本發(fā)明特別涉及一種螺旋攪拌葉片、攪動(dòng)裝置、鎂合金熔體精煉裝置及方法，屬于鑄造。

背景技術(shù)：

1、由于鎂合金特別容易氧化，因此在熔化過(guò)程中熔體會(huì)卷入氧化鎂及其他合金化元素的氧化物，形成夾雜物。如果這些夾雜物隨著熔體進(jìn)入鑄件，會(huì)造成鑄件氧化夾雜缺陷。一旦夾雜物超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求，就會(huì)影響鑄件的力學(xué)性、耐蝕性能和疲勞性能，造成鑄件提前失效，對(duì)產(chǎn)品使用安全構(gòu)成威脅。因此，在熔體進(jìn)入鑄件之前，必須將氧化夾雜物去除，使其符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。

2、鎂合金精煉就是通過(guò)精煉器的攪拌作用，讓精煉劑和熔體中的夾雜物充分接觸，使熔劑快速吸附夾雜物，然后上浮或者下沉，達(dá)到凈化熔體的目的。

3、目前進(jìn)行鎂合金熔體處理的方法主要有“抽水機(jī)”法、手動(dòng)攪拌法、模擬手動(dòng)的機(jī)械攪拌法。

4、“抽水機(jī)”法是通過(guò)變頻電機(jī)帶動(dòng)導(dǎo)流筒內(nèi)的葉輪轉(zhuǎn)子，將熔體從坩堝底部通過(guò)導(dǎo)流筒上部的窗口輸送到液面，通過(guò)不斷向窗口撒精煉劑，使其與熔體充分接觸，通過(guò)精煉劑對(duì)夾雜物的吸附作用，精煉劑吸附熔體中的夾雜物后上浮或者下沉（如果精煉劑密度小于鎂合金熔體的密度，則上??；如果精煉劑密度大于鎂合金熔體的密度，則下沉），此操作持續(xù)10~20分鐘，從而達(dá)到精煉目的，原理圖見(jiàn)圖1。手動(dòng)攪拌法：人手持金屬勺，手動(dòng)攪拌熔體，使坩堝底部熔體向上翻動(dòng)，并上升至液面，通過(guò)向液面撒精煉劑，使其充分與熔體接觸，通過(guò)精煉劑對(duì)夾雜物的吸附作用，使夾雜隨著精煉劑上浮或者下沉（如果精煉劑密度小于鎂合金熔體的密度，則上??；如果精煉劑密度大于鎂合金熔體的密度，則下沉），從而達(dá)到精煉目的，此操作持續(xù)10~20分鐘，原理圖見(jiàn)圖2。由于在高溫環(huán)境下，人的體力會(huì)受到影響，因此手動(dòng)攪拌精煉法的一致性和穩(wěn)定性不好，效果因而異。模擬手動(dòng)機(jī)械攪拌法本質(zhì)上和手動(dòng)攪拌是一樣的，將手改成了運(yùn)動(dòng)機(jī)械，只是消除了人的影響因素，其他的缺點(diǎn)仍然存在，其原理如圖3所示。

5、上述三種方法（本質(zhì)上是二種）都有各自的缺點(diǎn)。具體說(shuō)明如下：“抽水機(jī)”法：一是容易將坩堝底部的熔渣抽到熔體的上部，對(duì)熔體產(chǎn)生二次污染；二是“抽水機(jī)”不能覆蓋整個(gè)坩堝區(qū)域，部分熔體不能與熔劑充分接觸，造成熔體質(zhì)量存在差異。手動(dòng)攪拌法和模擬手動(dòng)的機(jī)械攪拌法：金屬攪拌勺與坩堝存在夾角，這種攪拌方式也是存在死角，部分熔體不能與熔劑充分接觸，造成熔體質(zhì)量存在差異。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于提供一種螺旋攪拌葉片、攪動(dòng)裝置、鎂合金熔體精煉裝置及方法，從而克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。

2、為實(shí)現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括：

3、本發(fā)明實(shí)施例的第一個(gè)方面提供了一種螺旋攪拌葉片，所述螺旋攪拌葉片為單螺旋結(jié)構(gòu)，所述螺旋攪拌葉片的螺距、寬度以及直徑均是均等的，并且，所述螺旋攪拌葉片的螺距、寬度以及直徑之比為（50~80）：（13~16）：（14~16），所述螺旋攪拌葉片的螺旋角為100°~110°。

4、本發(fā)明實(shí)施例的第二個(gè)方面提供了一種用于攪動(dòng)熔體的攪動(dòng)裝置，用于攪動(dòng)精煉容器內(nèi)的熔體，其包括：驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)結(jié)構(gòu)以及至少一個(gè)攪拌葉片，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)經(jīng)所述傳動(dòng)結(jié)構(gòu)與所述攪拌葉片傳動(dòng)連接，所述攪拌葉片能夠在所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)使下繞自身的軸線自轉(zhuǎn)以及繞所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出軸的軸線公轉(zhuǎn)，所述攪拌葉片設(shè)置在精煉容器內(nèi)，其中，所述攪拌葉片為所述的螺旋攪拌葉片。

