[发明专利]一种摇摆搅拌装置制备半固态浆料和流变成形设备

说明书

技术领域

本发明属于半固态金属加工技术领域,特别提供了一种摇摆搅拌装置制备半固态浆料和流变成形的设备。

背景技术

自从20世纪70年代初期，美国麻省理工学院M C Flemings等研究人员创立了金属半固态成形的概念，半固态金属浆料的制备和成形技术作为一种新型的技术引起了世界各国的广泛关注。据文献“Behavior of metal alloys in the semisolid state”(M C Flemings, Metall Trans, 1991,22A:957-981)、“一种悬挂锥筒式半固态金属浆料制备及输送装置”（康永林，中国专利，200810114097.3，2008）和《金属材料半固态加工理论与技术》（专著：康永林，毛卫民，胡壮麒，科学出版社，2004）报道，获得半固态金属浆料的方法很多，如机械搅拌法、电磁搅拌法、应变引起的熔体激活法、晶粒细化和重熔法、紊流效应法、单螺旋搅拌法、双螺旋搅拌法、低过热度倾斜板浇铸法、熔体混合法、气泡搅拌法等。同样，上述文献也提出了许多半固态金属浆料的流变成形方法，如传统机械搅拌式流变成形、压射室制备浆料式流变成形、单螺旋机械搅拌流变成形、双螺旋机械搅拌式流变成形、低过热度倾斜板浇注式流变成形、CRP（Continuous Rheoconversion process）式流变成形、SEED（Swirled Enthalpy Equilibation Device）式流变成形等。但为了降低半固态金属浆料的制备与成形成本，世界各国的学者、专家和工业界仍在不断努力，试图提出新的半固态金属浆料或坯料的制备技术。

文献“semi-solid processing of engineering alloys by a twin-screw rheomolding process.”(S Ji, Z Fan and M J Bevis, Mater Sci & Eng, 2001, 299A: 210-217)提出： 双螺旋机械搅拌流变射铸的设备主要包括液态镁合金供料机构、双螺旋机械搅拌机构、压射机构和中央控制机构。在双螺旋机械搅拌流变射铸的设备中，一般不含有用于半固态浆料制备的摇摆搅拌装置，只需将过热合金熔体平稳导入双螺旋机械搅拌桶中即可。供料机构能够保证向双螺旋机械搅拌机构提供温度合适和数量合适的液态镁合金；液态镁合金一旦进入搅拌系统，一般被双螺旋搅拌桶强烈的剪切，一边被快速冷却到预期的固相分数；当半固态镁合金浆料到达输送阀时，初生固相已经转变为球状颗粒，并均匀分布在低熔点的液相中；当输送阀打开时，半固态镁合金浆料进入压室，被压入模具型腔，并在模具中完全凝固，最终形成机械零件。但这种双螺旋机械搅拌流变射铸设备仅适合于镁合金的半固态流变成形。

中国专利200810114097.3提出了一种悬挂锥桶式半固态金属浆料制备装置，利用浇勺或供料装置把液态金属浇入到制浆装置，合金液在通过内外锥桶之间的缝隙时受到强烈的剪切搅拌作用，最终制备出组织细小圆整的半固态浆料；在该半固态浆料设备中，一般不含有用于半固态浆料制备的摇摆搅拌装置，只需将过热金属液体浇入锥筒内即可。

欧洲专利EP 0745691A1提出了New Rheocasting 技术，简称NRC。在NRC技术汇总，首先降低浇注金属液的过热度，将金属液教主到一个倾斜平板（或倾斜圆管、或倾斜半圆管）上，金属熔体流入手机坩埚，再经过适当地冷却凝固，这是的半固态金属熔体中的金属浆料进行温度调整，以获得尽可能均匀的温度场或固相分数，最终获得半固态金属浆料，再将该半固态金属奖励进行流变压铸或锻造，就可成形各种另在。在New Rheocasting 工艺的设备中，一般不含有用于半固态浆料制备的摇摆搅拌装置，只需将过热金属熔体平稳地浇倒倾斜平板（倾斜圆管、或倾斜半圆管）上即可。

中国专利 200710176136.8提出了一种半固态金属浆料的制备和流变成形的设备，将过热熔体浇入由倾斜管和垂直管组成的斜直复合管通道来浇注金属液，促进该金属液的冷却和形核，制备半固态金属浆料与流变成形。在该技术的设备中，一般不含有用于半固态浆料制备的摇摆搅拌装置，只需将过热金属熔体浇入到斜直浇道即可。