòng)卸料閥，所述融化罐表面分別固定套設(shè)有加熱器和保溫罩，所述加熱器位于保溫罩的內(nèi)腔。

14、作為本發(fā)明所述連續(xù)化半固態(tài)制漿設(shè)備的一種優(yōu)選方案，其中：所述注氣機(jī)構(gòu)包括進(jìn)氣管，所述進(jìn)氣管右側(cè)分別連通有第一氣壓調(diào)節(jié)閥和第二氣壓調(diào)節(jié)閥，所述第一氣壓調(diào)節(jié)閥出氣端連通有第一流量計(jì)，所述第一流量計(jì)出氣端連通有第一出氣管，所述第一出氣管的底部位于空心桿內(nèi)腔并與其活動(dòng)連接，所述第一出氣管表面固定連接有限位件，所述限位件固定安裝于罐體的頂部，所述第二氣壓調(diào)節(jié)閥出氣端連通有第二流量計(jì)，所述第二流量計(jì)出氣端連通有環(huán)形管，所述環(huán)形管底部連通有若干個(gè)第二出氣管，所述第二出氣管的表面連通有第二單向注氣嘴，所述第二單向注氣嘴貫穿至罐體的內(nèi)腔，所述第一出氣管和環(huán)形管的頂部均安裝有第二氣壓傳感器。

15、作為本發(fā)明所述連續(xù)化半固態(tài)制漿設(shè)備的一種優(yōu)選方案，其中：所述抽氣機(jī)構(gòu)包括氣泵，所述氣泵固定安裝于底座頂部，所述氣泵進(jìn)氣端連通有抽氣管，所述抽氣管進(jìn)氣端連通有電磁閥，所述電磁閥底部連通有抽氣頭，所述抽氣頭的底部貫穿至罐體的內(nèi)腔。

16、作為本發(fā)明所述連續(xù)化半固態(tài)制漿設(shè)備的一種優(yōu)選方案，其中：：所述冷卻機(jī)構(gòu)包括第一冷卻套和第二冷卻套，所述第一冷卻套和第二冷卻套固定套設(shè)于罐體的表面，所述第一冷卻套與第二冷卻套連通，所述第一冷卻套的底部安裝有與其連通的泵體，所述泵體的進(jìn)水端連通有抽水管，所述泵體的輸入端固定套設(shè)有第一皮帶輪，所述第一皮帶輪一側(cè)設(shè)有第二皮帶輪，所述第一皮帶輪和第二皮帶輪表面?zhèn)鲃?dòng)連接有皮帶，所述第二皮帶輪固定套設(shè)于轉(zhuǎn)桿的表面，所述第一冷卻套和第二冷卻套的出水端連通有回流管。

17、一種連續(xù)化半固態(tài)制漿的工藝，包括以下步驟：

18、s1、原料準(zhǔn)備，將所需金屬原料放置在料斗中，通過(guò)下料速度控制閥控制料斗的下料速度，準(zhǔn)備進(jìn)入融化階段；

19、s2、融化階段，金屬原料顆粒進(jìn)入到融化罐內(nèi)，啟動(dòng)融化機(jī)構(gòu)，通過(guò)第二減速電機(jī)帶動(dòng)攪拌組件旋轉(zhuǎn)，對(duì)融化罐內(nèi)的金屬原料進(jìn)行攪拌，攪拌的過(guò)程中加熱器為融化罐提供穩(wěn)定的熱源，確保金屬原料完全融化；

20、s3、攪拌冷卻階段，當(dāng)金屬原料完全融化后，開啟電動(dòng)卸料閥，使金屬液流入罐體中，啟動(dòng)第一減速電機(jī)，第一減速電機(jī)的輸出軸帶動(dòng)第一傳動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)，第一傳動(dòng)輪通過(guò)傳動(dòng)帶帶動(dòng)第二傳動(dòng)輪和主動(dòng)錐齒輪旋轉(zhuǎn)，通過(guò)主動(dòng)錐齒輪帶動(dòng)從動(dòng)錐齒輪和空心桿旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)偏心攪拌筒和三角攪拌架對(duì)金屬液進(jìn)行攪拌，偏心攪拌筒進(jìn)行偏向轉(zhuǎn)動(dòng)，可以使金屬漿料在罐體內(nèi)形成更加復(fù)雜的流動(dòng)路徑，提高金屬漿料內(nèi)部的熱交換效率，從而使得冷卻更加均勻，避免局部過(guò)冷或者過(guò)熱現(xiàn)象，偏心攪拌筒和三角攪拌架進(jìn)行持續(xù)而均勻的攪拌，有助于維持金屬漿料的均一性，防止不同組分之間的分離；

