[发明专利]制备半固态合金熔体的装置及生产AlSi9Mg半固态合金的工艺

权利要求书

1.一种制备半固态合金熔体的装置，包括振动装置和倾斜设置的冷却槽，其特征在于：振动装置包括底座(2)，底座(2)上面通过支柱(3)和设置在支柱(3)外围的橡胶弹簧(4)支撑连接有振动台面(5)，在振动台面(5)下设置有与调频装置连接并受调频装置控制的能够三维振动的振动电机，所述振动电机有6个，每两个电机完成一维方向的振动，6个电机共实现三维方向振动频率、振幅、振动加速度的调节；冷却槽(10)倾斜设置在振动装置的振动台面(5)上，冷却槽(10)的一端通过支座(11)和转轴(12)与支撑架(6)一端连接，支撑架(6)的另一端上面设置升降架(7)，升降架(7)上端通过转轴和支撑槽(8)与冷却槽(10)的另一端连接；在冷却槽(10)的外侧设置水冷套，冷却槽(10)的出液端下面对应位置设置有水冷铜模(14)或者流变成形设备或者保温设备。

2.根据权利要求1所述的制备半固态合金熔体的装置，其特征在于所述振动电机的振动加速度范围为1g～2g，振幅范围为0.5mm～1mm，振动频率范围在10Hz～60Hz内无级可调。

3.一种制备半固态合金熔体的装置，包括振动装置和倾斜设置的冷却槽，其特征在于：振动装置包括底座(2)，底座(2)上面通过支柱(3)和设置在支柱(3)外围的橡胶弹簧(4)支撑连接有振动台面(5)，在振动台面(5)下设置有与调频装置连接并受调频装置控制的能够三维振动的振动电机，所述振动电机有6个，每两个电机完成一维方向的振动，6个电机共实现三维方向振动频率、振幅、振动加速度的调节；冷却槽(10)倾斜设置在振动装置的振动台面(5)上，冷却槽(10)的一端通过支座(11)和转轴(12)与支撑架(6)一端连接，支撑架(6)的另一端上面设置升降架(7)，升降架(7)上端通过转轴和支撑槽(8)与冷却槽(10)的另一端连接；在冷却槽(10)的外侧设置水冷套，冷却槽(10)的出液端下面对应位置设置有水冷铜模(14)或者流变成形设备或者保温设备；所述冷却槽(10)为U型，U型冷却槽(10)的倾斜角度在0～60°内调节，U型冷却槽(10)的浇注长度在300mm～1200mm范围内选定。

4.根据权利要求3所述的制备半固态合金熔体的装置，其特征在于所述流变成形设备包括压铸机和与压铸机连接的模具；压铸机包括压射室(26)、压射杆(25)、压射头(23)、接料口(24)，压射头(23)设置在压射杆(25)的前端，压射头(23)和压射杆(25)设置在压射室(26)内，压射室(26)上部设置与压射室(26)相通的对应于U型冷却槽(10)的出液端的接料口(24)，压射室(26)前端连接包括左半型(21)和右半型(22)的模具。

5.一种利用权利要求1、3或者4所述的制备半固态合金熔体的装置生产AlSi9Mg半固态合金的工艺，其特征在于：

第一步：将铝硅合金锭和纯铝锭按照AlSi9Mg合金的含量比例放入熔化设备内加热，待其全部熔化后升温至690℃～710℃，再按比例加入经预热的铝锰中间合金，

第二步：在680℃～700℃温度之间，将用铝箔包裹的纯Mg压入合金液中，Mg的加入量占合金液重量的0.4％，

第三步：在炉料全部熔化后，在700℃～720℃的温度下通氮气精炼，进行合金液的除气、除渣处理，

第四步：精炼后，将合金液升温至720℃～740℃，进行变质处理，变质剂采用钠盐或Al-Sr合金，

第五步：将冷却槽的倾斜角度调整成40～60°，浇注长度调整为600～800mm，振动电机的振动频率调整为50～60Hz之间，将600℃～610℃的AlSi9Mg合金液浇入振动状态下的冷却槽内，

第六步：合金液流过冷却槽后在冷却槽的下方即得到半固态AlSi9Mg合金熔体，熔体进入水冷铜模冷却后即得到半固态AlSi9Mg坯料；或者使熔体直接进入流变压铸设备中，进行流变压铸即制得流变压铸铸件。

6.根据权利要求5所述的工艺，其特征在于所述流变压铸的工艺包括：

A、将模具连接到压铸机的前端，预热模具至200℃～220℃，在模具内部涂覆水基或蜡基涂料，

B、将熔炼的半固态合金熔体直接浇入流变压铸设备的压射室内，在压射比压为40～80MPa，充型速度为1.2～2.5m/s的条件下进行压铸成形，

C、保压10s～30s，开模、顶出、取件，完成一个工作循环。