5、本發(fā)明實(shí)施例的第三個(gè)方面提供了一種鎂合金熔體精煉裝置，其包括：

6、精煉容器，所述精煉容器具有用于盛裝鎂合金熔體的收容腔；

7、所述的用于攪動(dòng)熔體的攪動(dòng)裝置，所述攪拌葉片設(shè)置在所述收容腔內(nèi)，并用于攪動(dòng)所述收容腔中的鎂合金熔體；

8、精煉劑供應(yīng)機(jī)構(gòu)，用于向所述收容腔內(nèi)提供精煉劑。

9、本發(fā)明實(shí)施例的第四個(gè)方面提供了一種鎂合金熔體精煉方法，其包括：

10、所述的鎂合金熔體精煉裝置，將鎂合金熔體注入所述收容腔內(nèi)；

11、使所述攪拌葉片繞自身軸線自轉(zhuǎn)的同時(shí)還繞所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出軸的軸線公轉(zhuǎn)，以將位于所述收容腔底部的鎂合金熔體向上運(yùn)動(dòng)；

12、以及，向所述收容腔室的鎂合金熔體的表面添加精煉劑，所述精煉劑與所述鎂合金熔體接觸并混合，所述鎂合金熔體中的雜質(zhì)被所述精煉劑吸附并隨著精煉劑上浮或者下沉。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包括：

14、本發(fā)明實(shí)施例提供的鎂合金熔體精煉裝置，攪拌葉片采用偏心結(jié)構(gòu)（攪拌葉片公轉(zhuǎn)中心為電極輸出軸的中心），既可以自轉(zhuǎn)，也可以沿著中心公轉(zhuǎn)，攪拌葉片可以將精煉劑帶入熔體內(nèi)部，使其與熔體充分接觸，精煉效果好；同時(shí)，也不會(huì)將容器底部的熔渣攪起來(lái)，避免對(duì)熔體的二次污染；

15、本發(fā)明實(shí)施例提供的鎂合金熔體精煉方法，精煉時(shí)間與傳統(tǒng)精煉器相比縮短30%以上，并且，精煉效果好，含夾雜物量達(dá)到航空標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)。

技術(shù)特征：

1.一種螺旋攪拌葉片，其特征在于：所述螺旋攪拌葉片為單螺旋結(jié)構(gòu)，所述螺旋攪拌葉片的螺距、寬度以及直徑均是均等的，并且，所述螺旋攪拌葉片的螺距、寬度以及直徑之比為（50~80）：（13~16）：（14~16），所述螺旋攪拌葉片的螺旋角為100°~110°。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋攪拌葉片，其特征在于：所述螺旋攪拌葉片的寬度為螺距的1/4；

3.一種用于攪動(dòng)熔體的攪動(dòng)裝置，用于攪動(dòng)精煉容器內(nèi)的熔體，其特征在于，包括：驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)結(jié)構(gòu)以及至少一個(gè)攪拌葉片，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)經(jīng)所述傳動(dòng)結(jié)構(gòu)與所述攪拌葉片傳動(dòng)連接，所述攪拌葉片能夠在所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)使下繞自身的軸線自轉(zhuǎn)以及繞所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出軸的軸線公轉(zhuǎn)，所述攪拌葉片設(shè)置在精煉容器內(nèi)，其中，所述攪拌葉片為權(quán)利要求1或2所述的螺旋攪拌葉片。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于攪動(dòng)熔體的攪動(dòng)裝置，其特征在于：所述傳動(dòng)結(jié)構(gòu)包括連接板、至少一連接軸、主動(dòng)齒輪和至少一從動(dòng)齒輪，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出軸與所述連接板固定連接，所述連接軸與所述攪拌葉片固定連接，所述連接軸經(jīng)一軸承與所述連接板轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述主動(dòng)齒輪固定在所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出軸上，所述從動(dòng)齒輪固定設(shè)置在所述連接軸上，所述主動(dòng)齒輪與所述從動(dòng)齒輪嚙合，所述連接板以及所述連接軸、所述攪拌葉片整體能夠在所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)使下繞所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出軸的軸線旋轉(zhuǎn)。

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的用于攪動(dòng)熔體的攪動(dòng)裝置，其特征在于：所述連接軸、所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出軸以及所述攪拌葉片的軸線是平行的；

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于攪動(dòng)熔體的攪動(dòng)裝置，其特征在于，包括：兩個(gè)所述攪拌葉片，兩個(gè)所述攪拌葉片鏡像對(duì)稱設(shè)置，并且，兩個(gè)所述攪拌葉片能夠被同一所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，兩個(gè)所述攪拌葉片的自轉(zhuǎn)方向相同。

7.一種鎂合金熔體精煉裝置，其特征在于，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鎂合金熔體精煉裝置，其特征在于：所述連接板上還設(shè)置有精煉劑注入結(jié)構(gòu)，所述精煉劑注入結(jié)構(gòu)與所述精煉劑供應(yīng)機(jī)構(gòu)相匹配，所述精煉劑供應(yīng)機(jī)構(gòu)提供的精煉劑自所述精煉劑注入結(jié)構(gòu)注入所述收容腔內(nèi)；

9.一種鎂合金熔體精煉方法，其特征在于，包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鎂合金熔體精煉方法，其特征在于：所述攪拌葉片的自轉(zhuǎn)方向與自身的螺旋方向相同；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種螺旋攪拌葉片、攪動(dòng)裝置、鎂合金熔體精煉裝置及方法。螺旋攪拌葉片為單螺旋結(jié)構(gòu)，所述螺旋攪拌葉片的螺距、寬度以及直徑是均等的，并且，所述寬度為所述螺距的1/4,所述螺旋攪拌葉片的螺旋角為110°。本發(fā)明實(shí)施例提供的鎂合金熔體精煉方法，精煉時(shí)間與傳統(tǒng)精煉器相比縮短30%以上，并且，精煉效果好，含夾雜物量達(dá)到航空標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)。

技術(shù)研發(fā)人員：劉洪匯,葉秀深,吳志堅(jiān)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)科學(xué)院青海鹽湖研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9