[发明专利]一种生产金属半固态浆体的方法

说明书

技术领域

本发明属于金属的半固态成型技术领域，具体涉及一种生产金属半固态浆体的方法。

背景技术

众所周知，半固态金属浆体相对于液态金属具有粘度大，凝固收缩小等特点，因而使用半固态金属成型的零件相对于普通液态成型的对应零件有许多的优点，如较少的气孔和缩孔缺陷、更佳的机械性能等；另，相对于固态成型方法，半固态金属浆体的变形抗力非常小，可进行复杂件成型，且加工成本低。因此，半固态金属成型以其诸多的优越性而被称为21世纪最有前途的金属材料加工方法。半固态金属浆体的制作是半固态金属成型技术的关键；目前，制备具有球状晶结构的半固态金属浆体的方法主要有：机械搅拌法、电磁搅拌法、超声波搅拌法、直流脉冲法等。这些传统方法都是通过控制浆体的温度来控制半固态浆体的固相率（固体含量），即在制浆过程必须实时检测半固态浆体的温度以知道浆体的固相率；这导致了这些传统方法的工艺参数不易控制、生产效率低，生产成本较高等缺点，以至于到目前为止，金属的半固态成型技术还没有在很大的范围得到工业化应用。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种生产金属半固态浆体的方法，工艺流程简单且易于控制，易于实现大规模产业化应用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种生产金属半固态浆体的方法，包括以下步骤：提供一容器（1）；往所述的容器（1）中加入熔融金属或合金（3）；搅拌所述的容器（1）中的熔融金属或合金（3）以形成金属半固态浆体（2）；所述的金属半固态浆体（2）中的固体形成是通过所述的熔融金属或合金（3）与所述的容器（1）之间的热量交换来实现的；同时，所述的金属半固态浆体（2）中的固体含量也是通过所述的熔融金属或合金（3）与所述的容器（1）之间的热量交换来控制的。

制作所述的容器（1）的材料是石墨材料。

制作所述的容器（1）的材料是碳化硅陶瓷材料或氮化硅陶瓷材料。

制作所述的容器（1）的材料是碳化硅结合氮化硅陶瓷材料。

制作所述的容器（1）的材料是铸铁材料或钢质材料。

形成的金属半固态浆体（2）中固体含量至少为1 wt%。

形成的金属半固态浆体（2）中固体含量不超过60 wt%。

本发明的有益效果在于：

1）本发明的工艺流程非常简单，且易于控制；

2）应用本发明的制浆方法，浆体的生产成本极低；

3）本发明易于实现大规模的产业化应用。

附图说明

图1 为本发明的工艺示意图；

图2 为本发明的实施例1的金属组合物的显微照片，包括球状的初生固体相和冷淬过程中形成的二次固体相。

具体实施方式

本发明用下列实施例来进一步说明本发明，但本发明的保护范围并不限于下列实施例。

图1示出了本发明的一个优选实施例中的三个独立步骤。步骤1示出了一个设定好温度的保温炉（6），保温炉（6）里的一个垫块上放置一个容器（1）；容器（1）被放在保温炉（6）里一定长的时间，其温度就会与保温炉（6）所设定的温度基本一致。步骤2示出了步骤1中的容器（1）以及再一个容器（4）；容器（4）中装有熔融的金属（3），一定量的具有一定初始温度的熔融金属（3）已被加入到容器（1）中；熔融金属（3）通过与容器（1）的热交换形成了半固态浆体（2），但这时的半固态浆体还不够均匀。步骤3示出了步骤2中的容器（1）和金属半固态浆体（2），以及一个机械搅拌装置（5）；通过机械搅拌，金属半固态浆体（2）的均匀性得以增加。

在实际生产应用中，可利用多个容器（1）不断地循环使用以满足连续生产的需要。

根据本发明的方法，金属半固态浆体的固相率是通过熔融金属或合金（3）和容器（1）之间的热量（或焓）交换来控制；即主要是通过控制容器（1）的重量（和尺寸）、初始温度和所加入容器（1）中的熔融金属或合金（3）的重量、初始温度来控制所形成的金属半固态浆体（2）中的固体含量；这有别于传统方法的在制浆过程中要不断地实时检测浆体的温度来控制（知道）半固态浆体的固体含量。

制作所述的容器（1）的材料主要是石墨材料，或碳化硅陶瓷材料，或氮化硅陶瓷材料，或碳化硅结合氮化硅陶瓷材料。这些材料都不易与许多常用金属（如铝合金）发生反应，且都具有较好的导热性能以利于快速完成容器（1）和熔融金属或合金（3）的热量交换。