[发明专利]一种特种铝合金半固态材料制备及自动化成型装置

说明书

本发明公开一种特种铝合金半固态材料制备及自动化成型装置，包括：铝合金液熔池；铝合金结晶器：接收所述铝合金液熔池提供的铝合金熔液并能够使所述铝合金熔液制备为半固态坯料；第一机械臂；铝合金坯料顶出装置；第二机械臂。本发明所述特种铝合金半固态材料制备及自动化成型装置，通过对熔体采用电磁搅拌制备高液相半固态坯料，解决了高强铝合金锻造难题及解决了普通流变成形的材料转移技术难题，使锻造产品拥有细小的球状晶体粗晶、合金分布均匀，解决了传统工艺颗粒大、枝状晶、及合金分布不均匀等缺陷。

技术领域

本发明涉及模锻成型辅助设备设施技术领域，具体涉及一种特种铝合金半固态材料制备及自动化成型装置。

背景技术

铸造特种铝合金材料，例如A390高硅铝合金产品时，由于硅极易产生偏析、团聚等缺陷，材料脆硬锻造很难成形或者产生裂纹缺陷，压铸产品又存在大量的气孔、夹渣缺陷，由于高硅材料、超硬铝合金材料在汽车、军工、航天等领域应用十分的广泛，多年以来高品质特种铝合金材料的制备成形一直采用大量机加工的方式来实现，由于加工过程破坏了晶体的延续性，产品性能也相应的受到一定的影响。

传统的半固态成形主要为两种形式：触变成形和流变成形；触变成形：先制作半固态坯料然后通过二次加热、模锻成形，该工艺需要经过二次加热生产成本高、材料利用率低，但生产工艺相对好控制、固态材料流转方便；流变成形：制备半固态液体通过改造的压铸机注射成形、或者模锻成形，该工艺生产过程中温度较难控制、容易产生夹渣夹气等缺陷、流体材料流转较困难。

本发明通过特定装置及工艺制备固体形状的具有高液相分数的坯料，快速转移到液压或机械模锻机中模锻成形，产品基本实现近终成形，大大减少了产品的后续加工，由于产品在模锻前为固体、材料转移非常方便、也减少了生产过程中的夹渣、夹气等缺陷、产品致密度好、结构强度高。

基于现有技术存在的上述技术问题，本发明提出一种特种铝合金半固态材料制备及自动化成型装置。

发明内容

本发明提供一种特种铝合金半固态材料制备及自动化成型装置，所述特种铝合金半固态材料制备及自动化成型装置通过控温结合电磁搅拌的方式使熔体中的金属晶粒细小、成分均匀，通过温度、时间、搅拌强度等控制铝合金坯料的固、液相分数，将半固态坯料通过顶出机构顶出、通过机械手抓取快速转移到模锻设备内，进行半固态模锻，本发明实现了从半固态制坯到半固态模锻成形的自动化生产过程。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种特种铝合金半固态材料制备及自动化成型装置，包括：

铝合金液熔池：提供铝合金半固态成型的液态金属；

铝合金结晶器：接收所述铝合金液熔池提供的铝合金熔液并能够使所述铝合金熔液制备为半固态坯料；

第一机械臂：用于舀取所述铝合金液熔池内的液态金属并将液态金属倾倒入所述铝合金结晶器中；

铝合金坯料顶出装置：设置在所述铝合金结晶器的底端并能够顶出半固态凝固的铝合金坯料；

第二机械臂：用于盛接由所述铝合金坯料顶出装置顶出的铝合金坯料并能够将所述铝合金坯料送至压铸机械中；

所述铝合金结晶器包括结晶器本体、固定在所述结晶器本体中的成型模腔、用于对所述成型模腔进行控温的控温装置和包围在所述成型模腔外侧的电磁搅拌装置。

进一步地，所述电磁搅拌装置固定设置在结晶器本体的内部。

进一步地，所述电磁搅拌装置包括六组感应线圈，所述六组感应线圈呈正六边形放置，沿所述成型模腔的周身方向均匀排列，每组感应线圈通过串联、并联或串并联混合方式与电磁搅拌装置电源相连。