铝基复合材料的熔炼装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种铝基复合材料的熔炼装置，涉及材料成型领域。包括：坩埚、加料装置、搅拌装置和加热系统，所述加料装置包括第一投料斗和第二投料斗，所述第一投料斗和第二投料斗的底端与所述坩埚的内部空腔连通，所述第二投料斗的下端位置设有电磁脉冲阀，所述第二投料斗的底端在坩埚内设有螺旋喷嘴；其中第一投料斗为投放基体铝的料斗，所述第二投料斗为投放增强颗粒的料斗。增强颗粒的投加方式采用了电磁脉冲阀控制间歇投加与螺旋喷嘴复合作用，达到了少量、多次，更有利于粉体颗粒的均匀分布和混合，减少粉体颗粒团聚现象。

Melting Device for Aluminum Matrix Composites

The utility model provides a melting device for aluminium matrix composite materials, which relates to the field of material forming. The feeding device comprises a crucible, a feeding device, a mixing device and a heating system. The feeding device comprises a first feeding hopper and a second feeding hopper. The bottom end of the first feeding hopper and the second feeding hopper is connected with the inner cavity of the crucible. The lower end of the second feeding hopper is provided with an electromagnetic pulse valve, and the bottom end of the second feeding hopper is provided with a spiral nozzle in the crucible. The hopper is a hopper for putting matrix aluminium, and the second hopper is a hopper for putting reinforced particles. The electromagnetic pulse valve was used to control the intermittent addition and the screw nozzle to compound the reinforcement particles, which achieved a small number of times. It was more conducive to the uniform distribution and mixing of the powder particles and reduced the agglomeration of the powder particles.

