一种离心激冷机制造技术

本发明专利技术公开了一种离心激冷机，利用离心桶的离心作用与激冷桶的冷却作用来使初生晶粒细化及球化；熔体通过浇包浇注在离心桶里，经离心力旋转，一方面将引起强烈的混合对流作用，使熔体内的热量和物质快速混合，从而在整体上温度和成分相对均匀，使初生枝晶臂发生熔断；另一方面，晶粒在随熔体混合对流运动的同时自身也快速旋转运动，使其处于一个相对稳定的生长环境中不断地改变自身的位置，消除了初生相产生枝晶的条件。其具有离心力和激冷的双重作用，在内桶混合对流和外桶大量形核与枝晶破碎的共同作用下，形成具有细小、球形晶粒的半固态合金的优点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种离心激冷机，利用离心桶的离心作用与激冷桶的冷却作用来使初生晶粒细化及球化；熔体通过浇包浇注在离心桶里，经离心力旋转，一方面将引起强烈的混合对流作用，使熔体内的热量和物质快速混合，从而在整体上温度和成分相对均匀，使初生枝晶臂发生熔断；另一方面，晶粒在随熔体混合对流运动的同时自身也快速旋转运动，使其处于一个相对稳定的生长环境中不断地改变自身的位置，消除了初生相产生枝晶的条件。其具有离心力和激冷的双重作用，在内桶混合对流和外桶大量形核与枝晶破碎的共同作用下，形成具有细小、球形晶粒的半固态合金的优点。【专利说明】一种离心激冷机
本专利技术涉及半固态金属加工
，尤其是一种用于制备半固态ZL203铝合金的离心激冷机。
技术介绍
获得具有非枝晶组织的坯料或浆料是半固态成形的前提。目前，制备半固态合金的方法有很多种，如机械或电磁搅拌法、应变激活法、超声波搅拌法、化学晶粒细化法、倾斜板法、自孕育法和阻尼管冷却法等。机械搅拌法存在下列缺点:1)搅拌室和搅拌棒的寿命不长，金属更易于氧化和污染，金属内部质量很低；2)存在搅拌死角，影响浆料均匀性；3)设备笨重、操作困难、生产效率低，固相分数只能限定在30%?60%范围内。电磁搅拌法电磁搅拌设备庞大，投资过高，而且电磁搅拌功率很大、效率很低、耗能很大，因此球状或粒状初晶半固态金属连铸还料的成本较高，不适用大规格(Φ > 150mm)还料的制备,亦不能直接制成零件。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出了一种离心激冷机，其具有离心力和激冷的双重作用，在内桶混合对流和外桶大量形核与枝晶破碎的共同作用下，形成具有细小、球形晶粒的半固态合金的优点。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是离心激冷机利用离心桶的离心作用与激冷桶的冷却作用来使初生晶粒细化及球化；熔体通过浇包浇注在离心桶里，经离心力旋转，一方面将引起强烈的混合对流作用，使熔体内的热量和物质快速混合，从而在整体上温度和成分相对均匀，使初生枝晶臂发生熔断；另一方面，晶粒在随熔体混合对流运动的同时自身也快速旋转运动，使其处于一个相对稳定的生长环境中不断地改变自身的位置，消除了初生相产生枝晶的条件。上述的离心激冷机，其由调速电机、离心桶以及激冷桶组成，其中离心桶由调速电机带动，激冷桶固定不动，激冷桶上附有温控元件，以实现对温度的精确控制。本专利技术的有益效果是设备简单、操作方便、易于控制，晶粒细化效果显著、适用合金范围宽。【专利附图】【附图说明】图1离心激冷机结构示意图； 图中1.离心孔2.激冷桶3.浇包4.调速电机5.连杆6.离心桶7.温控元件8.支撑架9.坩埚。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术作进一步的说明，图1为自行研制的离心激冷装置示意图。