一種低熔點(diǎn)合金超聲攪拌復(fù)合熔煉設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種低熔點(diǎn)合金超聲攪拌復(fù)合熔煉設(shè)備，適用于300℃以下的低熔點(diǎn)合金特別是各種錫鉍系的合金的熔煉與制備；該設(shè)備包括坩堝、保溫加熱裝置、控溫裝置、超聲攪拌裝置、超聲波發(fā)生和控制裝置以及機(jī)械攪拌裝置，金屬熔體放置在坩堝中；其構(gòu)造簡(jiǎn)單實(shí)用，機(jī)械攪拌裝置與超聲波攪拌裝置互相垂直，互不干涉，超聲波從坩堝側(cè)面導(dǎo)入至金屬熔體，效率高，超聲能量損失少，而且在金屬熔體固相率較高，機(jī)械攪拌已經(jīng)不起作用的時(shí)候仍然可以施加超聲波攪拌直到金屬凝固；超聲和機(jī)械復(fù)合攪拌，可以細(xì)化晶粒，獲得非樹枝晶組織，加快熔融金屬熔體的成分和溫度的均勻化，所制備合金的塑性較傳統(tǒng)方法大幅提高。
【專利說明】一種低熔點(diǎn)合金超聲攪拌復(fù)合熔煉設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于金屬的制備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種低熔點(diǎn)合金超聲攪拌復(fù)合熔煉設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬制品如鑄錠、鑄件、連鑄產(chǎn)品的質(zhì)量直接決定于熔煉環(huán)節(jié)與金屬熔體的質(zhì)量。熔體中的氣體、夾雜物的控制水平是金屬熔體的純凈度的重要反應(yīng)。隨著冶煉和設(shè)備技術(shù)的不斷發(fā)展，金屬熔體的純凈度得到大幅提高，夾雜物水平和氣體含量得到降低，但是該問題依然存在。提高熔體質(zhì)量，機(jī)械攪拌法簡(jiǎn)單易行，但存在著攪拌死區(qū)，影響熔體的均勻性，超聲波處理金屬熔體，可以細(xì)化金屬的凝固晶粒，可以促進(jìn)金屬熔體的氣體形成氣泡并長(zhǎng)大上浮，可以促進(jìn)夾雜物的團(tuán)聚，進(jìn)而上浮，也有研究認(rèn)為可以將夾雜物進(jìn)行破碎實(shí)現(xiàn)彌散分布，這些都有助于提高金屬熔體的質(zhì)量。
[0003]現(xiàn)有的研究方法主要是將超聲波工具頭浸入待處理的金屬熔體中進(jìn)行超聲處理，但是該方法處理高熔點(diǎn)金屬(如鋼熔體)時(shí)，對(duì)超聲波工具頭的耐高溫與耐腐蝕性能要求高，傳統(tǒng)金屬材料難以滿足要求；即使采用金屬陶瓷來避免腐蝕，仍然存在加工、裝配困難和容易發(fā)生脆斷的問題。有采用金屬鉭作為工具頭材料的，性能好但價(jià)格昂貴(中國(guó)專利CN102554195A)。還有通過電磁鐵將超聲波工具頭從側(cè)面吸附到金屬坩堝上的方法，間接把超聲波導(dǎo)入金屬熔體，但是采用該方法超聲衰減嚴(yán)重，難以有效處理金屬熔體，而且鐵坩堝本身不耐腐蝕(中國(guó)專利CN1478624A)。超聲波工具頭浸入待處理金屬熔體的方式也妨礙了機(jī)械攪拌的加入。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]因此，為了解決以上問題，本實(shí)用新型提供一種低熔點(diǎn)合金超聲攪拌復(fù)合熔煉設(shè)備。適用于300°C以下的低熔點(diǎn)合金特別是各種錫鉍系的合金的熔煉與制備。包括有坩堝、保溫加熱裝置、控溫裝置、超聲攪拌裝置、超聲波發(fā)生和控制裝置以及機(jī)械攪拌裝置。機(jī)械攪拌裝置和超聲波攪拌裝置互相垂直，互不干涉，超聲波從側(cè)面導(dǎo)入至金屬熔體，超聲波攪拌裝置由超聲波換能器、變幅桿和工作頭組成。工作頭與坩堝有間隙，間隙通過耐熱氟橡膠密封，工作頭與金屬熔體直接接觸。坩堝外面是保溫加熱裝置，測(cè)溫探頭插入金屬熔體內(nèi)，溫控裝置可控制金屬熔體溫度。
[0005]本實(shí)用新型提供的一種低熔點(diǎn)合金超聲攪拌復(fù)合熔煉設(shè)備，包括坩堝8、保溫加熱裝置9、控溫裝置5、超聲攪拌裝置10、超聲波發(fā)生和控制裝置4以及機(jī)械攪拌裝置6，金屬熔體11放置在坩堝8中；所述的超聲攪拌裝置10是由超聲波換能器3、變幅桿2和工作頭I組成的一體結(jié)構(gòu)；所述坩堝8外層包裹保溫加熱裝置9，控溫裝置5分別連接保溫加熱裝置9及測(cè)溫探頭7，測(cè)溫探頭7插入金屬熔體11中，超聲波發(fā)生和控制裝置4與超聲攪拌裝置10連接；機(jī)械攪拌裝置6的攪拌葉片插入金屬熔體11中，機(jī)械攪拌裝置6與超聲攪拌裝置10相互垂直放置，所述工作頭I的頂端穿透坩堝8并與金屬熔體11直接接觸，超聲波從側(cè)面導(dǎo)入金屬熔體11中。
[0006]所述的超聲攪拌裝置10由超聲波換能器3、變幅桿2和工作頭I按上述順序通過螺紋連接組成一體結(jié)構(gòu)。
