一種復(fù)合式制備半固態(tài)漿料的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型公開了一種復(fù)合式制備半固態(tài)漿料的裝置，屬于材料科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬半固態(tài)成形是指金屬在固液區(qū)間凝固過程中，通過對其進行強制激冷、強烈攪拌、加入適當(dāng)?shù)脑杏齽┑确椒ǎ偈钩跎嗟男魏撕烷L大過程得到改變，獲得一種晶粒細小、顆粒圓整、組織均勻分布的固液混合漿料。
[0003]金屬半固態(tài)成形技術(shù)是上世紀70年代，美國麻省理工學(xué)院M.C.Flemings教授與David Spencer博士等人發(fā)現(xiàn)并發(fā)展而成，半固態(tài)成型技術(shù)具有組織偏析少、生產(chǎn)效率高、機加工量少等優(yōu)點，受到國內(nèi)外很多專家及團隊的研究，主要有觸變成型與流變成型兩種。觸變成型主要指將獲得的半固態(tài)漿料制備成坯料，再根據(jù)產(chǎn)品尺寸下料，重新加熱到半固態(tài)溫度成型；流變成型指將獲得的半固態(tài)漿料保持在固液區(qū)間溫度的條件下直接成型，獲得所需的零件。由于觸變成型坯料加熱、傳輸方便，成型過程容易控制，便于實現(xiàn)自動化的生產(chǎn)，在實際生產(chǎn)中得到一定得應(yīng)用，但由于其生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)周期長、組織不均勻等缺點，其應(yīng)用范圍受到很到的限制。流變成型由于成本低、生產(chǎn)周期短、晶粒細小、偏析少、組織分布均勻、收縮小等優(yōu)點，受到廣大研究學(xué)者的研究。例如最早的由日本實用新型的傾斜板法、南昌大學(xué)楊湘杰教授的低溫剪切澆注法、北京科技大學(xué)毛為民教授的內(nèi)錐度法以及昆明理工大學(xué)周榮鋒教授的轉(zhuǎn)棒誘導(dǎo)形核法，都取得了優(yōu)異的成果，但在實驗過程中，粘料、組織分布不均勻等問題依然存在，致使無法連續(xù)制備半固態(tài)漿料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的在于提供一種復(fù)合式制備半固態(tài)漿料的裝置，所述裝置包括電動機1、冷卻裝置4、模具5、成型裝置6、齒輪7、螺旋輸送桿8、擋料板9、外桶10、石墨錐桶11、加熱管12、冷卻管13、固定軸承14、澆道15 ;電動機I與外桶10連接帶動外桶10轉(zhuǎn)動，外桶10的內(nèi)部鑲嵌有石墨錐桶11，外桶10的側(cè)壁上交替設(shè)有加熱管12和冷卻管13 ;澆道15位于石墨錐桶11的上面，且出口正對石墨錐桶11的內(nèi)壁；石墨錐桶11的底部和成型裝置6連通，成型裝置6和外桶10的下端連接；成型裝置6的內(nèi)部、石墨錐桶11的下面設(shè)有螺旋輸送桿8，螺旋輸送桿8的一端與齒輪7連接，另一端正對模具5，模具5位于冷卻裝置4的內(nèi)部；電動機1、外桶10、石墨錐桶11固定于設(shè)備的機架上。
[0005]本實用新型所述電動機I通過皮帶輪2、皮帶3與外桶10連接。
[0006]本實用新型所述石墨錐桶11內(nèi)錐度為0.5° ~10°，下端口直徑為10mm~100mm，維桶高度為200mm~1000mm，維桶壁厚度為5mm~50mm。
[0007]本實用新型所述外桶10及石墨錐桶11的轉(zhuǎn)速為100 r/min -3000 r/min。
