本發(fā)明涉及一種半固態(tài)合金制漿用靜態(tài)屏障混煉裝置。

背景技術(shù)：

機(jī)械攪拌制取半固態(tài)漿料是指在金屬液體冷卻至兩相區(qū)間溫度過程中，采用耐高溫材料棒對(duì)熔體進(jìn)行連續(xù)攪拌制取漿料的工藝。此工藝的理論依據(jù)是：由攪拌引起的強(qiáng)烈對(duì)流熔體中，在凝固開始階段，形核后以枝晶形態(tài)生長的晶粒由于次枝晶臂變形、折斷造成了游離晶核數(shù)目大增，并且以胞狀或球狀的方式生長。在凝固初始階段爆發(fā)形核使得晶核數(shù)量激增成為目標(biāo)，因此高溫合金細(xì)化晶粒的低溫澆注成為了液相線半固態(tài)制漿工藝。

但機(jī)械攪拌制漿設(shè)備存在三個(gè)普遍的缺點(diǎn)，第一是制漿攪拌的過程暴露在空氣環(huán)境下，在攪拌的過程中會(huì)同時(shí)攪入大量空氣，從而使得制品上形成許多的氣孔和氣穴，影響壓鑄制品的力學(xué)性能和加工性能，降低制品的良品率；第二是金屬液體是在空氣中進(jìn)行冷卻，沒有溫度控制裝置，整個(gè)制漿的過程受周邊氣溫的影響很大，并且合金形成半固態(tài)的溫度范圍一般都比較窄，在溫度不穩(wěn)定的狀態(tài)下進(jìn)行的攪拌使得制漿的質(zhì)量很難保持穩(wěn)定；第三是機(jī)械攪拌需要在外部提供動(dòng)力源和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(比如電機(jī)和傳動(dòng)副)，而傳動(dòng)機(jī)構(gòu)更需要輔助機(jī)械機(jī)構(gòu)的固定和支撐，一套完整的機(jī)械攪拌制漿設(shè)備成本高，需要獨(dú)立的控制系統(tǒng)，同時(shí)也增加了維護(hù)和保養(yǎng)的時(shí)間和成本。

因此，有必要進(jìn)一步改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡單合理、性能優(yōu)異、裝配快捷、操作方便、制造成本低、易生產(chǎn)、易實(shí)現(xiàn)且安全可靠的半固態(tài)合金制漿用靜態(tài)屏障混煉裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處。

按此目的設(shè)計(jì)的一種半固態(tài)合金制漿用靜態(tài)屏障混煉裝置，包括噴嘴和料筒，噴嘴設(shè)置在料筒上，其特征在于：噴嘴與料筒之間設(shè)置有集流梳板，料筒的內(nèi)部設(shè)置有腔體，腔體內(nèi)設(shè)置有屏障混煉頭，屏障混煉頭靜態(tài)設(shè)置在腔體內(nèi)、且其外壁螺旋式設(shè)置有若干的斜槽。

所述屏障混煉頭呈圓柱形，腔體的形狀與屏障混煉頭相互對(duì)應(yīng)，屏障混煉頭的外圍與腔體的內(nèi)壁相互靜態(tài)配合。

所述屏障混煉頭的外壁螺旋式設(shè)置有若干的斜槽，斜槽為弧形槽或多邊形槽、且其兩端分別形成有入口端和出口端。

所述斜槽為弧形槽、且螺旋式設(shè)置在屏障混煉頭的外壁上。

所述斜槽的槽峰與屏障混煉頭的外圍形成一定的高度差。

所述斜槽的入口端設(shè)置有錐形部，斜槽的出口端緊靠在集流梳板的一側(cè)，集流梳板的另一側(cè)設(shè)置有錐形面。

所述噴嘴的一端對(duì)應(yīng)集流梳板的錐形面設(shè)置有錐形腔，噴嘴的另一端設(shè)置有噴嘴通道；所述的集流梳板一側(cè)與斜槽的出口端相弧緊靠，另一側(cè)通過錐形面設(shè)置在噴嘴的錐形腔內(nèi)；其中，錐形面的外壁與錐形腔的內(nèi)壁之間形成錐形通道，該錐形通道與噴嘴的噴嘴通道連通。

