一种特种铝合金半固态材料制备及自动化成型装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种特种铝合金半固态材料制备及自动化成型装置，包括：铝合金液熔池；铝合金结晶器：接收所述铝合金液熔池提供的铝合金熔液并能够使所述铝合金熔液制备为半固态坯料；第一机械臂；铝合金坯料顶出装置；第二机械臂。本实用新型专利技术所述特种铝合金半固态材料制备及自动化成型装置，通过对熔体采用电磁搅拌制备高液相半固态坯料，解决了高强铝合金锻造难题及解决了普通流变成形的材料转移技术难题，使锻造产品拥有细小的球状晶体粗晶、合金分布均匀，解决了传统工艺颗粒大、枝状晶、及合金分布不均匀等缺陷。

A special semi-solid aluminum alloy material preparation and automatic forming device

【技术实现步骤摘要】
一种特种铝合金半固态材料制备及自动化成型装置
本技术涉及模锻成型辅助设备设施
，具体涉及一种特种铝合金半固态材料制备及自动化成型装置。
技术介绍
铸造特种铝合金材料，例如A390高硅铝合金产品时，由于硅极易产生偏析、团聚等缺陷，材料脆硬锻造很难成形或者产生裂纹缺陷，压铸产品又存在大量的气孔、夹渣缺陷，由于高硅材料、超硬铝合金材料在汽车、军工、航天等领域应用十分的广泛，多年以来高品质特种铝合金材料的制备成形一直采用大量机加工的方式来实现，由于加工过程破坏了晶体的延续性，产品性能也相应的受到一定的影响。传统的半固态成形主要为两种形式：触变成形和流变成形；触变成形：先制作半固态坯料然后通过二次加热、模锻成形，该工艺需要经过二次加热生产成本高、材料利用率低，但生产工艺相对好控制、固态材料流转方便；流变成形：制备半固态液体通过改造的压铸机注射成形、或者模锻成形，该工艺生产过程中温度较难控制、容易产生夹渣夹气等缺陷、流体材料流转较困难。本技术通过特定装置及工艺制备固体形状的具有高液相分数的坯料，快速转移到液压或机械模锻机中模锻成形，产品基本实现近终成形，大大减少了产品的后续加工，由于产品在模锻前为固体、材料转移非常方便、也减少了生产过程中的夹渣、夹气等缺陷、产品致密度好、结构强度高。基于现有技术存在的上述技术问题，本技术提出一种特种铝合金半固态材料制备及自动化成型装置。
技术实现思路
本技术提供一种特种铝合金半固态材料制备及自动化成型装置，所述特种铝合金半固态材料制备及自动化成型装置通过控温结合电磁搅拌的方式使熔体中的金属晶粒细小、成分均匀，通过温度、时间、搅拌强度等控制铝合金坯料的固、液相分数，将半固态坯料通过顶出机构顶出、通过机械手抓取快速转移到模锻设备内，进行半固态模锻，本技术实现了从半固态制坯到半固态模锻成形的自动化生产过程。为达到上述目的，本技术采用以下技术方案：一种特种铝合金半固态材料制备及自动化成型装置，包括：铝合金液熔池：提供铝合金半固态成型的液态金属；铝合金结晶器：接收所述铝合金液熔池提供的铝合金熔液并能够使所述铝合金熔液制备为半固态坯料；第一机械臂：用于舀取所述铝合金液熔池内的液态金属并将液态金属倾倒入所述铝合金结晶器中；铝合金坯料顶出装置：设置在所述铝合金结晶器的底端并能够顶出半固态凝固的铝合金坯料；第二机械臂：用于盛接由所述铝合金坯料顶出装置顶出的铝合金坯料并能够将所述铝合金坯料送至压铸机械中；所述铝合金结晶器包括结晶器本体、固定在所述结晶器本体中的成型模腔、用于对所述成型模腔进行控温的控温装置和包围在所述成型模腔外侧的电磁搅拌装置。进一步地，所述电磁搅拌装置固定设置在结晶器本体的内部。进一步地，所述电磁搅拌装置包括六组感应线圈，所述六组感应线圈呈正六边形放置，沿所述成型模腔的周身方向均匀排列，每组感应线圈通过串联、并联或串并联混合方式与电磁搅拌装置电源相连。进一步地，所述电磁搅拌装置电源为可控硅电源或IGBT电源，电源为5～50KW，电源频率为600～2000Hz。进一步地，所述铝合金坯料顶出装置为固定安装在所述铝合金结晶器底端的液压缸，所述液压缸的伸出端能够伸入所述成型模腔内并与所述成型模腔的内壁密封配合，通过所述伸出端的顶升，将铝合金坯料顶出。进一步地，所述第一机械臂上设置有用于舀取所述铝合金液熔池内的液态金属的液态金属汤勺。进一步地，所述第二机械臂上设有用于夹持所述铝合金坯料的第一夹持槽和第二夹持槽。进一步地，所述铝合金结晶器的上部设有盛装掉落液态金属的结晶器围堰。进一步地，所述第一机械臂上设置有用于舀取所述铝合金液熔池内的液态金属的真空取液器，所述真空取液器包括用于吸取所述铝合金液熔池内的吸液管、与所述吸液管连通的液态金属移送桶、与所述液态金属移送桶连通的抽真空装置和用于测量所述液态金属移送桶内液位的液位传感器，所述液态金属移送桶的底端连通有电磁阀，通过开启所述电磁阀完成液态金属的泻放。进一步地，所述铝合金结晶器上还设置有油压翻转台。与现有技术相比，本技术的优越效果在于：1、本技术所述的特种铝合金半固态材料制备及自动化成型装置，通过对熔体采用电磁搅拌制备高液相半固态坯料，解决了高强铝合金锻造难题及解决了普通流变成形的材料转移技术难题，使锻造产品拥有细小的球状晶体粗晶、合金分布均匀，解决了传统工艺颗粒大、枝状晶、及合金分布不均匀等缺陷，而且可显著提高生产效率、降低制造成本，并能够扩大半固态产品技术的应用范围；2、本技术所述的特种铝合金半固态材料制备及自动化成型装置，结构简单，使用方便，并能够采用连续生产方式以提高生产效率，坯料容易精确控制，氧化少，防止生产过程中晶粒长大和粗化，可满足工业化大生产快速、精确、易于自动控制的需求。附图说明图1是本技术实施例1中所述特种铝合金半固态材料制备及自动化成型装置的结构示意图；图2是本技术实施例1中所述铝合金结晶器的结构示意图；图3是本技术实施例1中所述结晶器围堰的结构示意图；图4是本技术实施例1中所述电磁搅拌装置的结构示意图；图5是本技术实施例2中所述真空取液器的结构示意图；图中：1-铝合金液熔池，2-铝合金结晶器，21-结晶器本体，22-成型模腔，23-控温装置，24-电磁搅拌装置，25-结晶器围堰，3-第一机械臂，31-液态金属汤勺，4-铝合金坯料顶出装置，5-第二机械臂，51-第一夹持槽，52-第二夹持槽，6-压铸机械，8-真空取液器，81-吸液管，82-液态金属移送桶，83-抽真空装置，84-液位传感器，85-电磁阀。具体实施方式为了能够更清楚地理解本技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本技术进行进一步的详细描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。实施例1如图1-4所示，一种特种铝合金半固态材料制备及自动化成型装置，包括：铝合金液熔池1：提供铝合金半固态成型的液态金属；铝合金结晶器2：接收所述铝合金液熔池1提供的铝合金熔液并能够使所述铝合金熔液制备为半固态坯料；第一机械臂3：用于舀取所述铝合金液熔池1内的液态金属并将液态金属倾倒入所述铝合金结晶器2中；铝合金坯料顶出装置4：设置在所述铝合金结晶器2的底端并能够顶出半固态凝固的铝合金坯料；第二机械臂5：用于盛接由所述铝合金坯料顶出装置4顶出的铝合金坯料并能够将所述铝合金坯料送至压铸机械6中，所述压铸机械6采用液压模锻机；所述铝合金结晶器2包括结晶器本体21、固定在所述结晶器本体21中的成型模腔22、用于对所述成型模腔22进行控温的控温装置23和包围在所述成型模腔22外侧的电磁搅拌装置24。在本实施例中，为了避免倒入的铝合金熔液贴合在所述成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种特种铝合金半固态材料制备及自动化成型装置，包括：/n铝合金液熔池：提供铝合金半固态成型的液态金属；/n铝合金结晶器：接收所述铝合金液熔池提供的铝合金熔液并能够使所述铝合金熔液制备为半固态坯料；/n第一机械臂：用于舀取所述铝合金液熔池内的液态金属并将液态金属倾倒入所述铝合金结晶器中；/n铝合金坯料顶出装置：设置在所述铝合金结晶器的底端并能够顶出半固态凝固的铝合金坯料；/n第二机械臂：用于盛接由所述铝合金坯料顶出装置顶出的铝合金坯料并能够将所述铝合金坯料送至压铸机械中；/n其特征在于，所述铝合金结晶器包括结晶器本体、固定在所述结晶器本体中的成型模腔、用于对所述成型模腔进行控温的温控装置和包围在所述成型模腔外侧的电磁搅拌装置。/n

