本发明专利技术涉及铸造技术领域，具体涉及一种通道式金属固液流射混合的装置及混合方法，以解决目前已公开技术中在金属固液混合过程时，由于固液混合装置的自身缺陷，而导致粉末颗粒与熔融金属液体混合效果不佳、金属熔体易被吹散流的问题。该装置通过在底座上设置振动器、出粉管及保护气体送进等机构，在出粉管一端增加粉末抛射装置，包括抛射料筒及抛射叶片等，可实现有效的粉末颗粒通过抛射进入金属熔体的过程。该金属固液流射混合的方法，能够进一步增大粉末颗粒与金属熔体的接触面积，有效提高粉末侵入液面的动力，扩大不同大小粉末颗粒混合的适应性，同时使粉末在金属熔体中分布持续均匀化、颗粒悬浮稳定，具有良好的应用前景。具有良好的应用前景。具有良好的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
一种通道式金属固液流射混合的装置及混合方法
[0001]本专利技术涉及铸造
，具体涉及一种通道式金属固液流射混合的装置及混合方法。
技术介绍
[0002]在目前的新兴铸造技术中，金属材料铸造的各种混合凝固控制技术种类较多，例如悬浮铸造技术、半固态技术、固液混合技术、以及电磁搅拌技术等，这些技术为金属材料混合凝固技术的发展奠定了方向，同时这些方法的共同点均为通过向熔融金属液体添加粉末颗粒形成特定悬浮液的方法来提高凝固速度，减少合金偏析，而这些混合凝固技术的应用，能够在一定程度上改善金属凝固组织，提高材料的使用性能。
[0003]针对金属固液混合凝固技术的应用，专利文献CN114012069A公开了一种通道式金属固
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液混合喷射装置及其悬浮铸造方法，该专利提出通过通道式的混合，使粉末颗粒与金属熔融液体接触面积大、粉末扩散性好，能够获得较好地混合悬浮液，同时气动喷枪对于粉末的喷射，使粉末颗粒融入金属液体速度快，效率高等，金属液体内部更易获得有利的凝固条件。但该粉末与金属熔体的混合方法仍存在着粉末颗粒与金属熔体接触面积较小，混合效果不佳的缺陷，同时，由于气动喷枪持续在一个方向上进行喷粉，造成粉末颗粒在金属熔体表面瞬时浓度较高、液面整体颗粒均匀性较差、悬浮液颗粒偏聚以及金属熔体易被吹散流等问题。
技术实现思路
[0004]本专利技术提供一种通道式金属固液流射混合的装置，以解决上述背景中存在的问题，目的通过在金属固液混合时，将粉末颗粒的送进设计为旋转离心抛射的方式，进一步改善金属混合的效果。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种通道式金属固液流射混合的装置，包括水平且相互间隔120
°
布置的三个粉斗及设置在粉斗下方，与粉斗相对应布置的底座，所述多个粉斗和底座的中间贯通设有反应腔，反应腔的外壁上设有多个粉末出口，所述粉斗的底部均设有漏斗，漏斗的底部连接有出粉管，出粉管的一侧连接有抛粉料筒，出粉管的另一侧底部设有高频振动器，所述出粉管的外壁上还设有保护气体进口，所述抛粉料筒上设有多个抛射叶片。
[0006]进一步地，所述底座包括底座上板和底座下板，且所述漏斗均贯穿焊接固定在底座上板上，且漏斗底部正对着所述出粉管的料口。
[0007]进一步地，所述出粉管一端倾斜且密封状态，连接在所述漏斗的底部，出粉管的另一端穿过设置在所述底座下板顶部的抛粉室的侧壁且与所述抛粉料筒保持密封相连接，所述抛粉室在底座下板上呈相互间隔120
°
布置有三个，且与所述高频振动器、出粉管以及抛射料筒等均一一对应。
[0008]进一步地，所述多个抛射叶片垂直均布在所述抛粉料筒的圆筒周圈，且抛射叶片
均正对着所述粉末出口。
[0009]进一步地，所述底座下板上还设置有多个电机支架，且电机支架上连接有主电机，所述抛粉料筒上还连接有抛粉电机。
[0010]进一步地，所述反应腔的内壁上还设有多个视频探头。
[0011]本专利技术还公开了一种通道式金属固液流射混合的方法，包括以下步骤：1）、将该金属固液混合装置安装于浇包的底部，接通电源和气源，按要求在粉斗中加入颗粒直径在0.1mm
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5mm范围内的粉末颗粒，粉末颗粒直径优选3mm。
[0012]2）、将安装有金属固液混合装置的浇包吊至铸型直浇口上部，之后把出炉的金属熔体倒入浇包，打开浇包的水口，金属熔体在反应腔内侧自上而下高速流动。
[0013]3）、打开主电机、抛粉电机以及保护气体进气开关，高频振动器开始振动，粉末颗粒通过出粉管并伴随保护气体一同进入抛粉料筒，保护气体在反应腔内的总气压不高于1.2 MPa。
[0014]4）、随着抛粉料筒的高速旋转，抛射叶片将粉末颗粒从位于反应腔四周的粉末出口以5m/s
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40m/s范围的速度，优选25m/s，射向金属熔体，高速流动的金属熔体流股在反应腔内部通道的150mm
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200mm的长度范围内与粉末依次切向流动混合。
