一種制備半固態(tài)合金漿料的裝置的制作方法

本實(shí)用新型涉及一種制備半固態(tài)合金漿料的裝置，屬于材料加工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

半固態(tài)成型技術(shù)，簡(jiǎn)稱SSM，是由美國(guó)麻省理工學(xué)院的M.C.Flemings在20世紀(jì)70年代提出的。該技術(shù)是在凝固過(guò)程中，對(duì)其進(jìn)行劇烈攪拌、改變其形核長(zhǎng)大過(guò)程，得到一種金屬熔體中帶有一定固相的固-液混合漿料。它由于成型溫度低，變形抗力小、充型平穩(wěn)等特點(diǎn)，在汽車，航空等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。

半固態(tài)漿料的制備是半固態(tài)成形的關(guān)鍵，其制備方法主要有兩種：一種是在外力或者外場(chǎng)的作用下破碎已成形的枝晶，主要包括機(jī)械攪拌法、電磁攪拌法、等溫?zé)崽幚矸?、傾斜板冷卻法、超聲震動(dòng)法等；第二種是控制凝固過(guò)程來(lái)抑制枝晶成形，主要有添加劑法。兩種方法都有它的優(yōu)缺點(diǎn)，并且有一部分已經(jīng)應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。到目前為止，半固態(tài)金屬成形技術(shù)一般用于鋁合金和鎂合金中。

傾斜板是1996年由日本UBE公司實(shí)用新型用于制造鋁合金和鎂合金半固態(tài)漿料的新工藝。成形過(guò)程為：將高于合金液相線的某一溫度的合金熔體澆注在石墨或合金鋼制成的傾斜板上，經(jīng)過(guò)傾斜板的激冷作用，合金熔體快速形核長(zhǎng)大，并且在傾斜板上流淌的過(guò)程中，熔體內(nèi)部晶粒不斷摩擦、碰撞最終得到均勻、細(xì)小的球狀組織。

傳統(tǒng)傾斜板制備半固態(tài)漿料時(shí)金屬熔體的氧化現(xiàn)象十分嚴(yán)重，為了改善這一現(xiàn)象，本實(shí)用新型采用薄縫式傾斜板，金屬熔體流經(jīng)薄縫通道時(shí)將通道內(nèi)部空氣排空，使金屬熔體流經(jīng)傾斜板薄縫通道過(guò)程中幾乎不與空氣接觸，能較好的防止金屬熔體氧化。且傾斜板上下兩部通有冷卻水，保證薄縫通道與金屬熔體接觸表面保持所需的較低溫度，避免通道內(nèi)部表面溫度持續(xù)升高。薄縫通道上、下、左、右各表面對(duì)金屬熔體均有剪切及激冷作用，強(qiáng)化了傾斜板對(duì)金屬熔體的處理效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種制備半固態(tài)合金漿料的裝置，包括錐形棒1、熔煉裝置2、進(jìn)料漏斗5、傾斜板、盛放坯料裝置14，傾斜板內(nèi)部設(shè)有薄縫通道，傾斜板上設(shè)有冷卻系統(tǒng)；傾斜板的上端設(shè)有進(jìn)料口4，下端設(shè)有出料口11，進(jìn)料漏斗5、進(jìn)料口4、薄縫通道、出料口11依次連通，出料口11與盛放坯料裝置14正對(duì)， 熔煉裝置2的下端與進(jìn)料漏斗5正對(duì)。

本實(shí)用新型所述傾斜板包括傾斜板上部9和傾斜板下部12，薄縫通道位于傾斜板上部9和傾斜板下部12之間，傾斜板上部9和傾斜板下部通過(guò)定位螺栓8連接。

本實(shí)用新型所述冷卻系統(tǒng)包括出水口3、進(jìn)水口10、冷卻水管道，出水口3和進(jìn)水口10位于傾斜板上部9和傾斜板下部12上。

本實(shí)用新型所述薄縫通道內(nèi)設(shè)有熱電偶7。

本實(shí)用新型所述薄縫通道長(zhǎng)度長(zhǎng)度為50-600mm（傾斜板下板固定不動(dòng)，可通過(guò)調(diào)節(jié)螺母來(lái)調(diào)節(jié)傾斜板上板的位置來(lái)確定上板和下板重合的長(zhǎng)度，重合的部分即為薄縫通道長(zhǎng)度），通道的寬度為100-200mm、高度為5-10mm，角度為10°-70°（傾斜板下面有兩個(gè)可以上下調(diào)節(jié)的支架，通過(guò)調(diào)節(jié)支架的高度來(lái)調(diào)節(jié)角度的大小）。

本實(shí)用新型所述裝置的使用過(guò)程：將合金置于熔煉裝置中熔煉制得金屬熔體，使金屬熔體溫度在液相線以上10℃-50℃保溫30min，然后將金屬熔體澆注在傾斜板上，熔體順著傾斜板流入盛放坯料裝置，得到半固態(tài)漿料。