所述料筒對(duì)應(yīng)噴嘴設(shè)置有噴嘴法蘭，噴嘴通過噴嘴法蘭固定設(shè)置在料筒上。

所述料筒的外壁還設(shè)置有加熱器。

本發(fā)明通過上述結(jié)構(gòu)的改良，在屏障混煉頭的外壁螺旋式設(shè)置有若干的斜槽，當(dāng)金屬熔料從斜槽的入口端流入時(shí)，由于屏障混煉頭與料筒的腔體之間間隙很少，金屬熔料在外部推力的作用下擠進(jìn)該狹小的間隙，并在通過該間隙過程中，金屬熔料將承受一個(gè)很大的剪切力，這個(gè)剪切作用足以把以枝晶形態(tài)生長的晶粒折斷，金屬熔料流經(jīng)斜槽時(shí)還會(huì)形成漩渦狀的環(huán)流，這會(huì)形成強(qiáng)烈的混煉和攪拌作用，晶核在相互剪切和摩擦的作用下難以形成枝狀形態(tài)，晶核將以胞狀或球狀的方式生長，使晶粒得以充分的細(xì)化。

與傳統(tǒng)機(jī)械的攪拌設(shè)備相比，本結(jié)構(gòu)整個(gè)制漿過程在密閉的料筒內(nèi)進(jìn)行，可以有效地隔絕外界空氣的影響，氣體不容易摻雜進(jìn)入漿料，大幅度減少了制品上氣孔和氣穴的數(shù)量；而且，料筒的外壁還設(shè)置有加熱器，加熱器可以通過對(duì)料筒進(jìn)行加熱和溫度檢測，從而實(shí)現(xiàn)工作時(shí)的實(shí)時(shí)溫度控制，使半固態(tài)合金漿料始終處于恒溫的條件下，保證制品的良品率；并且，本結(jié)構(gòu)無需外加的功率，依靠流體自身的壓力降來實(shí)現(xiàn)流體的混合，即依靠阻力降的壓力能來提供混合所需的能量，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉；同時(shí)，靜態(tài)混煉頭的斜槽設(shè)計(jì)可以使金屬熔料進(jìn)出時(shí)壓力損失降得最少，自潔性較好，不容易再現(xiàn)堆積堵塞的問題。

綜合而言，本結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單合理、性能優(yōu)異、裝配快捷、操作方便、制造成本低、易生產(chǎn)、易實(shí)現(xiàn)且安全可靠等特點(diǎn)，實(shí)用性強(qiáng)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的裝配結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的屏障混煉頭立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的屏障混煉頭正視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖3中的沿A－A線剖開結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

參見圖1-圖4，本半固態(tài)合金制漿用靜態(tài)屏障混煉裝置，包括噴嘴1和料筒5，噴嘴1設(shè)置在料筒5上，噴嘴1與料筒5之間設(shè)置有集流梳板3，料筒5的內(nèi)部設(shè)置有腔體5.1，腔體5.1內(nèi)設(shè)置有屏障混煉頭4，屏障混煉頭4靜態(tài)設(shè)置在腔體5.1內(nèi)、且其外壁螺旋式設(shè)置有若干的斜槽4.1。

進(jìn)一步地講，屏障混煉頭4呈圓柱形，腔體5.1的形狀與屏障混煉頭4相互對(duì)應(yīng)，屏障混煉頭4的外圍與腔體5.1的內(nèi)壁相互靜態(tài)配合。

