一种制备半固态合金浆料或坯料的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及属于半固态金属加工技术领域，更具体地说，本实用新型涉及一种快速制备半固态合金流变浆料或坯料的装置。
【背景技术】
[0002]上世纪70年代，美国的Flemings教授发明半固态金属加工技术，半固态金属加工技术能成形高质、轻量的零件，并且其高效率、低能耗、延长模具使用寿命等独特的优点，使其在经济性方面具有明显优势。在金属半固态成形工艺中，半固态金属浆料或坯料的制备是该成形工艺的基础和关键，世界各国对此投入大量的人力和物力进行研究。虽然目前已经研究出了很多种制备半固态金属浆料和坯料的方法，但是每种方法都有它的局限性。如机械搅拌法由于搅拌机构容易污染合金；电磁搅拌法的电磁感应效应的存在，合金浆料受到的搅拌力不均匀，制备的半固态浆料初生相组织偏大、分布不均匀，晶粒形貌不圆整;超声振动法则由于超声振动波的衰减问题，使得超声振动波不易到达较深或较广的区域，这些问题限制了各种半固态浆料或坯料制备技术在工业生产中的广泛应用。
[0003]合金熔体在凝固过程中，若溶质场和温度场均匀时，在略低于液相线温度的小过冷度下，形核数目多而且均匀，大量原子团簇瞬态发展成为晶核，有利于晶粒在互相抵触之前呈球形长大，从而能够形成具有球状组织的半固态浆料。因此，保证溶质场和温度场均匀，及在该条件下的形核数量是解决半固态合金浆料快速制备的关键。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种能够在小过冷度下实现高形核率，制备出细小均匀、具有球状组织的半固态浆料，且工艺简单、成本低、效率高的半固态合金流变浆料或坯料的装置。
[0005]为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种制备半固态合金浆料或坯料的装置，包括:
[0006]制浆机构，其外壳内具有制浆通道，容许浆液进入和流出，所述外壳与制浆通道内腔壁间夹设填充层，所述填充层内布设加热丝;其中，所述外壳上表面开设插孔；
[0007]角控机构，其包括升降台结构，用于控制制浆机构进口端上升或下降，所述角控机构安装在外壳下表面；
[0008]形核棒给进机构，包括形核棒、压板和弹压器，所述形核棒底部通过所述插孔进入制浆通道并抵靠通道的底部，压板抵压在形核棒上部，所述弹压器与压板弹性连接，其能够增加压板施加于形核棒上的压力；
[0009]其中，所述形核棒与所述浆液材质相同。
[0010]优选的是，还包括铠装热电偶，其上端固定在外壳上，下端伸入至制浆通道。
[0011 ]优选的是，所述加热丝间填充耐火保温材料。
[0012]优选的是，所述角控机构还包括底板和连接叉支座，所述升降台与进料口侧的外壳下表面铰接，所述连接叉支座与出料口侧的外壳下表面铰接，所述升降台和连接叉支座固定在所述底板上。
[0013]优选的是，所述弹压器对称布设在压板前后端，所述弹压器的下端穿过压板的通孔固定连接外壳的上表面，弹压器的上端与压板间套设弹性构件，所述弹性构件能够增加压板施加在形核棒上的压力。
[0014]优选的是，所述填充层沿长度方向分为三段，三段内加热丝的加热功率比为3:2:1o
[0015]优选的是，所述插孔交错分布，插口的数量为8-100个。
[0016]优选的是，所述制浆机构一端为进料口，另一端为出料口，所述进料口为向上弯的敞口结构，所述出料口为向下弯的收口结构。
[0017]优选的是，所述形核棒的长度为制浆通道高度的1.2-2倍。
[0018]优选的是，所述角控机构控制制浆机构与水平面之间的夹角为20-40度。
[0019]本实用新型至少包括以下有益效果:1、装置简单、制造成本低，只需使合金熔体在一定角度的制浆通道中流动即可实现合金熔体温度场、溶质场更加均匀，并在略低于液相线温度的小过冷度下实现高的形核率，制备细小均匀、具有球状组织的半固态浆料。2、工艺简单、控制方便，制浆速度快，生产效率高。
[0020]本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
【附图说明】
[0021 ]图1为本实用新型的装置的剖视图。
[0022]图2为本实用新型的A向视图。
[0023]图3为本实用新型的装置B-B剖视图。
[0024]图4为本实用新型的实施例1中浆料水淬组织图。
[0025]图5为本实用新型的实施例1中浆料水淬组织图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0027]应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
[0028]如图1所示的制备半固态合金浆液或坯料的装置，包括制浆机构100、角控机构200、形核棒给进机构300和铠装热电偶400。
[0029]制浆机构100为长度远大于宽度的金属材质长方体结构，包括外壳110、填充层120、内腔壁130、制浆通道140、进料口 150和出料口 160。外壳110为不锈钢或碳钢材质的具有方形容置空腔的长方体结构，其上表面不舍插孔111，所述插孔111为圆形通孔，其直径较形核棒310直径大l-2mm，用于通过形核棒310;外壳110的下表面连接角控机构200。内腔壁130套设在外壳110的内，内腔壁130为不锈钢材质，其内方形容置空腔即为制浆通道140，所述制浆通道140的高度大于宽度，高度和宽度的比优选为1.2-1.5，所述制浆通道140为高温合金浆料或坯料的流动通道。外壳110和内腔壁130间夹设填充层120，填充层120内规则布设加热丝121，加热丝121间填充耐火保温材料，所述填充层120用于加热制浆机构100。进料口 150位于制浆机构100的前端面，出料口 160位于制浆机构100的后端面，浆液从制浆机构100的进料口 150进入，流经制浆通道140，从出料口 160流出，其中，由填充层120中的加热丝121将制浆机构100加热至特定温度。
[0030]角控机构200包括底板210、升降台220和连接叉支座230。底板210水平放置在制浆机构100的正下方，其用于支撑和固定升降台220和连接叉支座230。升降台220垂直固定在底板210上，其顶部与进料口 160侧的外壳110下表面绞接，升降台220升高或降低带动制浆机构100的进料口一侧随之升高或降低。连接叉支座230的下支座垂直固定在底板210上，其上支座垂直固定在出料口 160侧的外壳110的下表面上，转动轴通过上支座和下支座相对应的通孔使上下支座铰接。随着升降台220的升高或降低，制浆机构100的进料口端随之升高或降低，带动连接叉支座230随之旋转。
[0031]形核棒给进机构300包括形核棒310、压板320和弹压器330。形核棒310为圆形棒状结构，其材质同浆液或坯料相同，其底部通过插孔111进入制浆通道140并抵到通道的底部，其上部高于插孔111，插口 111的数量同形核棒的数量相同。压板320为具有一定重量的金属板材，下表面抵压在多根形核棒310上部，利用其自身的重力压迫形核棒310下部接触制浆通道140的底部;压板320前后端对称开设有通孔，所述通孔用于通过弹压器330。弹压器330下端穿过压板320的通孔固定连接外壳110的上表面，其上端与压板320间套设弹性构件331，弹性构件331能够增加压板320施加在形核棒310上的压力。当高温浆液流经制浆通道140时，流经多