一种半固态浆料的制浆装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种半固态浆料的制浆装置，包括转子搅拌机(1)及制浆槽(2)，转子搅拌机(1)包括搅拌筒(9)及自搅拌筒(9)向制浆槽(2)内部延伸的转子搅拌杆(4)，搅拌筒(9)内部设置有用于驱动转子搅拌杆(4)自转旋转的驱动装置。搅拌筒(9)面向制浆槽(2)的一端面设置有传动齿轮(6)，转子搅拌杆(4)与传动齿轮(6)啮合连接，传动齿轮(6)上设置有n个齿，相邻的前齿和后齿之间的间距为a，每个齿的齿宽为b；至少一个转子搅拌杆(4)与传动齿轮的(6)连接的一端设置有与传动齿轮(6)配套的啮合齿，每个转子搅拌杆(4)包括m个啮合齿，相邻的前啮合齿和后啮合齿之间的间距为b，每个啮合齿的齿宽为a。

【技术实现步骤摘要】
一种半固态浆料的制浆装置
本专利技术涉及合金半固态流变压铸成形
，尤其涉及一种制备半固态浆料浆装置。
技术介绍
半固态成形技术术语21世纪前沿性的金属加工技术，近年来得到快速发展。半固态流变压铸技术使传统压铸方式发生了深刻变化，半固态成形技术打破了传统的枝晶凝固模式，粒状晶组织提高了铸件密度，铸件的综合性能得到提高。在半固态流变压铸工艺中，半固态浆料的质量是半固态成形技术的关键因素，而精确控制液态合金温度和半固态浆料温度是保证半固态浆料质量的工艺基础。半固态浆料的制备方法，国内外学者进行了大量的而研究工作，提出了许多半固态金属浆料制备工艺方法：包括机械搅拌法、电磁搅拌法、控制凝固法、应变诱发激活方法(SIMA法)、等温处理法、近液相线浇注法、喷射沉积法、粉末冶金法等。大多制浆方法仅适用实验室研究，由于技术受限，不能推广应用到实际压铸生产过程。目前，一般的机械搅拌+氩气冷却的制浆方法一般制备2-15KG的浆料，随着半固态压铸产品的大型化，薄壁半固态产品尺寸在1200mm，产品重量在15-30KG，加上水口渣包重量，需要20-60KG的半固态浆料才能满足大型半固态产品生产。传统机械搅拌方式的搅拌杆在制浆槽中已给位置旋转搅拌，当制浆槽中合金液量大时，距搅拌杆远的位置的合金液不会被搅动，枝状晶不能被完全打碎，且降温效率较低。因此，提供一种提高制浆容量、制备得到的浆料晶粒致密细小、温度均匀、能够用于大尺寸半固态产品的连续压铸生产的半固态浆料的制浆装置成为业界急需解决的技术问题。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种容量大、制备得到的浆料均匀稳定的半固态浆料的制浆装置。根据本专利技术的一个方面，提供一种半固态浆料的制浆装置，包括转子搅拌机(1)以及制浆槽(2)，转子搅拌机(1)包括搅拌筒(9)以及自搅拌筒(9)向制浆槽(2)内部延伸的至少一个转子搅拌杆(4)，搅拌筒(9)内部设置有用于驱动至少一个转子搅拌杆(4)自转旋转的驱动装置，搅拌筒(9)面向制浆槽(2)的一端面设置有传动齿轮(6)，至少一个转子搅拌杆(4)与传动齿轮(6)啮合连接，至少一个转子搅拌杆(4)自转旋转的同时沿着传动齿轮(6)的平面轨迹公转。传动齿轮上设置有n个齿，相邻的前齿和后齿之间的间距为a，每个齿的齿宽为b。至少一个转子搅拌杆(4)与传动齿轮的(6)连接的一端设置有与传动齿轮(6)配套的啮合齿，每个转子搅拌杆(4)包括m个啮合齿，相邻的前啮合齿和后啮合齿之间的间距为b，每个啮合齿的齿宽为a。至少一个转子搅拌杆(4)自转与公转同时运行将制浆槽(2)内的制浆液(3)搅拌成半固态浆料，制备得到的半固态浆料的晶粒尺寸为30～50微米，半固态浆料的晶粒元整度在0.80～0.95之间。可选择地，n为500～2000。可选择地，m为10～20。可选择地，a为2～4厘米。可选择地，b为3～5厘米。可选择地，转子搅拌杆向制浆槽的延伸深度为制浆槽高度的二分之一到三分之二。