[发明专利]基于熔体混合的半固态制浆工艺

说明书

本发明提出了基于熔体混合的半固态制浆工艺，包括以下步骤：S1、混合：将高温合金熔体A和低温合金熔体B混合成合金混合熔体；S2、搅拌：通过搅拌装置将合金混合熔体分为两股环形流动的流体，两股流体交汇并在交汇处对流碰撞；S3、保温：搅拌好的合金混合熔体置于保温环境中保温；S4、成型：当保温环境中的合金混合熔体达到规定的固相率后，将合金混合熔体倒入到成型设备中获得制件。本发明的工艺步骤简单、制浆效率高、混合均匀、形核率高、粘度好、固相率好、成本低。

技术领域

本发明涉及半固态制浆工艺，特别涉及基于熔体混合的半固态制浆工艺。

背景技术

半固态制浆技术可对轻合金熔体进行细化晶粒，提高轻合金材料的粘度，提高材料成型过程的阻力，在轻合金材料的成型过程产生层流运动，避免飞射或飞溅现象，有利于减少成型过程的气孔率的产生，提高材料的致密度；同时半固态制浆过程中的搅拌作用使晶粒细化或球化，有利于提高成型后制件的力学性能。

但是现有的半固态制浆工艺普遍存在制浆效率低、混合不均匀、形核率低、粘度低、固相率低、工艺复杂和成本高等问题，制约了半固态技术的发展与应用。

发明内容

本发明提出了基于熔体混合的半固态制浆工艺，解决了现有技术中半固态制浆工艺普遍存在制浆效率低、混合不均匀、形核率低、粘度差、固相率低、工艺复杂和成本高的缺陷。

本发明的技术方案是这样实现的

基于熔体混合的半固态制浆工艺，包括以下步骤：

S1、混合：将高温合金熔体A和低温合金熔体B混合成合金混合熔体，高温合金熔体A的温度为其液相线以上70℃~150℃，低温合金熔体B温度为其液相线的-10℃~+20℃之间，高温合金熔体A和低温合金熔体B的质量比为（1~2）：1；

S2、搅拌：通过搅拌装置将合金混合熔体分为两股环形流动的流体，两股流体交汇并在交汇处对流碰撞；

S3、保温：搅拌好的合金混合熔体置于保温环境中保温；

S4、成型：当保温环境中的合金混合熔体达到规定的固相率后，将合金混合熔体倒入到成型设备中获得制件。

进一步，所述合金熔体A和所述合金熔体B成分相同或不同。

进一步，所述搅拌装置为机械搅拌装置或电磁搅拌装置。

本发明的有益效果：

1、高温熔体A温度控制在液相线以上70℃~150℃，这样合金熔体中的类固相原子团簇会被打破，变得更加细小，从而使合金熔体结构变得更加均匀；低温熔体B温度控制在其液相线-10℃~+20℃左右，这样合金熔体中会含有大量的类固相原子团簇，将高温熔体A与低温熔体B混合，相当于高温均匀熔体中加入大量的类固相原子团簇，这些类固相原子团簇在高温熔体的热作用下熔断、分解成更加细小的原子团簇，在凝固过程中可以成为形核核心，使得形核数量大为增加，起到细化组织的作用。

2、高温熔体A与低温熔体B质量比为（1~2）：1，适当增大高温熔体A的比例，可以增强熔体混合后的热作用，温熔体B中的类固相原子团簇会被熔断和分解的更加均匀，凝固过程中可以成为形核核心的团簇数量增多，形核率提高。

3、高温熔体A和低温熔体B混合过程中，通过搅拌装置形成两股交汇碰撞的流体，混合更均匀，已长大的晶粒由于对撞的冲击力作用断裂成更细小的晶核，这进一步提高了形核率，粘性也更好。

4、搅拌好的合金混合熔体置于保温环境中保温孕育，结晶的形核更均匀，提高固相率。

5、本发明的工艺步骤简单、制浆效率高、混合均匀、形核率高、粘度好、固相率好、成本低。

附图说明