[发明专利]一种颗粒增强铝基复合材料搅拌铸造制备装置及制备方法

权利要求书

1.一种颗粒增强铝基复合材料搅拌铸造制备装置，其特征在于：该装置包括升降机构(1)、电阻炉(2)、固定柱(3)、承重机构(4)、搅拌装置(6)、颗粒输送装置(7)、炉盖(9)、进料口(10)、进气管(11)、石墨坩埚(12)、不锈钢坩埚(13)；

不锈钢坩埚(13)置于电阻炉(2)内；石墨坩埚(12)置于不锈钢坩埚(13)与电阻炉(2)的炉盖(9)形成的密闭空间内，惰性气体由进气管(11)进入，从搅拌装置(6)的搅拌杆与盖板(5)之间的间隙流出；承重机构(4)固定在电阻炉(2)的外侧壁；搅拌装置(6)安装在承重机构(4)上，承重机构(4)活动安装在电阻炉(2)一侧的升降机构(1)上；颗粒输送装置(7)安装在电阻炉(2)的顶部一侧；搅拌装置(6)的搅拌叶片通过搅拌杆伸入石墨坩埚(12)内部；

所述搅拌装置(6)搅拌杆的端部安装有搅拌叶片，搅拌叶片通过搅拌杆伸入石墨坩埚(12)内部。

2.根据权利要求1所述的颗粒增强铝基复合材料搅拌铸造制备装置，其特征在于：所述颗粒输送装置(7)包括支架(7-1)、出料口(7-2)、轴承(7-3)、转子(7-4)、转动门机构(7-5)、料仓(7-6)、固定板(7-7)、连接头(7-8)、电动机(7-9)；

出料口(7-2)置于石墨坩埚(12)的上方；固定板(7-7)和转动门机构(7-5)安装在支架(7-1)上，电动机(7-9)安装在固定板上，电动机(7-9)的转子(7-4)通过轴承(7-3)和连接头(7-8)分别与转动门机构(7-5)连接，料仓(7-6)安装在转动门机构(7-5)上部。

3.根据权利要求1所述的颗粒增强铝基复合材料搅拌铸造制备装置，其特征在于：在不锈钢坩埚(13)的内底部、石墨坩埚(12)的下方设有用于支撑石墨坩埚(12)的耐火砖(14)。

4.根据权利要求1所述的颗粒增强铝基复合材料搅拌铸造制备装置，其特征在于：炉盖(9)上安装有用于盖住搅拌杆的伸入口的盖板(5)。

5.根据权利要求1所述的颗粒增强铝基复合材料搅拌铸造制备装置，其特征在于：炉盖(9)上开有用于观察石墨坩埚(12)内部的观察窗(8)。

6.采用权利要求1至5中任一项所述装置制备颗粒增强铝基复合材料的方法：

步骤一：将电阻炉(2)加热到400℃，待温度稳定后，加入铝合金并升温熔化；用商用固体精炼剂在710℃的温度下在石墨坩埚(12)内精炼除气、除渣；将精炼后的铝合金熔体降温至640℃并保温；

步骤二：开启气体保护装置，氩气通过进气管(11)进入密闭空间，使铝合金熔体处于氩气气氛保护之下；

步骤三：旋转承重机构(4)，配合固定柱(3)使搅拌装置(6)的搅拌叶片对准石墨坩埚(12)中心；启动升降装置(1)，将搅拌叶片下降至铝合金熔体表面以下35mm；

步骤四：启动搅拌装置(6)，调节搅拌装置(6)的转动速度，使铝合金熔体表面形成稳定的旋涡；

步骤五：将增强颗粒(4-1)加入到料仓(7-6)中，启动电动机(7-9)，调节转动速度，使转动门机构(7-5)颗粒输送速度为40g/min；

步骤六：增强颗粒(4-1)添加完毕后，关闭颗粒输送装置(7)，关闭搅拌装置(6)，启动升降装置(1)，调节搅拌杆的搅拌叶片至复合材料熔体表面之上；调节电阻炉(2)使复合材料熔体升温至710℃并保温；

步骤七：启动升降装置(1)，将搅拌杆的搅拌叶片下降至距离石墨坩埚(12)底部40mm；启动搅拌装置(6)，调节搅拌速度，促进增强颗粒(4-1)在铝合金熔体中分布均匀；

步骤八：颗粒(4-1)均匀化结束后，启动升降装置(1)，将搅拌装置(6)升至电阻炉(2)炉盖(9)之上；承重机构(4)旋转90°；盖上盖板(5)；熔体温度保持在710℃，颗粒增强铝基复合材料制备完成。