【技术实现步骤摘要】
铝基复合材料的熔炼装置
本技术涉及材料成型领域，具体涉及一种铝基复合材料的熔炼装置。
技术介绍
颗粒增强铝基复合材料具有高比强度和比刚度、耐磨性能优良、低热膨胀系数、低密度、良好的尺寸稳定性和导热性等优异的力学性能，可广泛应用于航天航空、军事、汽车、电子、体育运动等领域。颗粒增强铝基复合材料的制备方法主要包括粉末冶金法、压力浸渗法、喷射沉积法和搅拌铸造法。相比于其它方法，机械搅拌铸造法具有设备、工艺简单，操作方便，成本低等优点，是大规模生产的最有效的方法。但是现有的通过机械搅拌铸造法制备颗粒增强铝基复合材料过程中，其重要的步骤就是熔炼，现有的熔炼设备在熔炼过程中很难将增强颗粒在铝基体中均匀分布，影响了颗粒增强铝基复合材料的力学性能和物理性能。现有的搅拌铸造法，设备结构不紧凑，连续化生产程度低，从而降低了生产效率。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本技术提供了一种铝基复合材料的熔炼装置，解决了现有的熔炼设备在熔炼过程中很难将增强颗粒在铝基体中均匀分布。(二)技术方案为实现以上目的，本技术通过以下技术方案予以实现：一种铝基复合材料的熔炼装置，包括：坩埚，所述坩埚的上端部设有盖板，所述坩埚的底部设有排放孔，所述坩埚侧部设有与抽真空设备连接的抽真空口；加料装置，所述加料装置包括第一投料斗和第二投料斗，所述第一投料斗和第二投料斗的底端与所述坩埚的内部空腔连通，所述第二投料斗的下端位置设有电磁脉冲阀，所述第二投料斗的底端在坩埚内设有螺旋喷嘴；其中第一投料斗为投放基体铝的料斗，所述第二投料斗为投放增强颗粒的料斗；搅拌装置，所述搅拌装置能够对所述坩埚中的材料进行搅拌；加热系统，所述加热系统对坩埚进行加热。优选的，所述熔炼装置还包括设在所述坩埚内部空腔的导流隔离套，所述导流隔离套沿着周向设置在所述搅拌装置的外部，且所述导流隔离套的上下两端设为开口；所述导流隔离套侧壁设有导流孔。优选的，所述坩埚底部设有椭圆弧凹陷结构。优选的，所述加热系统包括加热体，所述加热体分布在所述坩埚的外侧部。优选的，所述加热体的外部设有保温层。优选的，所述搅拌装置包括：搅拌轴，所述搅拌轴位于所述坩埚的中心位置，所述搅拌轴的外侧壁设有搅拌桨叶；驱动电机，所述驱动电机驱动所述搅拌轴转动。优选的，所述第一投料斗和第二投料斗的上端均可拆卸设有密封盖，且所述第一投料斗和第二投料斗的侧壁上端部分均设置有第一进气口。优选的，所述盖板上设置有第二进气口。优选的，所述坩埚上端侧部设有高点排渣口。(三)有益效果本技术提供了一种铝基复合材料的熔炼装置。具备以下有益效果：1、本技术的熔炼装置，增强颗粒的投加方式采用了电磁脉冲阀控制间歇投加与螺旋喷嘴复合作用，达到了少量、多次，更有利于粉体颗粒的均匀分布和混合，减少粉体颗粒团聚现象。2、本技术的熔炼装置，在内部设置了导流隔离套，基体铝材从在导流隔离套外层环隙加入，待熔解后，启动搅拌桨，形成内部循环，铝液与增强粉体颗粒形成埋入式+搅拌剪切式+湍流交错式的多形态混合模式，达到了更好的混合效果。采用了隔离导流套，促成了熔、炼一体化，达到了熔炼分离的净化除杂的效果，启动搅拌浆循环后，氧化物等浮渣被导流隔离套截留在环隙外侧，然后通过排渣孔排除。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例铝基复合材料的熔炼装置的整体结构剖视图；图2为图1的A-A剖视图。图3为本技术实施例的坩埚整体结构剖视图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。由于增强颗粒的比表能较大，极易团聚，且与铝基体的润湿性较差等原因，导致增强颗粒难以在铝基体中均匀分布，容易产生严重的应力集中现象，影响了增强铝基复合材料的力学性能和物理性能，从而使其应用范围受到较大限制。熔炼是制备增强铝基复合材料的重要步骤，在搅拌熔炼过程中可能会导致铸件产生一系列的缺陷，如气孔、夹杂和氧化等。因此，如何提高增强颗粒均匀分散度和熔炼质量，以及降低气孔率一直都是微纳米颗粒增强铝基复合材料在实际生产中需要思考的问题。如果熔炼工艺得不到提升，微纳米颗粒增强铝基复合材料的性能将会受到限制。并且现有的搅拌铸造法，设备结构不紧凑，连续化生产程度低，从而降低了生产效率。为了解决上述问题本技术提供了一种铝基复合材料的熔炼装置，如图1～2所示，包括：坩埚100，所述坩埚100的上端部设有盖板103，具体实施过程中盖板103上设置有螺栓孔1031，利用螺栓贯穿所述螺栓孔1031将盖板103设置在坩埚100的上端部；所述坩埚100的底部设有排放孔104，所述坩埚100侧部设有与抽真空设备连接的抽真空口105；具体实施过程中抽真空口105与抽真空设备连接后对坩埚100的内部空腔进行抽真空；同时还设置了排放孔阀门107，控制排放孔104的关启。加料装置，所述加料装置包括第一投料斗300和第二投料斗400，所述第一投料斗300和第二投料斗400的底端不所述坩埚100的内部空腔连通，所述第二投料斗400的下端位置设有电磁脉冲阀401，所述第二投料斗400的底端在坩埚100内设有螺旋喷嘴402；其中第一投料斗300为投放基体铝的料斗，所述第二投料斗400为投放增强颗粒的料斗；具体实施过程中为了方便物料的投放，将第一投料斗300和第二投料斗400设置在盖板103上，并在盖板103上设置有第一通孔303和第二通孔403，所述第一投料斗300底端贯穿所述第一通孔303与所述坩埚100的内部空腔连同，所述第二投料斗400的底端贯穿所述第二通孔403与所述坩埚100的内部空腔连同。其中为了方便对第一投料斗300中基体铝材料投放的控制，在第一投料斗300的下端设置有第一料斗阀门301，来控制物料的投放速度和关启投放。坩埚100的底部设有排放孔104结构，配合加料斗，能够达到连续化生产的目的，从而提高了生产效率。搅拌装置，所述搅拌装置能够对所述坩埚100中的材料进行搅拌；加热系统，所述加热系统对坩埚100进行加热。上述实施例在具体过程中，将基体铝材放入料斗中，然后通过第一料斗阀门301控制，将基体铝材直接加入到坩埚100中升温熔解，温度控制在根据实际加入的金属熔融温度来定，一般控制过热50～100℃。升温过程要慢，分两到三个阶段进行。如，具体实施过程中可以为，第一阶段从0℃逐渐升温到300℃进行保温处理，第二阶段从300℃逐渐升温到500℃进行保温处理，第三阶段升温到过热温度，维持温度平稳。待铝液完全熔解后，启动搅拌装置，将坩埚100温度升至过热50～100℃左右，同时开启抽真空设备对坩埚100进行抽真空，熔解后的铝液通过搅拌装置的搅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝基复合材料的熔炼装置，其特征在于，包括：坩埚(100)，所述坩埚(100)的上端部设有盖板(103)，所述坩埚的底部设有排放孔(104)，所述坩埚(100)侧部设有与抽真空设备连接的抽真空口(105)；加料装置，所述加料装置包括第一投料斗(300)和第二投料斗(400)，所述第一投料斗(300)和第二投料斗(400)的底端与所述坩埚(100)的内部空腔连通，所述第二投料斗(400)的下端位置设有电磁脉冲阀(401)，所述第二投料斗(400)的底端在坩埚(100)内设有螺旋喷嘴(402)；其中第一投料斗(300)为投放基体铝的料斗，所述第二投料斗(400)为投放增强颗粒的料斗；搅拌装置，所述搅拌装置能够对所述坩埚(100)中的材料进行搅拌；加热系统，所述加热系统对坩埚(100)进行加热。

【技术特征摘要】
1.一种铝基复合材料的熔炼装置，其特征在于，包括：坩埚(100)，所述坩埚(100)的上端部设有盖板(103)，所述坩埚的底部设有排放孔(104)，所述坩埚(100)侧部设有与抽真空设备连接的抽真空口(105)；加料装置，所述加料装置包括第一投料斗(300)和第二投料斗(400)，所述第一投料斗(300)和第二投料斗(400)的底端与所述坩埚(100)的内部空腔连通，所述第二投料斗(400)的下端位置设有电磁脉冲阀(401)，所述第二投料斗(400)的底端在坩埚(100)内设有螺旋喷嘴(402)；其中第一投料斗(300)为投放基体铝的料斗，所述第二投料斗(400)为投放增强颗粒的料斗；搅拌装置，所述搅拌装置能够对所述坩埚(100)中的材料进行搅拌；加热系统，所述加热系统对坩埚(100)进行加热。2.如权利要求1所述的铝基复合材料的熔炼装置，其特征在于，所述熔炼装置还包括设在所述坩埚(100)内部空腔的导流隔离套(500)，所述导流隔离套(500)沿着周向设置在所述搅拌装置的外部，且所述导流隔离套(500)的上下两端设为开口；所述导流隔离套(500)侧壁设有导流孔(501)。3.如权利要求1所述的铝基复合材料的熔炼装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺盛利，陈青华，余京波，
申请(专利权)人：湘潭金波新材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南,43