【技术特征摘要】
1.一种特种铝合金半固态材料制备及自动化成型装置，包括：
铝合金液熔池：提供铝合金半固态成型的液态金属；
铝合金结晶器：接收所述铝合金液熔池提供的铝合金熔液并能够使所述铝合金熔液制备为半固态坯料；
第一机械臂：用于舀取所述铝合金液熔池内的液态金属并将液态金属倾倒入所述铝合金结晶器中；
铝合金坯料顶出装置：设置在所述铝合金结晶器的底端并能够顶出半固态凝固的铝合金坯料；
第二机械臂：用于盛接由所述铝合金坯料顶出装置顶出的铝合金坯料并能够将所述铝合金坯料送至压铸机械中；
其特征在于，所述铝合金结晶器包括结晶器本体、固定在所述结晶器本体中的成型模腔、用于对所述成型模腔进行控温的温控装置和包围在所述成型模腔外侧的电磁搅拌装置。


2.根据权利要求1所述的特种铝合金半固态材料制备及自动化成型装置，其特征在于，所述铝合金坯料顶出装置为固定安装在所述铝合金结晶器底端的液压缸，所述液压缸的伸出端能够伸入所述成型模腔内并与所述成型模腔的内壁密封配合，通过所述伸出端的顶升，将铝合金坯料顶出。


3.根据权利要求1所述的特种铝合金半固态材料制备及自动化成型装置，其特征在于，所述第一机械臂上设置有用于舀取所述铝合金液熔池内的液态金属的液态金属汤勺。


4.根据权利要求1所述的特种铝合金半固态材料制备及自动化成型装置，其特征在于，所述第二机械臂上设有用于夹持铝合金坯料的第一夹持槽和第二夹持槽。


5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨怀宇，
申请(专利权)人：东营源纳合金科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37