21、s4、注氣，通過(guò)注氣機(jī)構(gòu)的第一出氣管和第二出氣管向罐體內(nèi)注入惰性氣體，經(jīng)由第一單向注氣嘴和第二單向注氣嘴注入到金屬液中，實(shí)現(xiàn)攪拌的同時(shí)注氣，第一單向注氣嘴和第二單向注氣嘴確保了惰性氣體只能朝一個(gè)方向噴射，即向著半固態(tài)金屬漿內(nèi)部，這有助于氣體在漿料中的均勻分布，避免局部區(qū)域氣體濃度過(guò)高或過(guò)低的情況，第一單向注氣嘴跟隨偏心攪拌筒的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行注氣，加上第二單向注氣嘴全方位的環(huán)繞注氣，一方面提供了剪切作用和冷卻作用有助于球形晶體的形成，一方面氣泡作為形核核心，可以產(chǎn)生細(xì)化的晶體，可以改善半固態(tài)金屬漿料的流變性能，使其流動(dòng)性更好，便于后續(xù)的成型加工，惰性氣體為氬氣和氮?dú)庵械囊环N，具有良好的抗氧化性能，在漿料中注入惰性氣體可以形成保護(hù)層，減少金屬與空氣接觸的機(jī)會(huì)，防止金屬氧化，注入的惰性氣泡在上升過(guò)程中可以捕獲漿料中的夾雜物，幫助其上浮排出，從而凈化金屬漿料，提高制品的質(zhì)量；

22、s5、冷卻成型，攪拌的過(guò)程中同時(shí)啟動(dòng)冷卻機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)桿帶動(dòng)第二皮帶輪旋轉(zhuǎn)，第二皮帶輪通過(guò)皮帶帶動(dòng)第一皮帶輪工作，第一皮帶輪帶動(dòng)第一皮帶輪內(nèi)部的葉輪旋轉(zhuǎn)，葉輪旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中把抽水管內(nèi)部的水泵送到第一冷卻套和第二冷卻套內(nèi)，冷卻水通過(guò)第一冷卻套和第二冷卻套循環(huán)流動(dòng)，對(duì)罐體進(jìn)行冷卻，使金屬液逐漸降溫至半固態(tài)溫度范圍，循環(huán)的冷卻水回流至冷水機(jī)內(nèi)，在冷卻過(guò)程中，隨著溫度的下降，金屬液中的固相含量逐漸增加，隨著冷卻的進(jìn)行，金屬液中的固相顆粒逐漸長(zhǎng)大，但受到攪拌的影響，這些顆粒不會(huì)無(wú)限增大，而是形成較為細(xì)小且分散的固相顆粒，這些細(xì)小的固相顆粒分布均勻，有助于提高漿料的流動(dòng)性和成型后的力學(xué)性能；

23、s6、排氣階段，在攪拌冷卻過(guò)程中，啟動(dòng)抽氣機(jī)構(gòu)，開啟電磁閥，通過(guò)氣泵和抽氣頭將罐體內(nèi)的多余氣體抽出，以減少氣泡，提高漿料質(zhì)量；

24、s7、金屬漿輸送，當(dāng)金屬漿料達(dá)到設(shè)定的半固態(tài)狀態(tài)后，打開出料閥，使?jié){料流入輸送筒，轉(zhuǎn)桿帶動(dòng)第二輸送螺桿旋轉(zhuǎn)，第二輸送螺桿通過(guò)齒輪帶動(dòng)第一輸送螺桿旋轉(zhuǎn)，通過(guò)第一輸送螺桿和第二輸送螺桿的相互嚙合旋轉(zhuǎn)，將漿料向前輸送，輸送筒上的電熱環(huán)維持漿料的溫度，確保其在輸送過(guò)程中保持半固態(tài)狀態(tài)，輸送至目的地后，將半固態(tài)金屬漿料送入后續(xù)的成型設(shè)備進(jìn)行成型加工。

