[发明专利]快速制备半固态金属浆料的装置及方法

说明书

本发明涉及一种快速制备半固态金属浆料的装置及方法，它包括放置金属浆料的容器、驱动容器内金属浆料生产电磁搅拌的永磁搅拌机构以及用于冷却金属浆料的冷却机构。本发明的目的在于提供一种快速制备半固态金属浆料的装置，可使金属浆料得到均匀充分的冷却与搅拌，并制备出高质量的半固态金属浆料。本发明的优点在于：采用永磁铁产生磁力进行非接触式搅拌，节能、节约成本，使金属浆料不受污染，搅拌无死角。

技术领域

本发明涉及一种快速制备半固态金属浆料的装置及方法。

背景技术

半固态制浆技术，是指金属在凝固过程中，进行剧烈搅拌控制固-液态温度区间得到一种液态金属母液中均匀地悬浮着一定固相组分的固液混合浆料(固相组分甚至可高达60％)，这种半固态金属浆料具有流变特性，即具有很好的流动性，易于通过普通铸造方法制成复杂产品。

从20世纪70年代美国麻省理工大学提出半固态成形技术以来，半固态制浆技术一直是研究和开发重点，近年来也得到快速发展。制浆的目的是为了打碎枝晶或小面化的晶体形态，获得球晶状，并控制冷却凝固过程中的晶体长大，从而获得具有良好流变特性的合金浆料。半固态成形技术打破了传统的枝晶凝固模式，使合金组织均匀，降低了铸件内部缺陷，提高了铸件的综合性能，在同等要求的条件下，还可适当的减小铸件壁厚，从而减轻铸件重量。

目前，关于半固态浆料的制备装置与工艺有很多，如机械搅拌法、电磁搅拌法、超声搅拌法、控制凝固法、应变激活工艺、粉末冶金法，但是现有这些半固态制浆装置和方法当中都存在的效率低、成本高、固相率难以控制等问题，使得半固态成型技术很难实现大规模工业化生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速制备半固态金属浆料的装置及方法，可使金属浆料得到均匀充分的冷却与搅拌，并制备出高质量的半固态金属浆料。

本发明的目的通过如下技术方案实现：一种快速制备半固态金属浆料的装置，它包括放置金属浆料的容器、驱动容器内金属浆料生产电磁搅拌的永磁搅拌机构以及用于冷却金属浆料的冷却机构；所述冷却机构包括冷却液输送芯以及传导密封件，所述冷却液输送芯竖向设置，其下段的外周壁设有环形冷却槽，所述传导密封件套设在冷却液输送芯的下段处，其内壁与环形冷却槽形成冷却通道，冷却液输送芯内还设有与冷却通道连通的进液通道以及出液通道；所述传导密封件位于容器的腔体内部，并且传导密封件的外周壁开设有若干竖向延伸的弧形扰流槽，所述弧形扰流槽以传导密封件中轴为中心呈环形对称分布。

较之现有技术而言，本发明的优点在于：

1.采用永磁铁产生磁力进行非接触式搅拌，节能、节约成本，使金属浆料不受污染，搅拌无死角。

2.质量高。因旋转离心力的作用，通常所采用的永磁搅拌方法往往会使浆料中心形成漩涡，使金属浆料当中容易卷入气体，并且形成的固体颗粒容易往容器内壁聚集，从而影响半固态浆料的品质，本发明在容器内部中心设置冷却机构，不仅可以提高浆料的冷却速度，还可以避免金属浆料中间形成漩涡，并且可以使固体颗粒在容器里内外侧跑动，从而制备出高质量的金属半固态浆料。

3.效率高。冷却机构采用液体循环冷却，冷却速度快，加上冷却头的独特结构设计和高效的永磁搅拌方法，使半固态制备效率大大提高，其制得3公斤的25％固相率的半固态铝合金浆料的最快时间为8秒。

4.制浆范围广。可制备5％-60％固相率的半固态金属浆料，制备的浆料重量范围为0.1-60公斤。

5.成本低。每公斤的制浆成本不高于0.1元，有利于大规模生产应用，促进铸造行业的发展。