一种持续冷却蛇形流道半固态流变压铸装置的制作方法

文档序号:14398673

本实用新型是一种半固态浆料制备及流变压铸装置,特别是一种持续冷却蛇形流道半固态流变装置,属于半固态成形技术领域的创新技术。



背景技术:

自20世纪70年代初期麻省理工MC.Flemings教授提出半固态成形概念以来,半固态金属浆料制备及其成形技术引起了全世界的关注,并引发世界各国研究人员对该半固态成形技术的研发投入。

半固态成形技术,是指针对非枝晶状的分散悬浮碎晶半固态浆料的成形技术,又分流变成形和触变成形。区别于传统液态成形,半固态成形能显著提高成形件质量,达到锻造性能,可实现以铸代锻,降低能耗,降低成本,满足轻量化要求。

晶粒细小、近球形的半固态浆料制备是半固态成形技术关键的一步。目前,制备半固态浆料的方法主要有强制对流搅拌法、超声振动法、内冷式制浆法、斜坡制浆法、电磁搅拌制浆法、应变诱导熔体活化法等。

半固态流变成形工艺,指针对制备的半固态浆料进行流变加工,工艺流程短、生产周期短。相比较于触变成形,避免二次加热造成的能耗损失、成本较低、周期短。

半固态压铸成形相比较于常规液态压铸,可以进行热处理强化而不易出现鼓泡现象,同时当固相率达到较高分数时,压铸件鼓泡现象几乎消失。

蛇形流道制浆法,是指将熔融合金溶液倒入蛇形流道模具中,流经蛇形流道的溶液与模具存在温度差,即在激冷作用下触发形成大量细小晶核,促使合金凝固往非枝状晶凝固发展;其次,在流动过程中,熔体内部存在剪切力。在剪切作用下,已形成的枝状晶被剪切折断,破碎小枝状晶进而演化为近球形晶粒。最终,在蛇形流道末端收集到半固态浆料。同时,该方法不需要引入外场,操作简便,制浆成本低廉。

但是,随着合金溶液流经模具,流道模具温度快速增加,使得制浆过程中,模具温度与后部分合金溶液温度差(过冷度)减小,激冷作用减弱。因此,在合金溶液流经蛇形流道过程中,通过某种方式(如水冷)持续降温,保持模具与溶液之间存在大的过冷度,有利于保证半固态浆料质量。

半固态流变压铸成形,利用半固态浆料自身存在一定的黏度,使得压铸过程中,浆料流动保持稳态流动,大大避免了喷射造成的溶液卷气形成的缺陷等;同时,半固态压铸件避免了热处理后易出现鼓泡等质量问题。

综上所述,利用蛇形流道法制备半固态浆料,在制浆过程中实时降温,保持流道模具对流动的合金溶液具有良好持续性激冷作用,并结合压铸设备设计半固态流变压铸工艺具有重要意义。因此,本文提出一种持续冷却蛇形流道半固态流变压铸装置。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提出一种持续冷却蛇形流道半固态流变压铸装置,在具体制浆过程中能实时降温,保持流道模具对流动的合金溶液具有良好持续性激冷作用。

本实用新型所采用的技术方案为:一种持续冷却蛇形流道半固态流变压铸装置,包括蛇形流道定模和蛇形流道动模,所述蛇形流道定模通过导柱与所述蛇形流道动模配合连接,并在连接处形成蛇形流道;所述蛇形流道动模连接有电动缸,所述蛇形流道定模和蛇形流道动模内部均设有若干冷却水道。

