[发明专利]一种介质冷却行星搅拌半固态浆料的制备方法和装置

权利要求书

1.一种介质冷却行星搅拌制备半固态浆料的装置，其特征在于：包括冷却介质进管、冷却介质出管、旋转接头、传动结构、轴承座、坩埚、旋转搅拌轴、电机一、电机二、圆盘、摇板、固定螺栓、预紧调整螺栓、主偏心轴结构、支撑偏心轴结构、基座、升降装置；所述主偏心轴结构和支撑偏心轴结构都包括一对圆盘，上方的圆盘上连接上轴，下方的圆盘下连接下轴，上方的圆盘上有圆孔和腰孔，圆孔通过固定螺栓连接，腰孔通过调整螺栓连接，偏心轴结构上轴能够绕固定螺栓相对于偏心轴结构下轴作转动，可以改变两轴间的偏心距；改变调整螺栓在腰孔的位置，偏心轴结构上轴绕固定螺栓相对转动，上下两轴的偏心距可调，支撑偏心轴结构的偏心距随主偏心轴结构的偏心距做适应调整；预紧调整螺栓，固定圆盘，实现偏心轴结构的刚性连接；主偏心轴结构下端通过轴承座固定在基座上，主偏心轴结构中的芯轴通过齿轮与电机二相连；主偏心轴结构上端通过轴承座与摇板相连，多个支撑偏心轴结构分布在主偏心轴结构周围，支撑偏心轴结构的上轴分别通过轴承座与摇板相连，下轴分别通过轴承座与基座相连，支撑轴系的上、下轴间通过圆盘和螺栓相连；所述两个电机分别安装在基座和摇板上，旋转搅拌轴通过轴承座与摇板相连，旋转搅拌轴通过传动结构与电机一相连；摇板在主偏心轴结构的带动下以及支撑轴系的引导下做圆周振荡旋转运动，旋转搅拌轴在电机一的传动作用下进行自转，因此旋转搅拌轴同时具有自转以及周向旋转运动形成行星旋转搅拌运动，并且通过主偏心轴结构和支撑偏心轴结构上的腰孔可以调整偏心距离，实现圆周震荡的尺寸调整，以适应不同的搅拌情况；所述基座与升降装置相连，实现整体设备的升降；所述旋转搅拌轴与旋转接头、冷却介质进管、冷却介质出管、冷却内管相连形成密封的冷却介质水、气循环通道，旋转接头同时与冷却介质进管、冷却介质出管、旋转搅拌轴和相连；冷却介质从冷却介质进管流入旋转接头，流入旋转搅拌轴内部，随后冷却介质再通过旋转搅拌轴和出水管流出。

2.根据权利要求1所述的介质冷却行星搅拌制备半固态浆料的装置，其特征在于：所述冷却内管、冷却介质出管、冷却介质出管内的介质为气体、水、油或其它冷却介质。

3.根据权利要求1所述的介质冷却行星搅拌制备半固态浆料的装置，其特征在于：所述介质冷却行星搅拌半固态装置方便与压铸、轧制、模锻成形设备制备成型件；所述介质冷却行星搅拌半固态装置方便与结晶器结合，对结晶器内中间位置的合金熔体降温可实现整体均匀降温，进行批量持续不断的制备细晶半连续铸锭。

4.一种介质冷却行星搅拌制备半固态浆料方法，其特征在于：采用权利要求1所述的介质冷却行星搅拌制备半固态浆料的装置，合金熔体在旋转搅拌轴自转以及周向旋转运动的行星旋转搅拌作用下温度场得到搅拌均匀，同时冷却介质流入旋转搅拌轴内的密闭冷却通道内对搅拌轴进行冷却，熔体在行星旋转搅拌和冷却的作用下凝固形核制备半固态浆料；其中，摇板在主偏心轴结构的带动以及支撑偏心轴结构的作用下做周向旋转，摇板上固定有旋转搅拌轴以及电机传动结构，旋转搅拌轴在摇板带动下做周向旋转运动，旋转搅拌轴在电机的传动作用下进行自转，旋转搅拌轴同时具有自转以及周向旋转运动形成行星旋转搅拌运动；同时旋转搅拌轴与旋转接头、进水管、出水管、内管相连形成密封的冷却介质循环通道；旋转搅拌轴在自转以及周向旋转运动的双重的行星旋转搅拌作用下对熔体进行搅拌，避免了单纯搅拌轴只能自转对中心部分熔体局部冷却的缺点。

5.根据权利要求4所述的介质冷却行星搅拌制备半固态浆料方法，其特征在于：所述合金熔体为铝合金，搅拌前熔体温度范围为630-700℃，搅拌时间为10s-90s，搅拌终止的设定熔体温度为合金的液相线以下0℃-40℃。

6.一种介质冷却行星搅拌制备浆料方法，其特征在于：采用权利要求1所述的介质冷却行星搅拌制备半固态浆料的装置，包括以下步骤：打开电机一和电机二，调整摇板到合适振幅，调整旋转搅拌轴到合适转速，打开循环冷却水，水从冷却介质进管进入，经过旋转搅拌轴，最终从冷却介质出管流出；压铸机机械手臂控制坩埚或浇包盛取熔炼炉内的铝合金熔体，其过热度为0~100℃，并移动到固定位置；利用升降装置控制旋转搅拌轴下降到浇包中合金熔体液面下一定深度并对合金熔体进行搅拌；当搅拌固定时间或熔体达到设定温度液相线以下0~100℃时，制备好半固态浆料；之后升降装置将旋转搅拌轴升起；压铸机机械手臂将坩埚或浇包移动到压铸机压射室附近，并将半固态浆料倒入其中；压铸机冲头将半固态浆料压射入模具内成型；之后等待合金液凝固降温并取出成型件，同时机械手臂将浇包移动到熔炼炉附近，准备下一次盛取合金熔体。