[发明专利]半固态制浆装置及使用该制浆装置的复合板制备设备

说明书

技术领域

本发明涉及半固态制浆技术领域，特别涉及半固态制浆装置及使用该装置的复合板制备设备。

背景技术

由于资源限制以及材料性能的需要，结合性能良好的层状复合材料（如铜/铝、钢/铝）已成为国内外学者努力的目标。半固态加工技术介于固态加工与液态加工之间，具有其独特的优势，如降低能耗、成本，提高产品质量、性能等。经研究半固态-固态制备技术可以制备出冶金结合良好的双金属复合材料，而快速制备出的优质半固态浆料是复合成形的前提和关键，但至今为止仍没有适用于半固态-固态双金属复合的半固态制浆装置。

专利号为201110440742.2的中国专利文件中公布了一种铜铝复合板制备设备，该设备包括半固态制浆装置，该半固态制浆装置包括储液槽和与储液槽连通的流道，流道流出的半固态铝浆流至板材的表面并随板材移动，经轧辊的轧制后而制备得到了复合板。由于该半固态制浆装置制备得到的半固态浆料的晶粒粗大且半固态浆料易在流道的壁上凝壳，因而不能保证后续半固态浆料与固态异质材料的良好冶金复合。

专利号为200610041892.5的中国专利文件中公布了一种半固态浆料的制备装置，该装置包括储液箱、与储液箱连通的导流管，导流管的外部套设有起振器，该起振器可以产生机械振动，尽管机械振动可以减少金属液在导流管上的凝壳且提高形核率，但是其效果不是很明显。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半固态制浆装置，以解决现有技术中存在的金属液易凝壳的问题。本发明还提供了一种使用上述半固态制浆装置的复合板制备设备。

为了解决上述问题，本发明中的半固态制浆装置采用如下技术方案：半固态制浆装置，包括用于与储液箱连通的且自上而下倾斜设置的供金属液流过的流道，流道具有用于与金属液接触的接触表面，所述接触表面上设置有自上而下平行排布的条状凸起，相邻条状凸起之间构成了凹槽，条状凸起具有用于与金属液流动方向垂直的长度方向。

所述条状凸起的与其长度方向垂直的截面为钜齿形。

所述条状凸起两侧坡度不一致，沿金属液流动方向条状凸起下坡侧较上坡侧陡。

流道的接触表面的截面为矩形，流道的接触表面包括平行分布的上倾斜壁和下倾斜壁，条状凸起设置于流道的下倾斜壁上。

半固态制浆装置还包括用于向流道施加振动的振动施加系统，所述振动施加系统为设置于流道下部的超声波振动施加系统，所述超声波振动施加系统包括提供超声波振动源的超声波发生器和用于将超声波振动传递给流道的超声波转换器。

为了实现上述目的，本发明的复合板制备设备采用如下技术方案：复合板制备设备，包括半固态制浆装置，半固态制浆装置的下部设置有用于输送板材的预热辊，预热辊的一侧设置有用于将半固态液体与板材轧制在一起的成对设置的上轧辊和下轧辊，半固态制浆装置包括用于与储液箱连通的且自上而下倾斜设置的供金属液流过的流道，流道具有用于与金属液接触的接触表面，所述接触表面上设置有自上而下平行排布的条状凸起，相邻条状凸起之间构成了凹槽，条状凸起具有用于与金属液流动方向垂直的长度方向。

所述条状凸起的与其长度方向垂直的截面为钜齿形。

所述条状凸起两侧坡度不一致，沿金属液流动方向条状凸起下坡侧较上坡侧陡。

流道的接触表面的截面为矩形，流道的接触表面包括平行分布的上倾斜壁和下倾斜壁，条状凸起设置于流道的下倾斜壁上。

复合板制备设备还包括用于向流道施加振动的振动施加系统，所述振动施加系统为设置于流道下部的超声波振动施加系统，所述超声波振动施加系统包括提供超声波振动源的超声波发生器和用于将超声波振动传递给流道的超声波转换器。

本发明的有益效果：金属液在流道的接触表面上结晶并向内生长为初生的枝晶，由于流道的接触表面上设置有条状凸起，上述枝晶之间具有一定的间隙，在金属液中向下流动的过程，该条状凸起之间的凹槽可以增加金属液对枝晶的冲刷作用，使枝晶的晶粒发生破碎或断裂后进入金属液中向下流动，提高了浆料的流动性，大大减少了流道的接触表面的凝壳问题，同时增加了形核率，得到了包含细小均匀固相颗粒的优质半固态浆料。当半固态制浆装置用于复合板制备设备时，由半固态制浆装置得到的优质的半固态浆料可以与固态异质材料之间形成良好的冶金结合，进而有效克服了传统复合板制备工艺存在的难以实现界面冶金复合的技术难点。