优选的,所述冷却水道呈横向的U字形结构。

优选的,所述冷却水道的一端设有水道封堵块。

优选的,所述蛇形流道动模通过电动缸连接件与所述电动缸连接。

优选的,所述蛇形流道定模连接有固定架。

优选的,所述导柱外围套设有导管。

优选的,所述蛇形流道定模与所述蛇形流道动模连接处的上端形成漏斗状。

优选的,所述冷却水道连接有水管。

优选的,所述蛇形流道定模和所述蛇形流道动模下方设有压铸系统。

优选的,所述固定架与所述蛇形流道定模之间,所述蛇形流道动模与电动缸连接件之间,电动缸连接件与所述电动缸之间均通过连接螺钉连接。

与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:(1)本实用新型的装置采用蛇形流道法制备半固态浆料,蛇形流道定模与蛇形流道动模的连接处形成蛇形流道,利用流动剪切应力实现对枝状晶的破碎,利用温差较大的流道模具对合金溶液内部的激冷作用促发大量细小晶核形成,利用流道中的“自搅拌”促进形成球状晶;同时,本实用新型装置的工艺方法操作简便,不需引入外场能量,制浆成本低;(2)本实用新型采用蛇形流道周围开设多条冷却流道,利用水作为冷却介质,在具体使用时,能够对蛇形流道持续冷却,保持蛇形流道与合金溶液之间的温度差(过冷度)较大,进而保持蛇形流道模具对后部分合金溶液的激冷作用,促进形核,大幅度增加制浆效果;(3)本实用新型结合压铸设备,采用电动缸等自动装置,易于实现从半固态浆料制备到压铸成形的自动化控制,实现高效的半固态流变压铸成形。

附图说明

图1为本实用新型一种持续冷却蛇形流道半固态流变压铸装置的结构示意图;

图2为本实用新型一种持续冷却蛇形流道半固态流变压铸装置的剖视图;

图3为本实用新型一种持续冷却蛇形流道半固态流变压铸装置的俯视图;

图4为图2的A-A的剖视图;

图5为图3的B-B的剖视图。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1-5所示,一种持续冷却蛇形流道半固态流变压铸装置,包括蛇形流道定模(3)和蛇形流道动模(7),所述蛇形流道定模(3)通过导柱(5)与所述蛇形流道动模(7)配合连接,并在连接处形成蛇形流道(12);所述蛇形流道动模(7)连接有电动缸(9),所述蛇形流道定模(3)和蛇形流道动模(7)内部均设有若干冷却水道(13)。

在制备半固态浆料时,通过启动电动缸(9),电动缸(9)驱动蛇形流道动模(7),蛇形流道动模(7)通过导柱(5)传动,并与蛇形流道定模(3)形成X、Y方向密闭的蛇形流道(12),向蛇形流道(12)注入半固态浆料,一方面,利用流动剪切应力实现对枝状晶的破碎,利用温差较大的流道模具对合金溶液内部的激冷作用促发大量细小晶核形成,利用流道中的“自搅拌”促进形成球状晶;另一方面,蛇形流道定模(3)和蛇形流道动模(7)内部均设有若干冷却水道(13),通过向冷却水道(13)注入冷却水进一步对半固态浆料冷却,即能够对蛇形流道(12)持续冷却,保持蛇形流道(12)与合金溶液之间的温度差较大,进而保持蛇形流道(12)模具对后部分合金溶液的激冷作用,促进形核,大幅度增加制浆效果。

需要说明的是,所述冷却水道(13)呈横向的U字形结构,U字形结构的设置使得冷却水道(13)的面积较大且形成回路,方便进水和出水,所述冷却水道(13)的一端设有水道封堵块(6),用于封堵水流道,形成一入一出单向流道。

需要说明的是,所述蛇形流道动模(7)通过电动缸连接件(8)与所述电动缸(9)连接,使得连接更加稳固;所述蛇形流道定模(3)连接有固定架(1),可将蛇形流道定模(3)固定在特定位置;所述导柱(5)外围套设有导管(4),目的是起蛇形流道(12)模具合模导向作用;所述蛇形流道定模(3)与所述蛇形流道动模(7)连接处的上端形成漏斗状,便于注入待冷却的浆料;所述冷却水道(13)连接有水管,用于冷却水运输;所述蛇形流道定模(3)和所述蛇形流道动模(7)下方设有压铸系统(11),将制得的半固态浆料成形出所需工件;所述固定架(1)与所述蛇形流道定模(3)之间,所述蛇形流道动模(7)与电动缸连接件(8)之间,电动缸连接件(8)与所述电动缸(9)之间均通过连接螺钉连接。

对于本领域的技术人员来说,可根据以上描述的技术方案以及构思,做出其它各种相应的改变以及变形,而所有的这些改变以及变形都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

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