一种双向永磁搅拌制备铝合金半固态浆料装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种双向永磁搅拌制备铝合金半固态浆料装置，包括坩埚及位于坩埚下方的两组磁搅拌装置，每组磁搅拌装置包括永磁转子及固定于永磁转子上方的能驱动金属熔体做旋转运动的永磁体，所述永磁体的下方具有由驱动装置驱动转动，本实用新型专利技术通过双搅拌室的设计使得熔体的搅拌更加均匀，同时坩埚内的熔体通过中间的通道实现交互作用，组织得到细化。组织得到细化。组织得到细化。

【技术实现步骤摘要】
一种双向永磁搅拌制备铝合金半固态浆料装置


[0001]本技术涉及一种双向永磁搅拌制备铝合金半固态浆料装置。

技术介绍

[0002]合金半固态浆料的制备，主要是在液相线温度以下，通过控制冷却方式改变合金中相的形核和长大过程，得到含有一定比例非枝晶固相的固液混合浆料。研究表明，在剪切力较小或为零时，高固相率浆料表现出固体特性，易于切割、搬运。而固相分数达百分40到 百分60的浆料，仍然可像糊状悬浮液一般具有一定的流动性，在一定力的作用下可改变形状以填充型腔，因此易于铸造获得产品。这种半固态成型技术相比熔融金属（完全液态）压铸具有诸多优势，(1)较低温度下充型，提高了模具的使用寿命，减少模具粘接；(2)压铸过程发生紊流的可能性低，卷入空气几率小，氧化少、气孔率低；(3)可进行复杂件、薄壁件成型，提高材料的利用率并降低毛坯的机加工量；(4)更高的成型速度可改善表面光洁度，同时提高工作效率和产品性能。因此，半固态技术已经在汽车、航天航空领域及电气、电子信息通讯设备等领域重要部件的成型中得到了应用。获取半固态浆料是半固态技术的关键一步，因此浆料的制备工艺得到重视并不断发展，目前已经有20多种关于半固态浆料的制备工艺，如机械搅拌法、电磁搅拌法、超声波振动法、固液混合法、气体搅拌法、蛇形通道法、近液相线浇注法等。
[0003]随着人们对有色金属的产品需求日益增长，高品质有色金属铸件的制造技术越来越重要。电磁搅拌(EMS)技术是一种非接触搅拌技术，能在金属熔体中产生均匀温度场和浓度场，是改善铸件内部质量的最有效的手段之一。使用三相交流电(AC)磁场感应器的EMS方法已经为人所知多年，但它们消耗高水平的电力，并且需要对感应器线圈进行强烈的水冷却。作为一种替代方法，永磁搅拌(PMS)已经开发，使用一对或多个交替极性钕铁硼永磁体阵列，在旋转期间，在熔融金属内产生旋转磁场。与EMS方法相比，移动永磁系统具有功耗低、设计简单、磁密度高等优点。但是由于电磁感应趋肤效应的存在，使浆料内部所受的电磁搅拌力存在明显的区别，浆料表层受到的搅拌力大而内部小。而且由于浆料的散热主要通过表层传出，导致浆料内部的温度场分布也不均匀，浆料表层温度低而内部温度高。这些因素导致制备的半固态浆料中组织分布不均匀，表层为较小的粒状或蔷薇状，而内部往往为较为粗大的蔷薇晶或树枝晶，浆料或坯料组织较差，从而限制了该技术应用范围的进一步扩大和竞争力的提高。

