The invention discloses a high efficiency stirring method and device for the semisolid slurry without gas and magnesium. It belongs to the field of processing of metallurgy, casting and other materials. The invention uses a variable volume graphite crucible with a straight blade with a straight blade and a high-speed electromagnetic stirring to stir the semi-solid slurry of magnesium aluminate oxygen. A variable volume graphite crucible is used to emptying all the gas in the upper part of the semisolid slurry, and then, under the condition of complete isolation from the external gas, the high speed electromagnetic stirring is used to produce a circumferential high-speed stirring movement. Using the straight blades on the inner wall of the graphite crucible to prevent the movement of the alumina particles from descending and centrifugal segregation, the high efficiency is thus efficient. The stirring time can be reduced to 2 minutes, and the problem of low mixing efficiency and agitation efficiency in the stirring of magnesium aluminum oxide semi-solid slurry is solved.
【技术实现步骤摘要】
一种无卷气镁-氧化铝半固态浆料的高效搅拌方法及装置
本专利技术属于冶金、铸造等材料加工研究领域,特别涉及一种无卷气镁-氧化铝半固态浆料的高效搅拌方法及装置。
技术介绍
在冶金、铸造等材料加工研究领域中,常常需要对各种熔体进行搅拌,比如金属半固态浆料、添加颗粒熔体的搅拌等等,目的是使熔体的温度、成分、组织等均匀化。搅拌效率通常取决于搅拌强度,搅拌强度越大,形成的剪切和紊流越强,熔体实现温度、成分、组织等均匀化的搅拌时间就越短,搅拌效率越高。然而,强烈的搅拌会导致熔体的卷气问题,极易造成高温熔体氧化、形成夹杂组织等,即便采用保护性气氛,卷气也会使熔体中散布气孔,导致材料性能恶化,可见,卷气问题束缚了熔体的搅拌强度,降低了搅拌效率。镁-氧化铝复合材料含有6wt%左右的锌和20wt%左右的氧化铝颗粒,兼有镁基体的高比强度、高比刚度、减振性好、热疲劳性能好、电磁屏蔽能力强和氧化铝颗粒的硬度高、热稳定性好、耐磨损等优点,广泛应用于航空航天、电子行业、汽车工业等领域。由于氧化铝的熔点2054℃高于镁的熔点648℃,因此氧化铝在镁液体中是以固态颗粒的形式存在的,另外,由于氧化铝的密度3.9~4.1g/cm3大于镁的密度1.7~1.9g/cm3,所以,在镁-氧化铝熔体的常规铸造过程中,氧化铝颗粒容易发生沉淀。如果将镁-氧化铝熔体制成半固态浆料,则半固态浆料的高粘度和初生固相颗粒会有效阻止氧化铝颗粒沉淀,但是,半固态浆料的高粘度和初生固相颗粒同样也会阻碍氧化铝颗粒的分散,因此,要想高效率地制备氧化铝颗粒均匀分布的镁-氧化铝半固态浆料进而得到高性能的镁-氧化铝复合材料,就必须加 ...
【技术保护点】
1.一种无卷气镁‑氧化铝半固态浆料的高效搅拌方法,其特征在于,采用内壁布有直叶片的变体积石墨坩埚与高速电磁搅拌相结合方式对镁‑氧化铝半固态浆料进行搅拌;利用变体积石墨坩埚,通过减小石墨坩埚的体积,排空石墨坩埚中半固态浆料上部的全部气体,并且在半固态浆料与外界气体完全隔绝的条件下,即没有气体源的条件下,进行半固态浆料的搅拌,进而从根源上避免半固态浆料卷气;利用高速电磁搅拌,在无卷气束缚的情况下,使镁‑氧化铝半固态浆料产生周向高速搅拌运动,利用石墨坩埚内壁上的直叶片,不断地将周围的镁‑氧化铝半固态浆料移到内部、将下部的镁‑氧化铝半固态浆料移到上部,进而阻止氧化铝颗粒的向下沉淀和离心偏聚运动,从而高效率地得到无卷气的氧化铝颗粒均匀分布的镁‑氧化铝半固态浆料,包括以下步骤:步骤1,制备镁‑氧化铝熔体,温度控制在700℃;步骤2,将上述镁‑氧化铝熔体倒入石墨坩埚中,石墨坩埚的预热温度为500℃,由其壁内的加热管实现预热;步骤3,启动上下移动装置,将体积调整头下端的外螺纹降到石墨坩埚上沿儿的内螺纹处,关闭上下移动装置;启动体积调整头的驱动装置,将体积调整头的外螺纹旋入石墨坩埚的内螺纹内,当镁‑氧化 ...
