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一種半固態(tài)合金制漿用靜態(tài)屏障混煉裝置的制作方法

文檔序號:12109576閱讀:489來源:國知局
一種半固態(tài)合金制漿用靜態(tài)屏障混煉裝置的制作方法

本發(fā)明涉及一種半固態(tài)合金制漿用靜態(tài)屏障混煉裝置。



背景技術(shù):

機械攪拌制取半固態(tài)漿料是指在金屬液體冷卻至兩相區(qū)間溫度過程中,采用耐高溫材料棒對熔體進(jìn)行連續(xù)攪拌制取漿料的工藝。此工藝的理論依據(jù)是:由攪拌引起的強烈對流熔體中,在凝固開始階段,形核后以枝晶形態(tài)生長的晶粒由于次枝晶臂變形、折斷造成了游離晶核數(shù)目大增,并且以胞狀或球狀的方式生長。在凝固初始階段爆發(fā)形核使得晶核數(shù)量激增成為目標(biāo),因此高溫合金細(xì)化晶粒的低溫澆注成為了液相線半固態(tài)制漿工藝。

但機械攪拌制漿設(shè)備存在三個普遍的缺點,第一是制漿攪拌的過程暴露在空氣環(huán)境下,在攪拌的過程中會同時攪入大量空氣,從而使得制品上形成許多的氣孔和氣穴,影響壓鑄制品的力學(xué)性能和加工性能,降低制品的良品率;第二是金屬液體是在空氣中進(jìn)行冷卻,沒有溫度控制裝置,整個制漿的過程受周邊氣溫的影響很大,并且合金形成半固態(tài)的溫度范圍一般都比較窄,在溫度不穩(wěn)定的狀態(tài)下進(jìn)行的攪拌使得制漿的質(zhì)量很難保持穩(wěn)定;第三是機械攪拌需要在外部提供動力源和傳動機構(gòu)(比如電機和傳動副),而傳動機構(gòu)更需要輔助機械機構(gòu)的固定和支撐,一套完整的機械攪拌制漿設(shè)備成本高,需要獨立的控制系統(tǒng),同時也增加了維護(hù)和保養(yǎng)的時間和成本。

因此,有必要進(jìn)一步改進(jìn)。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡單合理、性能優(yōu)異、裝配快捷、操作方便、制造成本低、易生產(chǎn)、易實現(xiàn)且安全可靠的半固態(tài)合金制漿用靜態(tài)屏障混煉裝置,以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處。

按此目的設(shè)計的一種半固態(tài)合金制漿用靜態(tài)屏障混煉裝置,包括噴嘴和料筒,噴嘴設(shè)置在料筒上,其特征在于:噴嘴與料筒之間設(shè)置有集流梳板,料筒的內(nèi)部設(shè)置有腔體,腔體內(nèi)設(shè)置有屏障混煉頭,屏障混煉頭靜態(tài)設(shè)置在腔體內(nèi)、且其外壁螺旋式設(shè)置有若干的斜槽。

所述屏障混煉頭呈圓柱形,腔體的形狀與屏障混煉頭相互對應(yīng),屏障混煉頭的外圍與腔體的內(nèi)壁相互靜態(tài)配合。

所述屏障混煉頭的外壁螺旋式設(shè)置有若干的斜槽,斜槽為弧形槽或多邊形槽、且其兩端分別形成有入口端和出口端。

所述斜槽為弧形槽、且螺旋式設(shè)置在屏障混煉頭的外壁上。

所述斜槽的槽峰與屏障混煉頭的外圍形成一定的高度差。

所述斜槽的入口端設(shè)置有錐形部,斜槽的出口端緊靠在集流梳板的一側(cè),集流梳板的另一側(cè)設(shè)置有錐形面。

所述噴嘴的一端對應(yīng)集流梳板的錐形面設(shè)置有錐形腔,噴嘴的另一端設(shè)置有噴嘴通道;所述的集流梳板一側(cè)與斜槽的出口端相弧緊靠,另一側(cè)通過錐形面設(shè)置在噴嘴的錐形腔內(nèi);其中,錐形面的外壁與錐形腔的內(nèi)壁之間形成錐形通道,該錐形通道與噴嘴的噴嘴通道連通。

所述料筒對應(yīng)噴嘴設(shè)置有噴嘴法蘭,噴嘴通過噴嘴法蘭固定設(shè)置在料筒上。

所述料筒的外壁還設(shè)置有加熱器。

本發(fā)明通過上述結(jié)構(gòu)的改良,在屏障混煉頭的外壁螺旋式設(shè)置有若干的斜槽,當(dāng)金屬熔料從斜槽的入口端流入時,由于屏障混煉頭與料筒的腔體之間間隙很少,金屬熔料在外部推力的作用下擠進(jìn)該狹小的間隙,并在通過該間隙過程中,金屬熔料將承受一個很大的剪切力,這個剪切作用足以把以枝晶形態(tài)生長的晶粒折斷,金屬熔料流經(jīng)斜槽時還會形成漩渦狀的環(huán)流,這會形成強烈的混煉和攪拌作用,晶核在相互剪切和摩擦的作用下難以形成枝狀形態(tài),晶核將以胞狀或球狀的方式生長,使晶粒得以充分的細(xì)化。

