[发明专利]铝基复合材料的熔炼装置及熔炼方法

说明书

本发明提供一种铝基复合材料的熔炼装置及熔炼方法，涉及材料成型领域。包括：坩埚、加料装置、搅拌装置和加热系统，所述加料装置包括第一投料斗和第二投料斗，所述第一投料斗和第二投料斗的底端与所述坩埚的内部空腔连通，所述第二投料斗的下端位置设有电磁脉冲阀，所述第二投料斗的底端在坩埚内设有螺旋喷嘴；其中第一投料斗为投放基体铝的料斗，所述第二投料斗为投放增强颗粒的料斗。增强颗粒的投加方式采用了电磁脉冲阀控制间歇投加与螺旋喷嘴复合作用，达到了少量、多次，更有利于粉体颗粒的均匀分布和混合，减少粉体颗粒团聚现象。

技术领域

本发明涉及材料成形领域，具体涉及一种铝基复合材料的熔炼装置及熔炼方法。

背景技术

颗粒增强铝基复合材料具有高比强度和比刚度、耐磨性能优良、低热膨胀系数、低密度、良好的尺寸稳定性和导热性等优异的力学性能，可广泛应用于航天航空、军事、汽车、电子、体育运动等领域。

颗粒增强铝基复合材料的制备方法主要包括粉末冶金法、压力浸渗法、喷射沉积法和搅拌铸造法。相比于其它方法，机械搅拌铸造法具有设备、工艺简单，操作方便，成本低等优点，是大规模生产的最有效的方法。

但是现有的通过机械搅拌铸造法制备颗粒增强铝基复合材料过程中，由于增强颗粒的比表能较大，极易团聚，且与铝基体的润湿性较差等原因，导致在熔炼过程中增强颗粒难以在铝基体中均匀分布，容易产生严重的应力集中现象，影响了颗粒增强铝基复合材料的力学性能和物理性能。

现有的搅拌铸造法，设备结构不紧凑，连续化生产程度低，从而降低了生产效率。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种铝基复合材料的熔炼装置及熔炼方法，解决了现有技术的熔炼过程中增强颗粒难以在铝基体中均匀分布的技术问题以及提高生产效率。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一方面，一种铝基复合材料的熔炼装置，包括：

坩埚，所述坩埚的上端部设有盖板，所述坩埚的底部设有排放孔，所述坩埚侧部设有与抽真空设备连接的抽真空口；

加料装置，所述加料装置包括第一投料斗和第二投料斗，所述第一投料斗和第二投料斗的底端与所述坩埚的内部空腔连通，所述第二投料斗的下端位置设有电磁脉冲阀，所述第二投料斗的底端在坩埚内设有螺旋喷嘴；其中第一投料斗为投放基体铝的料斗，所述第二投料斗为投放增强颗粒的料斗；

搅拌装置，所述搅拌装置能够对所述坩埚中的材料进行搅拌；

加热系统，所述加热系统对坩埚进行加热。

优选的，所述熔炼装置还包括设在所述坩埚内部空腔的导流隔离套，所述导流隔离套沿着周向设置在所述搅拌装置的外部，且所述导流隔离套的上下两端设为开口；

所述导流隔离套侧壁设有导流孔。

优选的，所述坩埚底部设有椭圆弧凹陷结构。

优选的，所述加热系统包括加热体，所述加热体分布在所述坩埚的外侧部。

优选的，所述加热体的外部设有保温层。

优选的，所述搅拌装置包括：

搅拌轴，所述搅拌轴位于所述坩埚的中心位置，所述搅拌轴的外侧壁设有搅拌桨叶；

驱动电机，所述驱动电机驱动所述搅拌轴转动。

优选的，所述第一投料斗和第二投料斗的上端均可拆卸设有密封盖，且所述第一投料斗和第二投料斗的侧壁上端部分均设置有第一进气口。