一种制备金属固液混合物的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种制备金属固液混合物的装置，包括振动台，振动台上设有固定架，固定架上分别设有倾转电机和倾转轴，倾转电机带动倾转轴转动，倾转轴通过背板固定连接倾转框，倾转框内侧底部设有液压千斤顶，液压千斤顶上部连接用于固定料筒的移动模，倾转框内侧上部设有用于固定坩埚的固定模。本装置通过振动台带动熔体在盛料坩埚内剧烈震动，在此过程中利用振动提供动力破碎枝晶，从而大大地提高了固液混合物晶粒细化程度。同时处理方法为外部处理，不会对熔体内部造成污染。

【技术实现步骤摘要】
一种制备金属固液混合物的装置和方法
本专利技术涉及金属铸造领域，特别是一种制备金属固液混合物的装置和方法。
技术介绍
半固态成形一般包括两种方式，即流变成形和触变成型。但由于触变成形存在工艺流程长、生产成本高等缺点，国内外学术界与企业界都将研究重点着眼于流变成形工艺上。目前流变成形一般包括机械搅拌法、单辊旋转法、电磁旋转法、超声振动法、直流脉冲等半固态固液混合物制备方法，但由于这些工艺在熔体转移时并非水平转移，表面存在湍流，因此进入金属模的熔体经常会出现卷气，从而产生气孔。重力铸造是指将熔化的金属溶液在重力作用下浇入模具的型腔中通过结晶凝固形成铸件的工艺，也称重力浇铸。现有技术中，成型浇铸模具比较单一，多采用直上直下的浇铸通道，浇铸时充型速度快，冲刷力大，易产生喷溅，浇道内气体来不及排出，同时在型腔底部会产生冲击力，对成型会造成一定影响，冷却后由于浇铸铁水时产生的废气、废料不能有效的排出导致钢铁成型后表面粗糙度较大，影响铸件的质量。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种制备金属固液混合物的装置和方法。为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种制备金属固液混合物的装置，包括振动台，振动台上设有固定架，固定架上分别设有倾转电机和倾转轴，倾转电机带动倾转轴转动，倾转轴通过背板固定连接倾转框，倾转框内侧底部设有液压千斤顶，液压千斤顶上部连接用于固定料筒的移动模，倾转框内侧上部设有用于固定坩埚的固定模。本专利技术中，倾转框为U型结构。本专利技术中，移动模和固定模位于同一轴线。本专利技术中，所述固定架包括位于倾转轴底部的连接杆，连接杆中部设有对倾转框3限位的竖直限位板。本专利技术中，所述倾转轴通过倾转轴承连接在倾转框上端，倾转轴上设有倾转齿轮，倾转电机连接倾转电机齿轮，倾转电机齿轮通过蜗杆连接到倾转齿轮从而带动倾转轴转动。本专利技术中，所述振动台由振动电机带动振动。本专利技术中，所述固定模包括固定模框架，固定模框架内一侧设有一组固定模液压缸，固定模液压缸连接到固定模推杆，固定模推杆外侧设有第一固定槽，固定模框架内另一侧设有第二固定槽。本专利技术中，所述移动模包括移动模框架，移动模框架内一侧设有一组移动模液压缸，移动模液压缸连接到移动模推杆，移动模推杆外侧设有第三固定槽，移动模框架内另一侧设有第四固定槽。本专利技术中还公开了一种制备金属固液混合物的方法，包括下述步骤：步骤1：加热金属至融化后倒入料筒内；步骤2：将料筒固定在移动模内，将坩埚倒置固定在固定模内。步骤3：控制液压千斤顶抬升使料筒与坩埚紧密配合；步骤4：开启倾转电机，带动倾转框倾转180度；步骤5：启动振动电机进行振动，使金属液在坩埚中不停振动，获得半固态固液混合物。本专利技术中，步骤4中倾转角速度为0.35rad/s。有益效果：本装置转移金属液时达到水平转移，使金属液内部无卷气，气孔数量减少，达到洁净熔体。本装置通过振动台带动熔体在盛料坩埚内剧烈震动，在此过程中利用振动提供动力破碎枝晶，从而大大地提高了固液混合物晶粒细化程度。同时处理方法为外部处理，不会对熔体内部造成污染。本装置制备的金属固液混合物，整体都在坩埚内部参与振动，保证了金属固液混合物处理的均匀性。本装置结构简单，操作方便，整体的操作动作可由电子控制，固液混合物的转移与处理等控制实现了过程自动化。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做更进一步的具体说明，本专利技术的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。图1是整体结构示意图；图2是固定模结构示意图；图3是移动模结构示意图；图4是实施例样品晶粒显微结构示意图。其中：固定架1、背板2、倾转框3、连接杆4、电机固定板5、振动电机6、倾转电机7、液压千斤顶8、固定模9、移动模10、倾转轴承11、倾转轴12、倾转齿轮13、倾转电机齿轮14、竖直限位板15、蜗杆16、振动台17。具体实施方式实施例：如图1，本实施例提供了一种制备金属固液混合物的装置，包括振动台17，振动台23上设有固定架1，固定架1上分别设有倾转电机7和倾转轴12，倾转电机7带动倾转轴12转动，倾转轴12通过背板2固定连接倾转框3，倾转框内侧底部设有液压千斤顶8，液压千斤顶8上部连接用于固定料筒的移动模10，倾转框内侧上部设有用于固定坩埚的固定模9。本实施例倾转框为U型结构。本实施例移动模10和固定模9位于同一轴线。本实施例固定架包括位于倾转轴12底部的连接杆4，连接杆中部设有对倾转框3限位的竖直限位板15。本实施例倾转轴12通过倾转轴承11连接在倾转框3上端，倾转轴12上设有倾转齿轮13，倾转电机7连接倾转电机齿轮14，倾转电机齿轮14通过蜗杆16连接到倾转齿轮13从而带动倾转轴12转动。本实施例振动台17由振动电机6带动振动。如图2，本实施例固定模9包括固定模框架9a，固定模框架内一侧设有一组固定模液压缸9b，固定模液压缸连接到固定模推杆9c，固定模推杆外侧设有第一固定槽9d，固定模框架内另一侧设有第二固定槽9e。如图3，本实施例移动模10包括移动模框架10a，移动模框架内一侧设有一组移动模液压缸10b，移动模液压缸连接到移动模推杆10c，移动模推杆外侧设有第三固定槽10d，移动模框架内另一侧设有第四固定槽10e。本专利技术中还公开了一种制备金属固液混合物的方法，包括下述步骤：步骤1：加热金属至融化后倒入料筒内；步骤2：将料筒固定在移动模10内，将坩埚倒置固定在固定模9内。步骤3：控制液压千斤顶8抬升使料筒与坩埚紧密配合；步骤4：开启倾转电机7，带动倾转框3倾转180度；步骤5：启动振动电机6进行振动，使金属液在坩埚中不停振动，获得半固态固液混合物。本专利技术中，步骤4中倾转角速度为0.35rad/s。固定模9和移动模10材质为304不锈钢，内部设有测温元件，外部有保温层，通过液压千斤顶的抬升达到挤紧合模的目的。本实施例金属固液混合物制备装置的工作过程分为处理过程与卸料过程。处理过程：将材料加热至熔化，随后将料筒转移至移动模10中，检查稳定后控制移动模液压缸运动使得移动模推杆锁紧料筒，通过控温元件检测温度。当熔炼好的金属液温度达到液相线以上10-20℃时，控制液压千斤顶8抬升使料筒与坩埚紧密配合。待挤紧候控制倾转电机7进行倾转过程，整个倾转过程中角速度控制在0.35rad/s，以保证金属液不产生湍流平稳转移。倾转结束后，液压千斤顶泄压使移动模分离，随后启动振动电机6进行振动，转速为3000r/min，使金属液在盛料坩埚中不停振动，达到破碎枝晶的目的，从而获得半固态固液混合物。金属液从料筒转移至加工坩埚时，由于加工坩埚温度较低，从而促进形核；并且由于金属液在转移过程中一直保持水平转移，没有表面湍流，所以发生卷气概率很低。经过剧烈振动，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备金属固液混合物的装置，其特征在于，包括振动台（17），振动台（17）上设有固定架（1），固定架上分别设有倾转电机（7）和倾转轴（12），倾转电机（7）带动倾转轴（12）转动，倾转轴（12）通过背板（2）固定连接倾转框（3），倾转框内侧底部设有液压千斤顶（8），液压千斤顶（8）上部连接用于固定料筒的移动模（10），倾转框内侧上部设有用于固定坩埚的固定模（9）。/n