[0015]5）、混合后的金属熔体流经浇口杯直接进入直浇道，而后进入型腔浇铸成型。
[0016]本专利技术具有以下有益效果：本专利技术通过在金属固液混合装置的底座上设置振动器、倾斜出粉管，在出粉管一端增加粉末旋转抛射装置，包括抛射料筒及抛射叶片等，将各机构合理布局，能够有效的实现粉末颗粒抛射过程。该金属固液混合装置的抛射系统，解决了由于气动喷枪持续在一个方向上进行喷粉，造成粉末颗粒在金属熔体表面瞬时浓度较高、液面整体颗粒均匀性较差、悬浮液颗粒偏聚以及金属熔体易被吹散流等问题；旋转离心的粉末颗粒抛射方式能够进一步增大粉末颗粒与金属熔体的接触面积，有效提高粉末侵入液面的动力，使粉末在金属熔体中分布持续均匀化、颗粒持续稳定分布。
[0017]本专利技术旋转离心的粉末颗粒抛射方式实现了粉末与金属熔体的高弥散快速混合。在混合装置反应腔上均布的三个粉末出口，保证将抛射系统加速的粉末以抛射的方式分散加入金属熔体，高速飞行的粉末快速在金属熔体内部弥散分布。金属熔体在反应腔通道中流动时速度快、压力大，粉末进入金属熔体能够冲破金属液表面张力的阻碍，更好地克服了金属液流的冲击，粉末以高分散、高速度的方式进入金属熔体，保证粉末获得足够冲量均匀悬浮在金属熔体内部。这种快速加入方式克服了粉末颗粒大小的限制，扩大了不同大小粉末颗粒与金属熔体混合的适应范围，又彻底地根除了粉末进入金属熔体后出现的偏聚、搭桥、结渣现象，对于金属熔体的混合及成型铸造具有明显的改善效果。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的整体结构布置示意图。
[0019]图2为本专利技术的粉末颗粒抛射系统工作状态示意图。
[0020]图3为本专利技术对比例1、2得到凝固后碳钢ZG35的铸态显微组织金相图。
[0021]图4为本专利技术实施例1得到凝固后碳钢ZG35的铸态显微组织金相图。
[0022]图5为本专利技术实施例2得到凝固后碳钢ZG35的铸态显微组织金相图。
[0023]图6为本专利技术实施例3得到凝固后碳钢ZG35的铸态显微组织金相图。
[0024]图7为本专利技术实施例4得到凝固后碳钢ZG35的铸态显微组织金相图。
[0025]附图标记含义如下：1、粉斗；2、底座；3、反应腔；4、粉末出口；5、底座上板；6、底座下板；7、漏斗；8、出粉管；9、抛粉室；10、抛粉料筒；11、高频振动器；12、电机支架；13、主电机；14、保护气体进口；15、抛射叶片；16、抛粉电机；17、视频探头；18、金属熔体；19、浇包。
具体实施方式
[0026]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。
[0027]如图1
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2所示，一种通道式金属固液流射混合的装置，包括水平且相互间隔120
°
且通过轨道滑动连接在底座上板5上的三个粉斗1及固定在粉斗下方，与粉斗相对应布置的底座2，底座2包括底座上板5和底座下板6。底座下板6上还螺本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种通道式金属固液流射 混合的装置，包括多个粉斗（1）及设置在粉斗（1）下方的底座（2），其特征是：所述多个粉斗（1）和底座（2）的中间贯通设有反应腔（3），反应腔（3）的外壁上设有多个粉末出口（4），所述粉斗（1）的底部均设有漏斗（7），漏斗（7）的底部连接有出粉管（8），出粉管（8）的一侧连接有抛粉料筒（10），出粉管（8）的另一侧底部设有高频振动器（11），所述出粉管（8）的外壁上还设有保护气体进口（14），所述抛粉料筒（10）上设有多个抛射叶片（15）。2.根据权利要求1所述的一种通道式金属固液流射混合的装置，其特征是：所述底座（2）包括底座上板（5）和底座下板（6），且所述漏斗（7）均贯穿固定在底座上板（5）上。3.根据权利要求2所述的一种通道式金属固液流射混合的装置，其特征是：所述底座下板（6）的顶部设置有抛粉室（9），所述出粉管（8）的一端倾斜连接在所述漏斗（7）的底部，出粉管（8）的另一端穿过所述抛粉室（9）的侧壁与所述抛粉料筒（10）相连接。4.根据权利要求3所述的一种通道式金属固液流射混合的装置，其特征是：多个所述抛射叶片（15）沿所述抛粉料筒（10）的圆周方向垂直均布，且抛射叶片（15）均正对所述粉末出口（4）。5.根据权利要求4所述的一种通道式金属固液流射混合的装置，其特征是：所述底座下板（6）上还设置有多个电机支架（12），且电机支架（12）上连接有主电机（13），所述抛粉料筒（10）上还连接有...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡克潮，张三霞，胡凌云，
申请(专利权)人：兰州铸英机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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