本實(shí)用新型的原理是：將金屬熔體流經(jīng)一個(gè)內(nèi)部為薄縫通道且?guī)в锌販乩鋮s裝置的傾斜板，金屬熔體經(jīng)過(guò)傾斜板的激冷作用，金屬熔體內(nèi)晶粒快速形核，且由于在流淌的過(guò)程中金屬熔體內(nèi)部晶粒間不斷相互剪切、碰撞、摩擦，最終得到細(xì)小、均勻的球狀組織。薄縫通道內(nèi)部空間狹小，金屬熔體流經(jīng)薄縫通道時(shí)將通道內(nèi)空氣全部排空，金屬熔體幾乎不與空氣接觸，較好的防止金屬熔體氧化。傾斜板上下兩部通有冷卻水，可以對(duì)薄縫通道表面的溫度進(jìn)行控制，防止在澆注過(guò)程中，薄縫通道表面持續(xù)升溫，保證了在澆注過(guò)程中薄縫通道表面對(duì)金屬熔體的持續(xù)激冷作用，且薄縫通道上、下、左、右各表面對(duì)流經(jīng)薄縫通道的金屬熔體均有剪切、激冷作用，強(qiáng)化了傾斜板對(duì)金屬熔體的處理效果，在連續(xù)的澆注過(guò)程中不斷的獲得組織均勻、細(xì)小的半固態(tài)漿料。

本實(shí)用新型專利與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有的優(yōu)點(diǎn)是：

（1）本實(shí)用新型所述裝置操作簡(jiǎn)單、成本低、流程短，可以與后續(xù)的成形設(shè)備連接，直接加工鑄件；通過(guò)傾斜板上下部的冷卻水對(duì)傾斜板進(jìn)行控溫，防止傾斜板在澆注過(guò)程中持續(xù)升溫，保證了傾斜板對(duì)金屬熔體的持續(xù)激冷作用。

（2）本實(shí)用新型所述裝置在使用過(guò)程中，薄縫通道上、下、左、右各表面對(duì)流經(jīng)薄縫通道的金屬熔體均有剪切、激冷作用，強(qiáng)化了傾斜板對(duì)金屬熔體的處理效果；薄縫通道空間狹小，金屬熔體流經(jīng)薄縫通道時(shí)將通道內(nèi)空氣全部排空，使得金屬熔體不與外界空氣接觸，有效的防止了在澆注過(guò)程中金屬熔體的氧化。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型裝置示意圖；

圖2為傾斜板剖視示意圖；

圖中：1-錐形棒；2-熔煉裝置；3-出水口；4-進(jìn)料口；5-進(jìn)料漏斗；7-熱電偶；8-定位螺栓；9-傾斜板上部；10-進(jìn)水口；11-出料口；12-傾斜板下部；14-盛放坯料裝置。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不限于所述內(nèi)容。

實(shí)施例1

本實(shí)施例所述制備半固態(tài)合金漿料的裝置，包括錐形棒1、熔煉裝置2、進(jìn)料漏斗5、傾斜板、盛放坯料裝置14，傾斜板內(nèi)部設(shè)有薄縫通道，傾斜板上設(shè)有冷卻系統(tǒng)；傾斜板的上端設(shè)有進(jìn)料口4，下端設(shè)有出料口11，進(jìn)料漏斗5、進(jìn)料口4、薄縫通道、出料口11依次連通，出料口11與盛放坯料裝置14正對(duì)， 熔煉裝置2的下端與進(jìn)料漏斗5正對(duì)。本實(shí)施例所述薄縫通道長(zhǎng)度為50mm，通道的寬度為200mm、高度為10mm，角度為10°。

實(shí)施例2

本實(shí)施例所述制備半固態(tài)合金漿料的裝置，包括錐形棒1、熔煉裝置2、進(jìn)料漏斗5、傾斜板、盛放坯料裝置14，傾斜板內(nèi)部設(shè)有薄縫通道，傾斜板上設(shè)有冷卻系統(tǒng)；傾斜板的上端設(shè)有進(jìn)料口4，下端設(shè)有出料口11，進(jìn)料漏斗5、進(jìn)料口4、薄縫通道、出料口11依次連通，出料口11與盛放坯料裝置14正對(duì)， 熔煉裝置2的下端與進(jìn)料漏斗5正對(duì)；所述傾斜板包括傾斜板上部9和傾斜板下部12，薄縫通道位于傾斜板上部9和傾斜板下部12之間，傾斜板上部9和傾斜板下部通過(guò)定位螺栓8連接；本實(shí)施例所述薄縫通道長(zhǎng)度為300mm，通道的寬度為100mm、高度為5mm，角度為70°。

實(shí)施例3

本實(shí)施例所述制備半固態(tài)合金漿料的裝置，包括錐形棒1、熔煉裝置2、進(jìn)料漏斗5、傾斜板、盛放坯料裝置14，傾斜板內(nèi)部設(shè)有薄縫通道，傾斜板上設(shè)有冷卻系統(tǒng)；傾斜板的上端設(shè)有進(jìn)料口4，下端設(shè)有出料口11，進(jìn)料漏斗5、進(jìn)料口4、薄縫通道、出料口11依次連通，出料口11與盛放坯料裝置14正對(duì)， 熔煉裝置2的下端與進(jìn)料漏斗5正對(duì)；所述傾斜板包括傾斜板上部9和傾斜板下部12，薄縫通道位于傾斜板上部9和傾斜板下部12之間，傾斜板上部9和傾斜板下部通過(guò)定位螺栓8連接；所述冷卻系統(tǒng)包括出水口3、進(jìn)水口10、冷卻水管道，出水口3和進(jìn)水口10位于傾斜板上部9和傾斜板下部12上；所述薄縫通道內(nèi)設(shè)有熱電偶7。本實(shí)施例所述薄縫通道長(zhǎng)度為600mm，通道的寬度為150mm、高度為7mm，角度為30°。