與傳統(tǒng)機械的攪拌設(shè)備相比,本結(jié)構(gòu)整個制漿過程在密閉的料筒內(nèi)進(jìn)行,可以有效地隔絕外界空氣的影響,氣體不容易摻雜進(jìn)入漿料,大幅度減少了制品上氣孔和氣穴的數(shù)量;而且,料筒的外壁還設(shè)置有加熱器,加熱器可以通過對料筒進(jìn)行加熱和溫度檢測,從而實現(xiàn)工作時的實時溫度控制,使半固態(tài)合金漿料始終處于恒溫的條件下,保證制品的良品率;并且,本結(jié)構(gòu)無需外加的功率,依靠流體自身的壓力降來實現(xiàn)流體的混合,即依靠阻力降的壓力能來提供混合所需的能量,結(jié)構(gòu)簡單,成本低廉;同時,靜態(tài)混煉頭的斜槽設(shè)計可以使金屬熔料進(jìn)出時壓力損失降得最少,自潔性較好,不容易再現(xiàn)堆積堵塞的問題。

綜合而言,本結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單合理、性能優(yōu)異、裝配快捷、操作方便、制造成本低、易生產(chǎn)、易實現(xiàn)且安全可靠等特點,實用性強。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實施例的裝配結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明一實施例的屏障混煉頭立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明一實施例的屏障混煉頭正視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖3中的沿A-A線剖開結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

參見圖1-圖4,本半固態(tài)合金制漿用靜態(tài)屏障混煉裝置,包括噴嘴1和料筒5,噴嘴1設(shè)置在料筒5上,噴嘴1與料筒5之間設(shè)置有集流梳板3,料筒5的內(nèi)部設(shè)置有腔體5.1,腔體5.1內(nèi)設(shè)置有屏障混煉頭4,屏障混煉頭4靜態(tài)設(shè)置在腔體5.1內(nèi)、且其外壁螺旋式設(shè)置有若干的斜槽4.1。

進(jìn)一步地講,屏障混煉頭4呈圓柱形,腔體5.1的形狀與屏障混煉頭4相互對應(yīng),屏障混煉頭4的外圍與腔體5.1的內(nèi)壁相互靜態(tài)配合。

進(jìn)一步地講,屏障混煉頭4的外壁螺旋式設(shè)置有若干的斜槽4.1,斜槽4.1為弧形槽或多邊形槽、且其兩端分別形成有入口端4.2和出口端4.3。本實施例的斜槽4.1優(yōu)選為弧形槽、且螺旋式設(shè)置在屏障混煉頭4的外壁上。

進(jìn)一步地講,斜槽4.1的槽峰與屏障混煉頭4的外圍形成一定的高度差D。即屏障混煉頭4與料筒5的腔體5.1之間形成了一間隙,該間隙狹小,金屬熔料在外部推力的作用下擠進(jìn)該狹小的間隙、且形成漩渦狀的環(huán)流。

進(jìn)一步地講,斜槽4.1的入口端4.2設(shè)置有錐形部4.4,斜槽4.1的出口端4.3緊靠在集流梳板3的一側(cè),集流梳板3的另一側(cè)設(shè)置有錐形面3.1。

進(jìn)一步地講,噴嘴1的一端對應(yīng)集流梳板3的錐形面3.1設(shè)置有錐形腔1.1,噴嘴1的另一端設(shè)置有噴嘴通道1.2;所述的集流梳板3一側(cè)與斜槽4.1的出口端4.3相弧緊靠,另一側(cè)通過錐形面3.1設(shè)置在噴嘴1的錐形腔1.1內(nèi);其中,錐形面3.1的外壁與錐形腔1.1的內(nèi)壁之間形成錐形通道,該錐形通道與噴嘴1的噴嘴通道1.2連通。

進(jìn)一步地講,料筒5對應(yīng)噴嘴1設(shè)置有噴嘴法蘭2,噴嘴1通過噴嘴法蘭2固定設(shè)置在料筒5上。

進(jìn)一步地講,料筒5的外壁還設(shè)置有加熱器6。

工作時,當(dāng)金屬熔料從斜槽4.1的入口端4.2流入時,由于屏障混煉頭4與料筒5的腔體5.1之間間隙很少,金屬熔料在外部推力的作用下擠進(jìn)該狹小的間隙,并在通過該間隙過程中,金屬熔料將承受一個很大的剪切力,這個剪切作用足以把以枝晶形態(tài)生長的晶粒折斷,金屬熔料流經(jīng)斜槽4.1時還會形成漩渦狀的環(huán)流,如圖2箭頭所示,這會形成強烈的混煉和攪拌作用,晶核在相互剪切和摩擦的作用下難以形成枝狀形態(tài),晶核將以胞狀或球狀的方式生長,使晶粒得以充分的細(xì)化,然后金屬熔料從斜槽4.1的出口端4.3流出再經(jīng)過集流梳板3,最后從噴嘴1噴嘴。

與傳統(tǒng)機械的攪拌設(shè)備相比,本結(jié)構(gòu)整個制漿過程在密閉的料筒5內(nèi)進(jìn)行,可以有效地隔絕外界空氣的影響,氣體不容易摻雜進(jìn)入漿料,大幅度減少了制品上氣孔和氣穴的數(shù)量;而且,料筒5的外壁還設(shè)置有加熱器6,加熱器6可以通過對料筒5進(jìn)行加熱和溫度檢測,從而實現(xiàn)工作時的實時溫度控制,使半固態(tài)合金漿料始終處于恒溫的條件下,保證制品的良品率;并且,本結(jié)構(gòu)無需外加的功率,依靠流體自身的壓力降來實現(xiàn)流體的混合,即依靠阻力降的壓力能來提供混合所需的能量,結(jié)構(gòu)簡單,成本低廉;同時,靜態(tài)混煉頭4的斜槽4.1設(shè)計可以使金屬熔料進(jìn)出時壓力損失降得最少,自潔性較好,不容易再現(xiàn)堆積堵塞的問題。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該了解本發(fā)明不受上述實施例的限制,上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理,在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn),這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。

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