使用低电压脉冲电场制备非枝晶半固态合金的方法及设备技术

本发明专利技术涉及一种半固态金属浆料或坯料的低电压脉冲电场制备方法及专用设备。制备方法：先将合金熔化并在保温坩埚内保温，合金熔体的上下两端分别与脉冲电源输出端的正负极相联，当凝固开始前，启动脉冲电源，对合金熔体进行脉冲放电，施加脉冲电场。专用设备：由脉冲电场发生装置、脉冲电场作用装置和加热保温装置三个部分组成，脉冲电场发生装置产生的脉冲电流通过脉冲电场作用装置施加到置于加热保温装置的合金熔体上。根据合金种类和成分的不同，调整脉冲放电电压、放电时间和脉冲频率，并控制合金在脉冲放电期间的凝固速度，最后得到初生相为球状或颗粒状的非枝晶半固态合金坯料或浆料，可用在金属半固态合金制备和成形的生产中。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半固态金属加工
，特别涉及一种半固态金属浆料或坯料的低电压脉冲电场制备方法及专用设备。
技术介绍
自上个世纪七十年代，美国科学家首次提出金属半固态成型概念以来，半固态金属加工技术受到国际材料界的广泛关注，已成为当今最活跃的研究领域之一。这种方法不仅可以降低成本，提高铸件质量与成品率，同时具有高效、节能、利于环保的优点。目前一些发达国家已开始应用于汽车制造业、通讯、电器、计算机及其辅助设备领域、航空航天等领域，并具有广阔的发展前景。金属及合金半固态成形技术一般分两类，一类是半固态金属或合金触变成形，即先让球状初晶的金属或合金半固态浆料完全凝固成坯料，再对适当长度的坯料进行半固态重熔加热，将处于固液两相区的半固态坯料送至压铸机或锻造机进行成形；另一类是将球状初晶的金属或合金半固态浆料直接送至压铸机或锻造机进行直接成形，即流变成形。无论是流变成形还是触变成形，其中半固态(或称非枝晶组织)合金的制备是整个过程的基础与关键，其目的是获得适于半固态成型的初生相为球状或颗粒状的非枝晶组织。半固态合金的制备是半固态加工
的研究热点，要实现半固态金属成形，必须首先制备出初生相为非本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非枝晶半固态合金的低电压脉冲电场制备方法，其特征在于具体步骤如下：第一步：在熔化炉内，进行合金配料，熔化与精炼；第二步：预热保温坩埚，生产半固态坯料，坩埚预热４００～６００℃；或者，生产半固态金属浆料，坩埚预热至低于合金 熔点１００～２００℃；第三步：浇注，合金熔体的过热度范围为３０～６０℃；第四步：加脉冲电场，先将保温坩埚内合金熔体的上下两端分别与脉冲电源输出端的正负极相联，在凝固开始前或在凝固过程中，启动脉冲电源，对合金熔体进行脉冲放电， 施加脉冲电场，脉冲放电电压在５０－４００Ｖ范围内，放电时间为３－２５分钟，脉冲频率为０．...

【技术特征摘要】
1.一种非枝晶半固态合金的低电压脉冲电场制备方法，其特征在于具体步骤如下第一步在熔化炉内，进行合金配料，熔化与精炼；第二步预热保温坩埚，生产半固态坯料，坩埚预热400～600℃；或者，生产半固态金属浆料，坩埚预热至低于合金熔点100～200℃；第三步浇注，合金熔体的过热度范围为30～60℃；第四步加脉冲电场，先将保温坩埚内合金熔体的上下两端分别与脉冲电源输出端的正负极相联，在凝固开始前或在凝固过程中，启动脉冲电源，对合金熔体进行脉冲放电，施加脉冲电场，脉冲放电电压在50-400V范围内，放电时间为3-25分钟，脉冲频率为0.1-10Hz，在脉冲放电过程中合金的平均冷却速度控制在0.5-30℃/min，脉冲放电期间合金温度处于液相线和固相线之间；第五步将合金熔体降温冷却成半固态坯料或制成半固态浆料。2.按照权利要求1所述非枝晶半固态合金的低电压脉冲电场制备方法，其特征在于将合金直接或浇注在保温坩埚内熔化并精炼。3.按照权利要求1所述非枝晶半固态合金的低电压脉冲电场制备方法，其特征在于脉冲放电电压在100-400V范围内，放电时间为5-15分钟，脉冲频率为0.125-1Hz，在脉冲放电过程中合金的平均冷却速度控制在0.5-3℃/min范围内。4.一种非枝晶半固态合金的低电压脉冲电场制备方法的专用设备，其特征在于它由脉冲电场发生装置、脉冲电场作用装置和加热保温装置三个部分组成，脉冲电场发生装置产生的脉冲电流通过脉冲电场作用装置施加到置于加热保温装置的合金熔体上；脉冲电场发生装置包括交流电源、调压器、升压变压器、全桥整流器，交流电源经过调压器，再经过升压变压器，该交流电经过全桥整流器整流成为对电容组进行充电的直流电源，电容组为合金熔体的脉冲放电电源。5.按照权利要求4所述非枝晶半固态合金的低电压脉冲电场制备方法的专用设备，其特征在于所述脉冲电场发生装置包括充电回路部...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨院生，周全，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]