[发明专利]低熔点合金半固态熔体制备工艺

说明书

本发明公开了低熔点合金半固态熔体制备工艺，包括以下步骤：a.合金熔炼；将低熔点合金进行加热熔炼成半固态熔体；b.熔体射出；将半固态熔体通过喷射管进行喷出，所述喷射管通过摆动机构带动摆动，使得半固态熔体由所述喷射管摆动喷出；c.熔体搅拌；喷射管喷出的半固态熔体进入搅拌仓内，所述搅拌仓呈螺旋形，所述搅拌仓自上至下依次设有第一温控区域、第二温控区域、第三温控区域和第四温控区域，其中，第一温控区域低于合金固相温度，第二温控区域高于合金液相温度，第三温控区域位于合金固相温度和合金液相温度之间，所述第四温控区域为常温。本发明工艺步骤简单，操作方便，而且半固态合金存在成分均匀、晶核圆整度好。

技术领域

本发明涉及流变成形技术领域，特别涉及低熔点合金半固态熔体制备工艺。

背景技术

半固态合金是介于液态和固态之间的一类“软物质”，静止时像固体物质可以搬运，外力作用下像流体可以产生连续变形，其内部特征是（近）球状晶均匀悬浮于液相中。

制备半固态金属可采用环保型低熔点合金，低熔点合金指能够在100℃内进行液固相的转变。现有的低熔点半固态合金在制备时，需要通过多道工序，才能将固态合金制备成半固态合金，工序复杂，自动化程度低，每一工序均是通过人工进行操作，劳动强度大，耗时较长。而且现有的半固态熔体制备装置多采用机械搅拌、电磁搅拌以及超声波搅拌等方式。但机械搅拌产出的半固态熔体存在成分不均匀、晶核圆整度差等缺点，且制备装置不易清洗。电磁搅拌和超声波搅拌装置仍存在搅拌死区，合金利用率低且制备成本较高。

发明内容

针对现有技术的不足和缺陷，提供一种低熔点合金半固态熔体制备工艺，工艺步骤简单，操作方便，而且半固态合金存在成分均匀、晶核圆整度好。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案。

低熔点合金半固态熔体制备工艺，包括以下步骤：

a.合金熔炼；将低熔点合金进行加热熔炼成半固态熔体；

b.熔体射出；将半固态熔体通过喷射管进行喷出，使得半固态熔体由所述喷射管摆动喷出,喷射管喷出的半固态熔体进入搅拌仓上部的预形核区域内，半固态熔体内的晶核与预形核区域的内壁发生碰撞炸裂，在高速旋转融合下，晶核裂变速度加快，提高形核效率；

c.熔体搅拌；所述搅拌仓呈上大下小的螺旋状，且所述搅拌仓自预形核区域往下依次设有第一温控区域、第二温控区域、第三温控区域和第四温控区域，其中，第一温控区域低于合金固相温度，用于半固态熔体快速形核；第二温控区域高于合金液相温度，用于半固态熔体熔断晶核的晶状臂；第三温控区域位于合金固相温度和合金液相温度之间，用于调整半固态熔体晶核的圆整度；所述第四温控区域为常温，用于最后的合金成分稳定，使得半固态合金存在成分均匀、晶核圆整度好；

d.熔体制备完成；熔体从搅拌仓底部输出。

本发明的有益效果为：本发明的制备工艺，先将低熔点合金熔炼成半固态熔体，再通过喷射管喷出，通过摆动机构带动喷射管摆动，使得半固态熔体从多方向喷射至搅拌仓内，使得半固态熔体分散均匀，而且通过设置螺旋锥形的搅拌仓，能够解决搅拌死区问题且易于清洗，而且半固态熔体内的晶核与搅拌仓内壁发生碰撞炸裂，在高速旋转融合下，晶核裂变速度加快，提高形核效率，使半固态合金的精度和质量更高，而且半固态熔体进入搅拌仓后依次经过第一温控区域、第二温控区域、第三温控区域和第四温控区域，第一温控区域低于合金固相温度，用于半固态熔体快速形核，第二温控区域高于合金液相温度，用于半固态熔体熔断晶核的晶状臂第三温控区域位于合金固相温度和合金液相温度之间，用于调整半固态熔体晶核的圆整度，所述第四温控区域为常温，用于最后的合金成分稳定，使得半固态合金存在成分均匀、晶核圆整度好，而且本装置自动化程度高，操作方便。

作为本发明的一种改进，在步骤a中，将低熔点合金放置于坩埚内，通过加热元件对所述坩埚处进行加热从而对坩埚内的低熔点合金进行熔炼形成半固态熔体。