[实用新型]一种双向永磁搅拌制备铝合金半固态浆料装置

说明书

本实用新型提供一种双向永磁搅拌制备铝合金半固态浆料装置，包括坩埚及位于坩埚下方的两组磁搅拌装置，每组磁搅拌装置包括永磁转子及固定于永磁转子上方的能驱动金属熔体做旋转运动的永磁体，所述永磁体的下方具有由驱动装置驱动转动，本实用新型通过双搅拌室的设计使得熔体的搅拌更加均匀，同时坩埚内的熔体通过中间的通道实现交互作用，组织得到细化。

技术领域

本实用新型涉及一种双向永磁搅拌制备铝合金半固态浆料装置。

背景技术

合金半固态浆料的制备，主要是在液相线温度以下，通过控制冷却方式改变合金中相的形核和长大过程，得到含有一定比例非枝晶固相的固液混合浆料。研究表明，在剪切力较小或为零时，高固相率浆料表现出固体特性，易于切割、搬运。而固相分数达百分40到百分60的浆料，仍然可像糊状悬浮液一般具有一定的流动性，在一定力的作用下可改变形状以填充型腔，因此易于铸造获得产品。这种半固态成型技术相比熔融金属（完全液态）压铸具有诸多优势，(1)较低温度下充型，提高了模具的使用寿命，减少模具粘接；(2)压铸过程发生紊流的可能性低，卷入空气几率小，氧化少、气孔率低；(3)可进行复杂件、薄壁件成型，提高材料的利用率并降低毛坯的机加工量；(4)更高的成型速度可改善表面光洁度，同时提高工作效率和产品性能。因此，半固态技术已经在汽车、航天航空领域及电气、电子信息通讯设备等领域重要部件的成型中得到了应用。获取半固态浆料是半固态技术的关键一步，因此浆料的制备工艺得到重视并不断发展，目前已经有20多种关于半固态浆料的制备工艺，如机械搅拌法、电磁搅拌法、超声波振动法、固液混合法、气体搅拌法、蛇形通道法、近液相线浇注法等。

随着人们对有色金属的产品需求日益增长，高品质有色金属铸件的制造技术越来越重要。电磁搅拌(EMS)技术是一种非接触搅拌技术，能在金属熔体中产生均匀温度场和浓度场，是改善铸件内部质量的最有效的手段之一。使用三相交流电(AC)磁场感应器的EMS方法已经为人所知多年，但它们消耗高水平的电力，并且需要对感应器线圈进行强烈的水冷却。作为一种替代方法，永磁搅拌(PMS)已经开发，使用一对或多个交替极性钕铁硼永磁体阵列，在旋转期间，在熔融金属内产生旋转磁场。与EMS方法相比，移动永磁系统具有功耗低、设计简单、磁密度高等优点。但是由于电磁感应趋肤效应的存在，使浆料内部所受的电磁搅拌力存在明显的区别，浆料表层受到的搅拌力大而内部小。而且由于浆料的散热主要通过表层传出，导致浆料内部的温度场分布也不均匀，浆料表层温度低而内部温度高。这些因素导致制备的半固态浆料中组织分布不均匀，表层为较小的粒状或蔷薇状，而内部往往为较为粗大的蔷薇晶或树枝晶，浆料或坯料组织较差，从而限制了该技术应用范围的进一步扩大和竞争力的提高。

实用新型内容

本实用新型对上述问题进行了改进，即本实用新型要解决的技术问题是现有的浆料表层受到的搅拌力大而内部小搅拌不均匀。

本实用新型的具体实施方案是：一种双向永磁搅拌制备铝合金半固态浆料装置，包括坩埚及位于坩埚下方的两组磁搅拌装置，每组磁搅拌装置包括永磁转子及固定于永磁转子上方的能驱动金属熔体做旋转运动的永磁体，所述永磁体的下方具有由驱动装置驱动转动。

进一步的，所述坩埚内部对应每组永磁转子的区域具有一对圆形状的搅拌室，两个搅拌室之间连通。

进一步的，所述坩埚置于一机架上部，所述磁搅拌装置置于坩埚下方的机架内。

进一步的，驱动装置为设置于机架内的电机。

进一步的，所述坩埚外周固定有包裹于坩埚外部的保温棉。

进一步的，所述永磁体固定于一护罩内，永磁体包括沿圆周呈十字状布设的磁块，沿圆周方向相邻磁块上表面磁极相反。

进一步的，所述坩埚内壁具有凸起的挡块。

进一步的，所述挡块位于坩埚搅拌室的外侧。

进一步的，所述坩埚材料为陶瓷材料或不导磁材料。