[0008]本實用新型的原理是:將過熱金屬熔體加熱到預(yù)定溫度后經(jīng)過澆道正對石墨錐筒內(nèi)壁澆注，在錐筒離心力及金屬液重力的作用下，金屬液繞錐筒內(nèi)壁鋪展并形成具有一定厚度的熔體薄膜，在石墨材料及冷卻裝置的強制過冷下，促使熔體薄膜整體過冷，誘導(dǎo)鋪展的熔體薄膜內(nèi)部初生相大量形核，制成的半固態(tài)漿料直接被下面的成型裝置收集，通過螺旋傳送裝置把漿料直接輸送到模具端口，在冷卻裝置強制激冷作用下，獲得具有近球形或者細小球狀顯微組織的特定形狀的坯料或者成品。
[0009]本實用新型的有益效果:
[0010](I)本實用新型所述裝置可以獲得具有組織均勻、細小、圓整的半固態(tài)漿料合金；通過本裝置制備的半固態(tài)合金漿料，其顯微組織得到一定程度的細化，初生相分布更加均勾，形態(tài)更趨近球形。
[0011](2)本實用新型的裝置中的轉(zhuǎn)速與錐形石墨棒大小都可以調(diào)節(jié)，可以根據(jù)實驗過程中具體的實驗條件來選擇更加合理的參數(shù)；
[0012](3)本實用新型的裝置可以獲得純凈的半固態(tài)合金；在半固態(tài)漿料制備過程中，不需要加入變質(zhì)劑等孕育劑，且可以根據(jù)需要進行氣體保護。
[0013](4)本實用新型裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本低、效率高、可連續(xù)制備半固態(tài)漿料，而且與成形設(shè)備相結(jié)合，可以直接獲得坯料或者零件，降低坯料儲存等工藝的成本。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型制備半固態(tài)漿料的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖中:1-電動機，2-皮帶輪，3-皮帶，4-冷卻裝置，5-模具，6-成型裝置，7-齒輪，8-螺旋輸送桿，9-擋料板，10-外桶，11-石墨錐桶，12-加熱管，13-冷卻管，14-固定軸承，15-澆道。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細說明，但本實用新型的保護范圍并不限于所述內(nèi)容。
[0017]實施例1
[0018]本實施例所述復(fù)合式制備半固態(tài)漿料的裝置包括電動機1、冷卻裝置4、模具5、成型裝置6、齒輪7、螺旋輸送桿8、擋料板9、外桶10、石墨錐桶11、加熱管12、冷卻管13、固定軸承14、澆道15 ;電動機I與外桶10連接帶動外桶10轉(zhuǎn)動，外桶10的內(nèi)部鑲嵌有石墨錐桶11，外桶10的側(cè)壁上交替設(shè)有加熱管12和冷卻管13 ;澆道15位于石墨錐桶11的上面，且出口正對石墨錐桶11的內(nèi)壁；石墨錐桶11的底部和成型裝置6連通，成型裝置6和外桶10的下端連接；成型裝置6的內(nèi)部、石墨錐桶11的下面設(shè)有螺旋輸送桿8，螺旋輸送桿8的一端與齒輪7連接，另一端正對模具5，模具5位于冷卻裝置4的內(nèi)部；電動機1、外桶10、石墨錐桶11固定于設(shè)備的機架上，如圖1所示。
[0019]本實施例所述電動機I通過皮帶輪2、皮帶3與外桶10連接。
[0020]本實施例所述石墨錐桶11內(nèi)錐度為2°，下端口直徑為20mm，錐桶高度為200mm，錐桶壁厚度為10mm。
[0021]本實施例所述外桶10及石墨錐桶11的轉(zhuǎn)速為200r/min。
[0022]本實施例所述裝置用于制備Al_25%Si合金的半固態(tài)漿料，包括如下步驟:
[0023](I)將采用中頻爐熔煉制備的Al_25%Si合金(液相溫度線775°C，固相線溫度564°C)低過熱度熔體混合均勻；
[0024](2)設(shè)定好工藝參數(shù):石墨錐桶轉(zhuǎn)速為200r/min、傾斜角度為3°和下端口直徑為20mm ;將上述低過