可选择地，转子搅拌杆的自转转速为1000～2000转/分钟，转子搅拌杆沿着传动齿轮的平面轨迹公转的公转速度为100～200转/分钟。可选择地，转子搅拌杆为中空结构，转子搅拌杆的外壁直径为50～70毫米，转子搅拌杆的内壁直径为30～50毫米。可选择地，转子搅拌杆的内腔设置有贯穿搅拌筒向搅拌槽延伸的铜管，铜管的外径为10～20毫米，内径为1.5～5毫米，铜管用于向制浆槽内的制浆液中通入压缩氩气。可选择地，制浆液为加热至熔融的金属熔液、合金熔液或含有40％以上的金属或者合金的复合材料熔液。可选择地，转子搅拌机包括自搅拌筒向制浆槽内部延伸的至少三个转子搅拌杆，搅拌筒面向制浆槽的一端面设置有至少三个传动齿轮，至少三个转子搅拌杆与至少三个传动齿轮一一对应并与至少三个传动齿轮啮合连接，每个转子搅拌杆自转旋转的同时沿着传动齿轮的平面轨迹公转，每个转子搅拌杆的自转转速为1200～2000转/分钟，每个转子搅拌杆沿着对应的每个传动齿轮的平面轨迹公转的公转速度为120～180转/分钟，至少三个转子搅拌杆自转与公转同时运行将制浆槽内的制浆液搅拌成半固态浆料，制备得到的半固态浆料的晶粒尺寸为35～50微米，半固态浆料的晶粒元整度在0.85～0.95之间。可选择地，制浆槽内可制备20～80千克的半固态浆料，制浆槽不同位置的半固态浆料的温度偏差为3摄氏度以下。可选择地，制浆槽内设置有永久磁铁，永久磁铁产生磁场力推动制浆槽内的制浆液进行电磁搅拌。可选择地，制浆槽内可制备20～80千克的半固态浆料，制浆槽不同位置的半固态浆料的温度偏差为1.5摄氏度以下。本专利技术的半固态浆料的制浆装置包括转子搅拌机以及制浆槽，制浆槽的容量可容纳20～80千克的制浆液，制浆槽的尺寸为长度2～7.5米，宽度1.30～5.5米，深度1～2.8米。为避免制浆液在制浆槽的槽壁上结晶导致制浆不均匀的情况，制浆槽可以设置为汤勺形状。本专利技术的半固态浆料的制浆装置的转子搅拌杆在制浆液中以1000～2000转/分钟的转速自转，同时转子搅拌杆以100～200转/分钟的速度沿着传动齿轮公转，即转子搅拌杆从制浆槽中心向外按照圆弧轨迹移动，这样转子搅拌杆在制浆槽中任意位置都产生搅拌力，破坏制浆液在结晶并向内生长为初生的枝晶的过程，使枝晶的晶粒发生破碎或断裂形成平均尺寸达0.01～0.04毫米的晶粒，晶粒形核均匀、生长缓慢，在半固态浆料中固相晶粒占比达到50～70％，得到了包含细小均匀固相颗粒的优质半固态浆料。转子搅拌杆包括1个转子搅拌杆时，转子搅拌杆高速自转的同时慢速公转，使得制浆槽中92％位置合金被搅动。转子搅拌杆包括3个转子搅拌杆时，3个转子搅拌杆在制浆槽的3个位置旋转搅拌制浆液，使得制浆槽中95％位置的合金被搅动，制浆槽中的制浆液在搅拌力作用下降温产生低温半固态粒状晶组织。本专利技术的半固态浆料的制浆装置的传动齿轮上设置有500～2000个齿，相邻的前齿和后齿之间的间距为2～4厘米，每个齿的齿宽为3～5厘米。本专利技术的半固态浆料的制浆装置的至少一个转子搅拌杆与传动齿轮的连接端设置有与传动齿轮配套的啮合齿，每个转子搅拌杆包括10～20个啮合齿，相邻的前啮合齿和后啮合齿之间的间距为3～5厘米，每个啮合齿的齿宽为2～4厘米。转子搅拌杆的啮合齿与传动齿轮的齿咬合沿着传动齿轮的轨道转动。合金制浆过程中，搅拌杆易被腐蚀损害，搅拌杆与传动齿轮啮合连接，拆装方便，易于搅拌杆的拆换维修，可通过更换搅拌杆的方法延长整个制浆装置的使用寿命，提高了搅拌杆与传动齿轮的安装精度，使得搅拌杆沿着传动齿轮的轨迹运转，在公转产生的离心力作用于制浆槽中的制浆液，破坏制浆液的固化过程，加速制浆液形成半固态浆料的时间。本专利技术可用于铝、镁、铜、锌等各种合金流变压铸的大容量半固态浆料制备，搅拌杆自转和公转结合的机械搅拌方式开拓了半固态流变压铸生产中制浆方式的新模式，拓宽了半固态制浆设备设计理念，为机械旋转制浆工艺发展提供了新的思路。