一种铝合金半固态快速制浆方法技术

本发明专利技术公开一种铝合金半固态快速制浆方法，包括将铝合金熔体盛装在容器中，搅拌头伸入容器中的铝合金熔体的液位以下并绕着搅拌头的轴线转动以对铝合金熔体进行搅拌；搅拌头上形成有冷却流道，冷却流道至少部分位于铝合金熔体的液位以下，搅拌头上部具有与冷却流道连通的冷却进口和冷却出口；搅拌头转动过程中，冷却介质在冷却流道内流动并与铝合金熔体进行换热，以降低铝合金熔体的温度，换热过程中冷却流道内的流体不与铝合金熔体直接接触。与现有技术相比，本发明专利技术通过在旋转轴内部设置冷却流道，使得搅拌头对铝合金熔体搅拌产生剪切力的同时，通过在搅拌头内部的冷却流道内流过流体进行换热，促进枝晶的产生，使得制浆过程更加快速。程更加快速。程更加快速。

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金半固态快速制浆方法


[0001]本专利技术涉及铝合金制浆
，具体涉及的是一种铝合金半固态快速制浆方法。

技术介绍

[0002]半固态成形技术是指通过对凝固过程中的金属进行一定的技术处理(如机械搅拌，添加晶粒细化剂等)，使初生固相的形核与生长方式发生一定改变或使充分打破形成的枝晶，得到含有近球状或蔷薇状初生固相的半固态浆料。
[0003]制备浆料时利用搅拌产生的剪切力使在凝固过程中形成的枝晶被充分破碎并游离，使形成的大量细晶粒均匀分布在金属液中.基于搅拌的制浆方法主要包括机械搅拌法、电磁搅拌法及后来的超声振动法、气体搅拌法、气冷搅拌法等方法。仅仅依靠机械搅拌实现制浆，制浆速率较慢。
[0004]气体搅拌法最早由泰国宋卡王子大学的Wannas in等人提出，目前已成功实现商业化。气体诱导法的主要过程为：利用多孔石墨介质向金属液中输入精细的惰性气泡使金属液迅速冷却，熔体温度从高于液相线几度冷却到低于液相线一定温度，由气泡引起的搅拌作用到熔体从而产生近球状组织，此工艺主要是针对于较低固相率的半固态浆料。但是这种方法容易引起熔体飞溅，在生产上产生不安全因素。
[0005]有鉴于此，本申请人针对现有技术中的上述缺陷深入研究，遂有本案产生。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种铝合金半固态快速制浆方法，解决现有制浆技术制浆效率低的问题，提供一种安全性好，制浆速度快的制浆方法。
[0007]为了达成上述目的，本专利技术的解决方案是：
[0008]一种铝合金半固态快速制浆方法，其中，包括将铝合金熔体盛装在容器中，搅拌头伸入容器中的铝合金熔体的液位以下并绕着搅拌头的轴线转动以对铝合金熔体进行搅拌；所述搅拌头上形成有冷却流道，所述冷却流道至少部分位于铝合金熔体的液位以下，所述搅拌头上部具有与所述冷却流道连通的冷却进口和冷却出口；所述搅拌头转动过程中，冷却介质在冷却流道内流动并与铝合金熔体进行换热，以降低铝合金熔体的温度，换热过程中所述冷却流道内的流体不与铝合金熔体直接接触。
[0009]进一步，所述容器与第一机械手连接，第一机械手驱动所述容器在空间中进行移动，所述第一机械手驱动所述容器进行盛取铝合金熔体以及移动至搅拌头下方以及将制浆完成后的铝合金熔体倒出。
[0010]进一步，所述搅拌头安装在第二机械手上，所述第二机械手驱动所述搅拌头在空间中进行移动，以将搅拌头伸入至容腔中的铝合金熔体的液面以下。
[0011]进一步，所述搅拌头包括有旋转轴和设置在旋转轴上的叶片，所述旋转轴内形成有分别沿着旋转轴的轴线方向设置的第一流道和第二流道，所述叶片上形成有第三流道；
所述第一流道、第二流道和第三流道组成冷却流道；所述第一流道与所述冷却进口连接，所述第二流道与冷却出口连接，冷却介质自冷却进口进入至第一流道中，所述第三流道分别与所述第一流道和第二流道连通，冷却介质再从第二流道流向冷却出口。
[0012]进一步，所述叶片外部形成有盘管，所述盘管与所述叶片固定连接，所述第三流道形成在盘管内。
[0013]进一步，所述盘管靠近旋转轴的一侧与所述旋转轴通过第一连接块焊接固定连接，所述盘管远离所述旋转轴的一端通过第二连接块与所述叶片焊接连接。
[0014]进一步，所述第三流道形成在所述叶片内部，所述叶片的导热系数大于旋转轴的导热系数。
[0015]进一步，所述叶片的材质为铜，所述旋转轴为钢制材质，所述叶片焊接连接在所述旋转轴上。
[0016]进一步，所述第三流道与所述第一流道和第二流道的连接处均位于第三流道的最低处。
[0017]进一步，所述冷却进口包括形成在所述旋转轴上部的第一环形流道和所述第一流道连通的第一通孔；所述冷却出口包括形成在所述旋转轴上部的第二环形流道和与所述第二流道连通的第二通孔；所述第一环形流道和第二环形流道在旋转轴的轴向方向间隔设置；所述第一环形流道外的旋转轴上转动密封连接有第一连接环，所述第一连接环上连接有输入管；所述第二环形流道外的旋转轴上转动密封连接有第二连接环，所述第二连接环上连接有输出管；在所述旋转轴转动时，所述第一连接环和第二连接环与固定旋转轴的主轴安装座保持相对固定而不随着旋转轴转动。