25、本發(fā)明的有益效果：

26、1、本發(fā)明通過(guò)偏心攪拌筒和三角攪拌架的配合使用，使得金屬液在罐體內(nèi)形成復(fù)雜的流動(dòng)路徑，提高了金屬液內(nèi)部的熱交換效率，確保冷卻更加均勻，通過(guò)主動(dòng)錐齒輪驅(qū)動(dòng)從動(dòng)錐齒輪和空心桿，實(shí)現(xiàn)了高效、可控的攪拌動(dòng)作，有助于維持金屬漿料的均一性，防止不同組分之間的分離，第一溫度傳感器和第一壓力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)罐體內(nèi)的溫度和壓力，確保生產(chǎn)過(guò)程中溫度和壓力的穩(wěn)定，防止因攪拌或注氣引起的壓力過(guò)高，偏心攪拌筒左側(cè)安裝有若干個(gè)第一單向注氣嘴，并通過(guò)出氣通道與空心桿相連通，確保惰性氣體在攪拌過(guò)程中均勻注入，避免局部區(qū)域氣體濃度過(guò)高或過(guò)低，罐體底部中心處固定的出料閥有助于控制金屬漿料的排放。

27、2、本發(fā)明通過(guò)超聲波發(fā)生器產(chǎn)生高頻振動(dòng)，換能器將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)能量，產(chǎn)生高強(qiáng)度的超聲波，超聲波傳遞到罐體內(nèi)部的金屬漿料中，促進(jìn)金屬漿料中的固相顆粒細(xì)化，形成更加均勻的微觀結(jié)構(gòu)，從而提高最終產(chǎn)品的質(zhì)量。

28、3、本發(fā)明的第一氣壓調(diào)節(jié)閥和第二氣壓調(diào)節(jié)閥通過(guò)第一流量計(jì)和第二流量計(jì)監(jiān)測(cè)惰性氣體的流量，并通過(guò)第二氣壓傳感器檢測(cè)氣壓，確保適量的惰性氣體注入罐體中，提高注氣的精度，環(huán)形管底部連通有若干個(gè)第二出氣管，第二出氣管的表面連通有第二單向注氣嘴，使得惰性氣體可以從多個(gè)角度均勻注入，配合第一單向注氣嘴，實(shí)現(xiàn)全方位的注氣效果，有助于氣體在漿料中的均勻分布，注入的惰性氣泡作為非自發(fā)形核的核心，促進(jìn)晶粒細(xì)化，改善金屬材料的微觀結(jié)構(gòu)，提高其機(jī)械性能，改善半固態(tài)金屬漿料的流變性能，使其流動(dòng)性更好，便于后續(xù)的成型加工，惰性氣體具有良好的抗氧化性能，注入惰性氣體可以形成保護(hù)層，減少金屬與空氣接觸的機(jī)會(huì)，防止金屬氧化，注入的惰性氣泡在上升過(guò)程中可以捕獲漿料中的夾雜物，幫助其上浮排出，從而凈化金屬漿料，提高制品的質(zhì)量。

29、4、本發(fā)明通過(guò)第一冷卻套和第二冷卻套的配合使用，可以對(duì)罐體進(jìn)行冷卻，使金屬液逐漸降溫至半固態(tài)溫度范圍，循環(huán)的冷卻水回流至冷水機(jī)內(nèi)，在冷卻過(guò)程中，隨著溫度的下降，金屬液中的固相含量逐漸增加，金屬漿料進(jìn)入了半固態(tài)狀態(tài)，隨著冷卻的進(jìn)行，金屬液中的固相顆粒逐漸長(zhǎng)大，但受到攪拌的影響，這些顆粒不會(huì)無(wú)限增大，而是形成較為細(xì)小且分散的固相顆粒，這些細(xì)小的固相顆粒分布均勻，有助于提高漿料的流動(dòng)性和成型后的力學(xué)性能。

30、5、本發(fā)明通過(guò)轉(zhuǎn)桿帶動(dòng)第二輸送螺桿旋轉(zhuǎn)，第二輸送螺桿通過(guò)齒輪帶動(dòng)第一輸送螺桿旋轉(zhuǎn)，通過(guò)第一輸送螺桿和第二輸送螺桿的相互嚙合旋轉(zhuǎn)，將漿料向前輸送，輸送筒上的電熱環(huán)維持漿料的溫度，確保其在輸送過(guò)程中保持半固態(tài)狀態(tài)，輸送至目的地后，將半固態(tài)金屬漿料送入后續(xù)的成型設(shè)備進(jìn)行成型加工。