一种用于连续制备铝合金半固态浆料的自动控温型保温炉的制作方法

本实用新型属于轻合金半固态成型技术领域。

背景技术：

半固态浆料是在金属凝固过程中进行强烈搅拌使其枝晶破碎，得到一种均匀悬浮一些近似球形固相颗粒的固液混合浆料。其流动性良好，可用于高压铸造、挤压铸造。填充时气体不易卷入，它的成形温度低，模具寿命长，变形阻力小，生产效率高；成形时施以高压使已凝固的金属产生朔性变形，未凝固的在高压下继续凝固因而制件缩孔缩松少、组织致密、机械性能高于普通铸件接近锻件、可进行热处理、无冒口补缩、金属利用率高。它适合薄、厚壁件的生产也适合各种结晶温度间隔较宽的任何合金材料的成形。

尽管用半固态成形技术生产出的铸件有很多优点，浆料的制备方法也很多，但是低成本优质浆料的连续制备、保存、输送一直是难题，严重制约该技术的推广及应用。现有的用于半固态浆料制备的保温炉，温度不能控制处预定的梯度，使用效果不佳，导致半固态浆料的固相比例不稳定，最终影响铸件的质量。

技术实现要素：

本实用新型为解决上述技术问题，提供了一种用于连续制备铝合金半固态浆料的自动控温型保温炉，包括炉体、坩埚和温控装置，所述温控装置包括加热装置和冷却装置，所述加热装置包括加热器和控制器，所述控制器与电源连接，同时与加热器连接并对加热器进行温度控制；所述坩埚和加热器均设于炉体中，所述加热器沿竖直方向排布至少2段独立的加热元件，各加热元件均配备一个热电偶，并且各热电偶各连接一控制器，由各控制器对各加热元件进行PID调节，使各加热元件的工作温度设置为从下往上逐渐升高，从而对坩埚形成从下往上逐渐升高的温度梯度；所述冷却装置包括导热石墨纸、导热环、冷却环和水量控制器，所述导热石墨纸与坩埚底部贴合，所述导热环设于炉体内，其顶部紧贴导热石墨纸底部，其底部与炉体的炉底连接，所述冷却环设于炉底，所述水量控制器一端接有水源，另一端通过管道向冷却环供水并控制供水量。

进一步的，所述炉体外部设有遮热屏，该遮热屏覆盖炉体的顶部及四周。

进一步的，所述加热元件包括电阻丝、电阻带、硅碳棒和感应线圈。

进一步的，所述加热元件沿竖直方向相互独立的排布有2～5段。

进一步的，所述冷却环采用水冷、风冷或油冷形式进行导热。

进一步的，所述坩埚的高度与其直径比为1.0～2.5。

进一步的，所述水量控制器包括2个以上的电磁阀，各电磁阀一端连接水源，另一端分别通过管道连接冷却环，各电磁阀由控制器控制其开启和关闭。

进一步的，所述电磁阀设有3个。

进一步的，所述加热元件设有3段。

本实用新型在惰性气体的保护下连续制备半固态浆料其浆料内的氧化夹渣更少，可进一步提高铸件的内在质量；铝合金半固态成形新工艺的炉体使用深度大、碳化硅或石墨坩埚，对铝液的污染比打结炉衬少、清理方便、载液容器(碳化硅或石墨坩埚)热容量小控温灵活方便；炉体、炉盖均采用屏蔽绝热技术，节能效果好；坩埚漏铝有自动处理、报警装置。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型的用于连续制备铝合金半固态浆料的自动控温型保温炉的结构示意图。

图2是本实用新型的温控装置的示意图(主要体现冷却装置)；

图3是本实用新型的加热装置的示意图。

具体实施方式

请参阅图1至3，是作为本实用新型的最佳实施例的一种用于连续制备铝合金半固态浆料的自动控温型保温炉，包括炉体、坩埚5和温控装置，所述温控装置包括加热装置和冷却装置，所述加热装置包括加热器4和控制器，所述控制器与电源连接，同时与加热器连接并对加热器进行温度控制。坩埚5和加热器4均设于炉体中，加热器4沿竖直方向排布至少2段独立的加热元件。这些加热元件由外部各自独立的电源供电，从而使加热器4对坩埚5加热，各加热元件的工作温度设置为从下往上逐渐升高，从而对坩埚5形成从下往上逐渐升高的温度梯度。坩埚5底部设有冷却装置。冷却装置包括导热石墨纸6、导热环11、冷却环9和水量控制器，水量控制器由2个以上的电磁阀组成，各电磁阀一端连接水源，另一端分别通过管道连接保温炉炉底的冷却环，各电磁阀由控制器控制其开启和关闭。优选地，电磁阀设有3个。导热石墨纸6与坩埚5底部贴合，导热环11设于炉体内，其顶部紧贴导热石墨纸6底部，其底部与炉体的炉底8连接，冷却环设于炉底8。炉底8顶部亦设有隔热材料7(可采用硅酸铝纤维毡)。炉体外壳2与坩埚5之间设有隔热层3(可采用针刺毡)，加热器4设于隔热层3与坩埚5之间，起到更好的保温效果。炉体上设有检测孔10，在该检测孔10上安装漏液报警器后，坩埚漏铝可实现自动处理和报警。炉体外部设有遮热屏1，该遮热屏1覆盖炉体的顶部及四周。加热元件可采用电阻丝、电阻带、硅碳棒或感应线圈。加热元件沿竖直方向排布2～5段，优选设置有3段(第一加热元件、第二加热元件、第三加热元件)，并配3个控制器，分别连接三相电源的A、B、C相。根据需要，亦可设置更多的加热元件来满足不同保温炉的工作需求。热电偶所侧温度可反馈给控制器用以调节加热温度和冷却水量。导热环为耐热钢或石墨。坩埚5的高度与其直径比为1.0～2.5，以保证铝液的温度梯度。

综上所述，本实用新型在惰性气体的保护下连续制备半固态浆料其浆料内的氧化夹渣更少，可进一步提高铸件的内在质量；铝合金半固态成形新工艺的炉体使用深度大、碳化硅或石墨坩埚，对铝液的污染比打结炉衬少、清理方便、载液容器(碳化硅或石墨坩埚)热容量小控温灵活方便；炉体、炉盖均采用屏蔽绝热技术，节能效果好；坩埚漏铝有自动处理、报警装置；三段加热器的控温系统设定温度不同分别进行PID调节，冷却水的供水阀由多个电磁阀并联组成它向水冷环可提供不为零的多种流量可进一步提高对铝水的冷却精度，加热装置和冷却装置共同构成本实用新型的温控装置，使保温炉实现自动控温，温度控制也更加精准高效。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。