[0018]采用上述结构后，本专利技术涉及的一种铝合金半固态快速制浆方法，其至少具有以下有益效果：
[0019]一、搅拌头的转动对容器内的铝合金熔体产生剪切力，从而将凝固过程中形成的枝晶破碎并分离，与此同时，搅拌头内设置冷却流道流动有冷却用的流体，加速铝合金熔体的降温，促进枝晶的形成，从而降低制浆所需要的时间。
[0020]二、通过设置第一机械手和第二机械手，实现将容器和搅拌头在空间中相互移动进行配合，实现搅拌头自动化地从所述容器伸入或伸出，降低了工人的劳动强度和避免高温灼伤的风险，同时也避免金属熔融的蒸汽经呼吸对操作者造成潜在伤害。也可以将搅拌头固定安装在机架上，仅仅通过第一机械手驱动容器进行移动实现搅拌头与所述容器的相对移动。
[0021]三、所述搅拌头包括旋转轴和设置在所述旋转轴上的叶片，通过设置多个叶片，所述叶片不仅可以增加搅拌头产生的剪切力，所述叶片还给冷却流道提供安装空间，从所述第一流道流过的冷却用流体流入至第三流道中，大大增加了冷却用流体与铝合金熔体的换热面积。
[0022]四、所述第三流道可以形成在所述叶片内部，第三流道通过叶片与铝合金熔体进行换热，所述叶片优选地采用导热系数大于旋转轴的材料，如铜材质进行制作。所述旋转轴采用钢制材质，保证旋转轴的刚度和旋转时的稳定性。
[0023]五、也可以通过盘管的方式形成第三流道，所述盘管呈S形连接与叶片的外边缘，所述盘管通过第一连接块和第二连接块与所述旋转轴和所述叶片焊接连接。这样所述盘管
的外表面与铝合金熔体接触，接触面积大。而且盘管也能够对铝合金熔体进行剪切，盘管与叶片配合产生更大的剪切力。
[0024]六、所述旋转轴上部设置有第一环形流道和第二环形流道，并且分别连接有第一连接环和第二连接环，这样冷却用的流体通过输入管进行输入，通过第一环形流道持续向第一流道输送冷却用流体。第二流道内的流体通过第二环形流道持续性的排向第二连接环，旋转轴的转动不会影响到输入管和输出管的布置，而且整体结构简洁紧凑，方便进行安装。
[0025]与现有技术相比，本专利技术通过在旋转轴内部设置冷却流道，使得搅拌头对铝合金熔体搅拌产生剪切力的同时，通过在搅拌头内部的冷却流道内流过流体进行换热，促进枝晶的产生。搅拌的剪切力的机械作用使得枝晶更加分散，两者结合使得铝合金熔体的半固态制浆过程更加快捷。由于流体在搅拌头内部，流体不与铝合金熔体接触，不易造成铝合金熔体飞溅。
附图说明
[0026]图1为本专利技术涉及一种铝合金半固态快速制浆方法所用的搅拌头和容器的使用状态示意图。
[0027]图2为第一实施例的搅拌头的正视结构示意图。
[0028]图3为第一实施例的搅拌头的剖视结构示意图。
[0029本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝合金半固态快速制浆方法，其特征在于，包括将铝合金熔体盛装在容器中，搅拌头伸入容器中的铝合金熔体的液位以下并绕着搅拌头的轴线转动以对铝合金熔体进行搅拌；所述搅拌头上形成有冷却流道，所述冷却流道至少部分位于铝合金熔体的液位以下，所述搅拌头上部具有与所述冷却流道连通的冷却进口和冷却出口；所述搅拌头转动过程中，冷却介质在冷却流道内流动并与铝合金熔体进行换热，以降低铝合金熔体的温度，换热过程中所述冷却流道内的流体不与铝合金熔体直接接触。2.如权利要求1所述的一种铝合金半固态快速制浆方法，其特征在于，所述容器与第一机械手连接，第一机械手驱动所述容器在空间中进行移动，所述第一机械手驱动所述容器进行盛取铝合金熔体以及移动至搅拌头下方以及将制浆完成后的铝合金熔体倒出。3.如权利要求1所述的一种铝合金半固态快速制浆方法，其特征在于，所述搅拌头安装在第二机械手上，所述第二机械手驱动所述搅拌头在空间中进行移动，以将搅拌头伸入至容腔中的铝合金熔体的液面以下。4.如权利要求1所述的一种铝合金半固态快速制浆方法，其特征在于，所述搅拌头包括有旋转轴和设置在旋转轴上的叶片，所述旋转轴内形成有分别沿着旋转轴的轴线方向设置的第一流道和第二流道，所述叶片上形成有第三流道；所述第一流道、第二流道和第三流道组成冷却流道；所述第一流道与所述冷却进口连接，所述第二流道与冷却出口连接，冷却介质自冷却进口进入至第一流道中，所述第三流道分别与所述第一流道和第二流道连通，冷却介质再从第二流道流向冷却出口。5.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪以祥，肖根斌，徐岩，吴春宇，
申请(专利权)人：福建省瑞奥麦特轻金属有限责任公司，
类型：发明
国别省市：