進(jìn)一步地講，屏障混煉頭4的外壁螺旋式設(shè)置有若干的斜槽4.1，斜槽4.1為弧形槽或多邊形槽、且其兩端分別形成有入口端4.2和出口端4.3。本實(shí)施例的斜槽4.1優(yōu)選為弧形槽、且螺旋式設(shè)置在屏障混煉頭4的外壁上。

進(jìn)一步地講，斜槽4.1的槽峰與屏障混煉頭4的外圍形成一定的高度差D。即屏障混煉頭4與料筒5的腔體5.1之間形成了一間隙，該間隙狹小，金屬熔料在外部推力的作用下擠進(jìn)該狹小的間隙、且形成漩渦狀的環(huán)流。

進(jìn)一步地講，斜槽4.1的入口端4.2設(shè)置有錐形部4.4，斜槽4.1的出口端4.3緊靠在集流梳板3的一側(cè)，集流梳板3的另一側(cè)設(shè)置有錐形面3.1。

進(jìn)一步地講，噴嘴1的一端對(duì)應(yīng)集流梳板3的錐形面3.1設(shè)置有錐形腔1.1，噴嘴1的另一端設(shè)置有噴嘴通道1.2；所述的集流梳板3一側(cè)與斜槽4.1的出口端4.3相弧緊靠，另一側(cè)通過錐形面3.1設(shè)置在噴嘴1的錐形腔1.1內(nèi)；其中，錐形面3.1的外壁與錐形腔1.1的內(nèi)壁之間形成錐形通道，該錐形通道與噴嘴1的噴嘴通道1.2連通。

進(jìn)一步地講，料筒5對(duì)應(yīng)噴嘴1設(shè)置有噴嘴法蘭2，噴嘴1通過噴嘴法蘭2固定設(shè)置在料筒5上。

進(jìn)一步地講，料筒5的外壁還設(shè)置有加熱器6。

工作時(shí)，當(dāng)金屬熔料從斜槽4.1的入口端4.2流入時(shí)，由于屏障混煉頭4與料筒5的腔體5.1之間間隙很少，金屬熔料在外部推力的作用下擠進(jìn)該狹小的間隙，并在通過該間隙過程中，金屬熔料將承受一個(gè)很大的剪切力，這個(gè)剪切作用足以把以枝晶形態(tài)生長的晶粒折斷，金屬熔料流經(jīng)斜槽4.1時(shí)還會(huì)形成漩渦狀的環(huán)流，如圖2箭頭所示，這會(huì)形成強(qiáng)烈的混煉和攪拌作用，晶核在相互剪切和摩擦的作用下難以形成枝狀形態(tài)，晶核將以胞狀或球狀的方式生長，使晶粒得以充分的細(xì)化，然后金屬熔料從斜槽4.1的出口端4.3流出再經(jīng)過集流梳板3，最后從噴嘴1噴嘴。

與傳統(tǒng)機(jī)械的攪拌設(shè)備相比，本結(jié)構(gòu)整個(gè)制漿過程在密閉的料筒5內(nèi)進(jìn)行，可以有效地隔絕外界空氣的影響，氣體不容易摻雜進(jìn)入漿料，大幅度減少了制品上氣孔和氣穴的數(shù)量；而且，料筒5的外壁還設(shè)置有加熱器6，加熱器6可以通過對(duì)料筒5進(jìn)行加熱和溫度檢測，從而實(shí)現(xiàn)工作時(shí)的實(shí)時(shí)溫度控制，使半固態(tài)合金漿料始終處于恒溫的條件下，保證制品的良品率；并且，本結(jié)構(gòu)無需外加的功率，依靠流體自身的壓力降來實(shí)現(xiàn)流體的混合，即依靠阻力降的壓力能來提供混合所需的能量，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉；同時(shí)，靜態(tài)混煉頭4的斜槽4.1設(shè)計(jì)可以使金屬熔料進(jìn)出時(shí)壓力損失降得最少，自潔性較好，不容易再現(xiàn)堆積堵塞的問題。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該了解本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。