[0007]所述工作頭I的頂端與坩堝8之間有間隙，間隙使用耐熱氟橡膠密封圈密封。
[0008]所述工作頭的振幅為30?60 μ m。
[0009]所述的超聲波發(fā)生和控制裝置其超聲波頻率為15?25KHz，功率為500?1500W。
[0010]所述的機(jī)械攪拌裝置的攪拌葉片轉(zhuǎn)速為100?500轉(zhuǎn)/分。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果:
[0012]機(jī)械攪拌裝置和超聲波攪拌裝置互相垂直，兩互不干涉，可以同時(shí)施加。超聲攪拌復(fù)合攪拌，可消除機(jī)械攪拌的死區(qū)、清除熔體中的氣體。低溫合金熔煉大大降低了超聲波工作頭的耐高溫與耐腐蝕性能要求，用普通工具鋼制作的工作頭就可以長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。超聲波從側(cè)面導(dǎo)入至金屬熔體，工作頭與坩堝有間隙，間隙通過耐熱氟橡膠密封，耐熱氟橡膠密封可以隔絕超聲波能量傳遞到坩堝而損失，工作頭與金屬熔體直接接觸，超聲波能量可以高效導(dǎo)入金屬熔體，而且不受坩堝材料限制。而且在金屬熔體固相率較高，機(jī)械攪拌已經(jīng)不起作用的時(shí)候仍然可以施加超聲波攪拌直到金屬凝固。超聲和機(jī)械復(fù)合攪拌，可以細(xì)化晶粒，獲得非樹枝晶組織，加快熔融金屬熔體的成分和溫度的均勻化，所制備合金的塑性優(yōu)
巳
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的低熔點(diǎn)合金超聲攪拌復(fù)合熔煉設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]其中:1、工作頭，2、變幅桿，3、超聲波換能器，4、超聲波發(fā)生和控制裝置，5、控溫裝置，6、機(jī)械攪拌裝置，7、測(cè)溫探頭，8、坩堝，9、保溫加熱裝置，10、超聲攪拌裝置，11、金屬熔體。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖1對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明:
[0016]如圖1所示，低熔點(diǎn)合金超聲攪拌復(fù)合熔煉設(shè)備包括有坩堝8、保溫加熱裝置9、控溫裝置5、超聲攪拌裝置10 (工作頭1、變幅桿2、超聲波換能器3是一體的，之間通過螺紋連組成一體結(jié)構(gòu))、超聲波發(fā)生和控制裝置4以及機(jī)械攪拌裝置6組成。控溫裝置5分別連接到保溫加熱裝置9和測(cè)溫探頭7，坩堝8外面是保溫加熱裝置9，測(cè)溫探頭7插入金屬熔體11中，溫控裝置5可控制金屬熔體11的溫度。超聲波發(fā)生和控制裝置4和超聲攪拌裝置10連接。機(jī)械攪拌裝置6與超聲攪拌裝置10互相垂直安裝，超聲波從側(cè)面導(dǎo)入至金屬熔體11，工作頭I與坩堝8之間有間隙，間隙通過耐熱氟橡膠密封圈密封。
【權(quán)利要求】
1.一種低熔點(diǎn)合金超聲攪拌復(fù)合熔煉設(shè)備，其特征在于:包括坩堝(8)、保溫加熱裝置(9)、控溫裝置(5)、超聲攪拌裝置(10)、超聲波發(fā)生和控制裝置(4)以及機(jī)械攪拌裝置(6)，金屬熔體(11)放置在坩堝(8)中；所述的超聲攪拌裝置(10)是由超聲波換能器(3)、變幅桿(2)和工作頭(I)組成的一體結(jié)構(gòu)；所述坩堝(8)外層包裹保溫加熱裝置(9)，控溫裝置(5)分別連接保溫加熱裝置(9)及測(cè)溫探頭(7)，測(cè)溫探頭(7)插入金屬熔體(11)中，超聲波發(fā)生和控制裝置(4)與超聲攪拌裝置(10)連接；機(jī)械攪拌裝置(6)的攪拌葉片插入金屬熔體(11)中，機(jī)械攪拌裝置(6)與超聲攪拌裝置(10)相互垂直放置，所述工作頭(I)的頂端穿透坩堝(8)并與金屬熔體(11)直接接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低熔點(diǎn)合金超聲攪拌復(fù)合熔煉設(shè)備，其特征在于:所述的超聲攪拌裝置(10)由超聲波換能器(3)、變幅桿(2)和工作頭(I)通過螺紋連接組成一體結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低熔點(diǎn)合金超聲攪拌復(fù)合熔煉設(shè)備，其特征在于:所述工作頭(I)的頂端與坩堝(8)之間有間隙，間隙使用耐熱氟橡膠密封圈密封。
【文檔編號(hào)】C22B9/22GK203448652SQ201320525262
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月27日
【發(fā)明者】胡永俊, 鄭輝庭, 李昔強(qiáng), 李風(fēng), 肖小亭, 成曉玲, 吝嘉坤, 丘宇騰, 戴曉平, 郭海斌, 賴慧芳, 高攀, 楊宏歡, 李人杰, 何杰宇, 黃宇翔, 沈祖鵬 申請(qǐng)人:廣東工業(yè)大學(xué)