制备得到的半固态浆料具有的晶粒圆整度高达85～95％、晶粒尺寸小、粘稠度和流动性适中，适用于工业压铸成型，提高生产效率。可以通过控制转子搅拌杆的自转、公转速度，从而控制生成的半固态浆料的质量和性能，以适应不同领域的不同需求，应用范围广泛。本专利技术的半固态浆料的制浆装置的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半固态浆料的制浆装置，其特征在于，包括转子搅拌机(1)以及制浆槽(2)，所述转子搅拌机(1)包括搅拌筒(9)以及自所述搅拌筒(9)向所述制浆槽(2)内部延伸的至少一个转子搅拌杆(4)，所述搅拌筒(9)内部设置有用于驱动所述至少一个转子搅拌杆(4)自转旋转的驱动装置，所述搅拌筒(9)面向所述制浆槽(2)的一端面设置有传动齿轮(6)，所述至少一个转子搅拌杆(4)与所述传动齿轮(6)啮合连接，所述至少一个转子搅拌杆(4)自转旋转的同时沿着所述传动齿轮(6)的平面轨迹公转；所述传动齿轮(6)上设置有n个齿，相邻的前齿和后齿之间的间距为a，每个齿的齿宽为b；所述至少一个转子搅拌杆(4)与所述传动齿轮的(6)连接的一端设置有与所述传动齿轮(6)配套的啮合齿，每个所述转子搅拌杆(4)包括m个啮合齿，相邻的前啮合齿和后啮合齿之间的间距为b，每个所述啮合齿的齿宽为a；所述至少一个转子搅拌杆(4)自转与公转同时运行将所述制浆槽(2)内的制浆液(3)搅拌成半固态浆料，制备得到的所述半固态浆料的晶粒尺寸为30～50微米，所述半固态浆料的晶粒元整度在0.80～0.95之间。

【技术特征摘要】
1.一种半固态浆料的制浆装置，其特征在于，包括转子搅拌机(1)以及制浆槽(2)，所述转子搅拌机(1)包括搅拌筒(9)以及自所述搅拌筒(9)向所述制浆槽(2)内部延伸的至少一个转子搅拌杆(4)，所述搅拌筒(9)内部设置有用于驱动所述至少一个转子搅拌杆(4)自转旋转的驱动装置，所述搅拌筒(9)面向所述制浆槽(2)的一端面设置有传动齿轮(6)，所述至少一个转子搅拌杆(4)与所述传动齿轮(6)啮合连接，所述至少一个转子搅拌杆(4)自转旋转的同时沿着所述传动齿轮(6)的平面轨迹公转；所述传动齿轮(6)上设置有n个齿，相邻的前齿和后齿之间的间距为a，每个齿的齿宽为b；所述至少一个转子搅拌杆(4)与所述传动齿轮的(6)连接的一端设置有与所述传动齿轮(6)配套的啮合齿，每个所述转子搅拌杆(4)包括m个啮合齿，相邻的前啮合齿和后啮合齿之间的间距为b，每个所述啮合齿的齿宽为a；所述至少一个转子搅拌杆(4)自转与公转同时运行将所述制浆槽(2)内的制浆液(3)搅拌成半固态浆料，制备得到的所述半固态浆料的晶粒尺寸为30～50微米，所述半固态浆料的晶粒元整度在0.80～0.95之间。2.根据权利要求1所述的半固态浆料的制浆装置，其特征在于，所述n为500～2000；所述m为10～20；所述a为2～4厘米；所述b为3～5厘米。3.根据权利要求1所述的半固态浆料的制浆装置，其特征在于，所述转子搅拌杆(4)向所述制浆槽(2)的延伸深度为所述制浆槽(2)高度的二分之一到三分之二。4.根据权利要求1所述的半固态浆料的制浆装置，其特征在于，所述转子搅拌杆(4)的自转转速为1000～2000转/分钟，所述转子搅拌杆(4)沿着所述传动齿轮(6)的平面轨迹公转的公转速度为100～200转/分钟。5.根据权利要求4所述的半固态浆料的制浆装置，其特征在于，所述转子搅拌杆(4)为中空结构，所述转子搅拌杆(4)的外壁直径为50...

【专利技术属性】
技术研发人员：张莹，王继成，李谷南，刘柄峰，王勇，任怀德，
申请(专利权)人：珠海市润星泰电器有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44