[发明专利]一种半固态成形过程中铝合金浆料制备的控制装置和方法

说明书

本发明公开了一种用于半固态浆料制备的控制装置和方案，该控制装置由加热控制器、PLC总控制器、搅拌控制器、舀料控制器、介质流量控制器、升降控制器、压铸成形控制器和温度位移等传感器组成；该方案通过测温仪检测合金液温度，执行半固态浆料制备程序，并进行第一双重判定，当为温度条件时执行第一修正措施，温度条件不修正；半固态浆料送入压铸或成形料室内，通过第二测温仪测定半固态浆料温度，执行第二双重判定，当为温度条件时执行第二修正措施，温度条件不修正，判定结束压铸控制器控制进行压铸；根据第一和第二双重判定和修正措施对半固态浆料制备过程中的温度和时间的精确控制和修正，实现半固态浆料的稳定制备。

技术领域

本发明属于轻合金半固态成形技术领域，具体涉及一种轻合金半固态浆料制备过程中所涉及到的程序控制所用装置和方法。

背景技术

半固态成形技术是一种先进的金属加工技术，半固态成形包括流变成形和触变成形。近年来半固态流变成形技术研究取得一定成果，包括半固态压铸、半固态模锻、半固态挤压等成形工艺。尤其在半固态流变压铸领域已得到了一定应用。半固态流变压铸技术相比于传统压铸技术能够明显提高铸件的致密度，改善晶粒组织，使铸件的综合性能得到提高。

目前用于半固态产业化压铸生产的制浆方法主要是依靠机械搅拌法，机械搅拌法制浆工艺优点是制浆效率高，制浆设备可以和压铸机联动运行，可以满足连续的压铸循环生产。半固态压铸过程中铝合金液所经历的过程主要包括浇勺舀取合金液—搅拌制浆—浆料转移—半固态浆料压铸几个过程，制浆过程中采用常规接触式热电偶测量合金液温度，需要一定的热传导时间，在小于10s的短时间内很难准确测定出轻合金液的温度，而且存在热电偶经常被侵蚀坏的情况。工艺过程中温度是影响半固态固相率分数的主要因素，压铸过程中半固态浆料固相率的不稳定会对半固态产品组织质量造成影响。同时半固态工艺中如果只对温度进行检测并不保险，把舀料、搅拌、浆料转移、压铸成形等程序都取决于测温仪的某一温度，这并不稳定或风险较高。而且对半固态浆料的温度及浆料的稳定性缺乏相应的工艺调整措施。

发明内容

本发明旨在解决上面描述的问题。本发明的目的是提供一种半固态合金制浆过程中的控制装置和方法。将加热控制器、PLC总控制器、搅拌控制器、舀料控制器、介质流量控制器、升降控制器、压铸控制器和温度、位移传感器联合，对半固态制浆设备、舀料结构、保温炉和压射结构，利用位置和温度等传感器进行关键节点和参数的联合控制，通过设置安装非接触式激光温度测温仪，对制浆前浇勺内的合金液、制浆过程半固态浆料、半固态浆料充型温度进行测量记录；实时监测整个工艺过程的合金液温度，并根据合金液温度和工艺时间参数进行判定和修正，通过压铸机和制浆机联动的控制程序控制保温炉加热装置和制浆机参数，把制备的半固态浆料温度精确控制在一定范围，使半固态浆料压铸充型温度稳定。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种半固态成形过程中铝合金浆料制备的控制装置和方法，该控制装置由加热控制器、PLC总控制器、舀料控制器、半固态搅拌控制器、介质流量控制器、升降控制器、压铸成形控制器和温度、位移传感器组成。所述PLC总控制器的接收端连接温度、位移传感器，接收发送来的信号，控制端连接加热炉控制器、舀料控制器、半固态搅拌控制器、介质流量控制器、升降控制器和压铸控制器。所述舀料控制器将盛有合金液的浇包转移至搅拌结构下方，搅拌控制器开启搅拌程序，升降控制器将搅拌器下降至熔体内，PLC总控制器执行温度和时间的第一双重判定，根据判定通过加热炉控制器进行参数修正；将浆料转移至压铸或模锻成形料室内，执行第二双重判定，判定结束进行压铸或模锻成形，同时根据判定调整搅拌时间和介质流量通入速度及搅拌速度等，从而稳定制备半固态浆料。

该半固态成形过程中铝合金浆料制备的控制装置和方法包括以下步骤：

舀料控制器控制机械舀料浇勺舀取保温炉中的合金液并转移至半固态搅拌结构下，通过第一测温仪对汤勺内的熔体温度进行判定，大于某一基本温度时，执行半固态浆料搅拌程序；否则停机报警。