技术实现思路

[0004]本技术对上述问题进行了改进，即本技术要解决的技术问题是现有的浆料表层受到的搅拌力大而内部小搅拌不均匀。
[0005]本技术的具体实施方案是：一种双向永磁搅拌制备铝合金半固态浆料装置，包括坩埚及位于坩埚下方的两组磁搅拌装置，每组磁搅拌装置包括永磁转子及固定于永磁转子上方的能驱动金属熔体做旋转运动的永磁体，所述永磁体的下方具有由驱动装置驱动
转动。
[0006]进一步的，所述坩埚内部对应每组永磁转子的区域具有一对圆形状的搅拌室，两个搅拌室之间连通。
[0007]进一步的，所述坩埚置于一机架上部，所述磁搅拌装置置于坩埚下方的机架内。
[0008]进一步的，驱动装置为设置于机架内的电机。
[0009]进一步的，所述坩埚外周固定有包裹于坩埚外部的保温棉。
[0010]进一步的，所述永磁体固定于一护罩内，永磁体包括沿圆周呈十字状布设的磁块，沿圆周方向相邻磁块上表面磁极相反。
[0011]进一步的，所述坩埚内壁具有凸起的挡块。
[0012]进一步的，所述挡块位于坩埚搅拌室的外侧。
[0013]进一步的，所述坩埚材料为陶瓷材料或不导磁材料。
[0014]与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：本技术通过双搅拌室的设计使得熔体的搅拌更加均匀，同时坩埚内的熔体通过中间的通道实现交互作用，组织得到细化。坩埚中部的搅拌室交界处，两股熔体交汇碰撞的结果，温度分布更为均匀，冲击力使枝晶断裂脱落形成较小的粒状或蔷薇状。
附图说明
[0015]图1为本技术整体结构示意图。
[0016]图2为本技术永磁体排列示意图。
[0017]图3制浆装置俯视结构示意图。
[0018]图中：10
‑
坩埚，110
‑
搅拌室，120
‑
保温棉，210
‑
永磁转子，211
‑
电机，220
‑
永磁体，30
‑
机架，40
‑
挡块。
具体实施方式
[0019]下面结合附图和具体实施方式对本技术做进一步详细的说明。
[0020]如图1～3所示，一种双向永磁搅拌制备铝合金半固态浆料装置，包括坩埚10及位于坩埚10下方的两组磁搅拌装置，每组磁搅拌装置包括永磁转子210及固定于永磁转子210上方的能驱动金属熔体做旋转运动的永磁体220，所述永磁体220的下方具有由驱动装置驱动转动。
[0021]本实施例中，所述坩埚10内部对应每组永磁转子的区域具有一对圆形状的搅拌室110，两个搅拌室之间连通。
[0022]本实施例中，所述坩埚置于一机架30上部，所述磁搅拌装置置于坩埚10下方的机架30内。
[0023]本实施例中，驱动装置为设置于机架内的电机211。
[0024]本实施例中，所述坩埚外周固定有包裹于坩埚外部的保温棉120。
[0025]如图2所示，本实施例中，所述永磁体固定于一护罩内，永磁体包括沿圆周呈十字状布设的磁块，沿圆周方向相邻磁块上表面磁极相反。
[0026]本实施例中，所述坩埚内壁具有凸起的挡块40，所述挡块位于坩埚搅拌室的外侧。
[0027]工作时，将金属熔体倒入坩埚10内，并通过热电偶实时监测熔体温度；当熔体温度
降低至目标搅拌温度时启动电机211，两个电机211同时运转，电机211的输出轴通过联轴器带动永磁转子210转动；永磁转子210上方永磁体220随之产生旋转磁场，旋转磁场切割坩埚10内的金属熔体产生感应电流；感应电流又与磁场相互作用产生磁力，从而驱动金属熔体做旋转运动，起到搅拌的作用。
[0028]在搅拌过程中，由于坩埚的独特形状，在两套旋转永磁体阵列的电磁感应作用下，熔体在两个搅拌室内分区产生两个旋转运动。若两个电机转向一致，则坩埚内熔体运动规律如图3所示，在坩埚中部的搅拌室110交界处，两股熔体交汇碰撞的结果，温度分布更为均匀，冲击力使枝晶断裂脱落形成较小的粒状或蔷薇状。通过控制两个电机的转向，可以实现不同的熔体碰撞效果。
[0029]如图3所示，坩埚的内壁设置有挡块40，在熔体的旋转运动中，挡块造成局部的冲击和紊流。通过挡块和双搅拌室的设计使得熔体的搅拌更加均匀，同时坩埚内的熔体通过中间的通道实现交互作用，组织得到细化。在传统永磁搅拌装置中，提高搅拌力的同时离心力增大，造成离心分离，反而降低了搅拌均匀性；本分明克服了传统永磁搅拌装置的这一弊本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双向永磁搅拌制备铝合金半固态浆料装置，其特征在于，包括坩埚及位于坩埚下方的两组磁搅拌装置，每组磁搅拌装置包括永磁转子及固定于永磁转子上方的能驱动金属熔体做旋转运动的永磁体，所述永磁体的下方具有由驱动装置驱动转动。2.根据权利要求1所述的一种双向永磁搅拌制备铝合金半固态浆料装置，其特征在于，所述坩埚内部对应每组永磁转子的区域具有一对圆形状的搅拌室，两个搅拌室之间连通。3.根据权利要求1或2所述的一种双向永磁搅拌制备铝合金半固态浆料装置，其特征在于，所述坩埚置于一机架上部，所述磁搅拌装置置于坩埚下方的机架内。4.根据权利要求3所述的一种双向永磁搅拌制备铝合金半固态浆料装置，其特征在于，驱动装置为设置于机架内的电机。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：王连登，王沁峰，赵建卫，谢天土，
申请(专利权)人：福建省鼎智新材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：