【技术特征摘要】
1.一种无卷气镁-氧化铝半固态浆料的高效搅拌方法,其特征在于,采用内壁布有直叶片的变体积石墨坩埚与高速电磁搅拌相结合方式对镁-氧化铝半固态浆料进行搅拌;利用变体积石墨坩埚,通过减小石墨坩埚的体积,排空石墨坩埚中半固态浆料上部的全部气体,并且在半固态浆料与外界气体完全隔绝的条件下,即没有气体源的条件下,进行半固态浆料的搅拌,进而从根源上避免半固态浆料卷气;利用高速电磁搅拌,在无卷气束缚的情况下,使镁-氧化铝半固态浆料产生周向高速搅拌运动,利用石墨坩埚内壁上的直叶片,不断地将周围的镁-氧化铝半固态浆料移到内部、将下部的镁-氧化铝半固态浆料移到上部,进而阻止氧化铝颗粒的向下沉淀和离心偏聚运动,从而高效率地得到无卷气的氧化铝颗粒均匀分布的镁-氧化铝半固态浆料,包括以下步骤:步骤1,制备镁-氧化铝熔体,温度控制在700℃;步骤2,将上述镁-氧化铝熔体倒入石墨坩埚中,石墨坩埚的预热温度为500℃,由其壁内的加热管实现预热;步骤3,启动上下移动装置,将体积调整头下端的外螺纹降到石墨坩埚上沿儿的内螺纹处,关闭上下移动装置;启动体积调整头的驱动装置,将体积调整头的外螺纹旋入石墨坩埚的内螺纹内,当镁-氧化铝熔体开始沿着封塞的圆台与漏斗形放气口之间的间隙、从封塞的长方平板的下部溢出时,关闭体积调整头的驱动装置;顺时针拧紧紧固螺钉,将漏斗形放气口封住,使熔体与外界气体完全隔绝;步骤4,接通热电偶,利用热电偶向外部电源与冷却液供给系统输入信息,调节加热管和冷却管,使镁-氧化铝熔体的温度稳定在固液二相区506~548℃内的某一温度,启动高速电磁搅拌装置,对镁-氧化铝熔体进行等温搅拌,稳定搅拌2分钟;步骤5,关闭高速电磁搅拌装置,逆时针拧松紧固螺钉,使封塞在弹簧的作用下弹起,打开堵塞即可放出镁-氧化铝半固态浆料,以供使用。2.根据权利要求1所述的一种无卷气镁-氧化铝半固态浆料的高效搅拌方法,其特征在于,高速电磁搅拌装置的转速为900~1200转/分。3.一种无卷气镁-氧化铝半固态浆料的高效搅拌装置,该装置包括:高速电磁搅拌装置、石墨坩埚2及其体积调整装置与上下移动装置、热电偶11、堵塞7及底架9;其特征在于:在石墨坩埚2的内壁上部加工有内螺纹,与体积调整头10下端的外螺纹相互配合;石墨坩埚2的体...
【专利技术属性】
技术研发人员:张伟一,杜云慧,张鹏,王玉洁,
申请(专利权)人:北京交通大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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