【技术特征摘要】
1.一种制备金属固液混合物的装置，其特征在于，包括振动台（17），振动台（17）上设有固定架（1），固定架上分别设有倾转电机（7）和倾转轴（12），倾转电机（7）带动倾转轴（12）转动，倾转轴（12）通过背板（2）固定连接倾转框（3），倾转框内侧底部设有液压千斤顶（8），液压千斤顶（8）上部连接用于固定料筒的移动模（10），倾转框内侧上部设有用于固定坩埚的固定模（9）。


2.根据权利要求1所述的一种制备金属固液混合物的装置，其特征在于，倾转框为U型结构。


3.根据权利要求1所述的一种制备金属固液混合物的装置，其特征在于，移动模（10）和固定模（9）位于同一轴线。


4.根据权利要求1所述的一种制备金属固液混合物的装置，其特征在于，所述固定架包括位于倾转轴（12）底部的连接杆（4），连接杆中部设有对倾转框（3）限位的竖直限位板（15）。


5.根据权利要求1所述的一种制备金属固液混合物的装置，其特征在于，所述倾转轴（12）通过倾转轴承（11）连接在倾转框（3）上端，倾转轴（12）上设有倾转齿轮（13），倾转电机（7）连接倾转电机齿轮（14），倾转电机齿轮（14）通过蜗杆（16）连接到倾转齿轮（13）从而带动倾转轴（12）转动。


6.根据权利要求1所述的一种制备金属固液...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾成义，郭洪民，沈华宾，顾海娟，李秀勇，
申请(专利权)人：江苏海宇机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32