该装置主要由调速电机、离心桶以及激冷桶组成，其中离心桶由调速电机带动，激冷桶固定不动，激冷桶上附有温控元件，以实现对温度的精确控制。该装置的工作原理主要是利用离心桶的离心作用与激冷桶的冷却作用来使初生晶粒细化及球化。熔体通过浇包浇注在离心桶里，经离心力旋转，一方面将引起强烈的混合对流作用，使熔体内的热量和物质快速混合，从而在整体上温度和成分相对均匀，使初生枝晶臂发生熔断；另一方面，晶粒在随熔体混合对流运动的同时自身也快速旋转运动，这时的晶粒可以看成是自由晶粒，这就使其处于一个相对稳定的生长环境中不断地改变自身的位置，消除了初生相产生枝晶的条件。在这种情况下的晶粒长大，没有哪一个方向可以有明显的优先生长，故而晶粒在各个方向上均匀长大，最终生长成为形状规则的特殊非枝晶组织。当熔体受到足够大的离心力后，将通过离心桶上的小孔甩到激冷桶的内壁上，一方面激冷桶的冷却作用可使熔体大量形核，并且起到异质形核作用，形成细小的晶粒；另一方面，熔体会受到较大的冲击力，使其大的枝晶破碎，破碎成小的晶粒，起到晶核的增殖作用。熔体是由于离心力被甩到激冷桶内壁上的，因此离心桶内熔断的初生枝晶臂和激冷桶内壁上的初生晶核在整个熔体内都比较分散，熔体热流梯度相对较小，初生晶核容易发生细化和球化。首先熔化ZL203合金，同时预热激冷桶到设定的温度，然后在不同的浇注温度下将熔体浇入预热至600°C的离心桶内，最后开启调速电机，合金熔体经离心激冷装置作用后流入铸型凝固。将上述试验制备的试样经研磨、抛光后，用腐蚀液(由体积分数为40%的硝酸，6%的盐酸，4%的氢氟酸混合而成的水溶液)进行浸蚀，采用光学显微镜观察合金的凝固组织。随着离心转速提高，合金的初生相逐渐细化，其形态由等轴枝晶变成细小的球状或颗粒状晶粒:随着外桶预热温度或浇注温度的降低，合金的初生相先细化，后有所粗化。当激冷桶预热温度为250 °C、浇注温度为700°C时，转速为600 r /min时，初生α-Al相的形貌为颗粒状，且分布比较均匀。【权利要求】1.一种离心激冷机，其特征是利用离心桶的离心作用与激冷桶的冷却作用来使初生晶粒细化及球化；熔体通过浇包浇注在离心桶里，经离心力旋转，一方面将引起强烈的混合对流作用，使熔体内的热量和物质快速混合，从而在整体上温度和成分相对均匀，使初生枝晶臂发生熔断；另一方面，晶粒在随熔体混合对流运动的同时自身也快速旋转运动，使其处于一个相对稳定的生长环境中不断地改变自身的位置，消除了初生相产生枝晶的条件。2.根据权利要求1所述的一种离心激冷机，其特征是由调速电机、离心桶以及激冷桶组成，其中离心桶由调速电机带动，激冷桶固定不动，激冷桶上附有温控元件，以实现对温度的精确控制。【文档编号】B22D27/04GK103521740SQ201210419967【公开日】2014年1月22日 申请日期:2012年10月29日 优先权日:2012年10月29日 【专利技术者】沈恒涛, 曲长春 申请人:洛阳希诺能源科技有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离心激冷机，其特征是利用离心桶的离心作用与激冷桶的冷却作用来使初生晶粒细化及球化；熔体通过浇包浇注在离心桶里，经离心力旋转，一方面将引起强烈的混合对流作用，使熔体内的热量和物质快速混合，从而在整体上温度和成分相对均匀，使初生枝晶臂发生熔断；另一方面，晶粒在随熔体混合对流运动的同时自身也快速旋转运动，使其处于一个相对稳定的生长环境中不断地改变自身的位置，消除了初生相产生枝晶的条件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沈恒涛，曲长春，
申请(专利权)人：洛阳希诺能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：