金属熔体搅拌头结构的制作方法

本实用新型涉及一种搅拌结构，尤其涉及一种应用于金属熔体的搅拌头。

背景技术：

搅拌法是一种重要的半固态浆料制备方法，其原理是在合金熔体凝固的过程中，借助于搅拌装置对熔体实施搅拌对熔体持续实施搅拌来打断熔体内部率先形成的枝晶，实现浆料内部固相颗粒形貌、尺寸均匀性的控制。

机械搅拌法制备半固态浆料过程中，熔体在高温下易发生氧化而形成氧化夹杂和搅拌过程易发生卷(裹)气现象是影响高洁净度浆料的主要因素。为了避免金属熔体发生氧化，采用带有真空腔室的搅拌装置是制备高洁净度的半固态浆料的首选，但是由于设备结构复杂，成本投入大，制备周期长等因素严重制约工程化应用。采用气体保护搅拌法来提高，即通过在金属熔体表面上方营造保护气份，能够有效避免了熔体与空气(氧气)接触而发生氧化，但是搅拌过程中卷(裹)气现象无法避免。但在保护气氛环境下，搅拌过程在离心力和搅拌阻力的作用下，以搅拌头为中心的附近区域不可避免地形成“漏斗”形的金属流场。在搅拌初期，该流场作用下有利于率先形成固相颗粒在熔体内部充分流动而反复发生长大-破碎-在长大-再破碎的过程；随着熔体温度降低，固相颗粒比例增大，相对较大的颗粒在流场离心力和自身重力作用下而在远离“漏斗”的下发生越来越强烈的沉降、偏聚现象，特别是在“漏斗”流场的上方侧壁处形成的枝晶将无法进一步被破坏而逐渐长大、沉降、偏聚甚至粗化，严重影响了半固态浆料中的固态颗粒的圆整性和均匀性，降低半固态浆料的品质和影响半固态浆料的流动性，甚至影响工程化构件的力学性能。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种搅拌过程中能避免形成“漏斗”形流场的金属熔体搅拌头结构。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种金属熔体搅拌头结构，其特征在于包括

搅拌杆；

定位模，能上下移动地设于前述搅拌杆上，该定位模上开设有进气通道和出气通道；

密封板，弹性地设于前述定位模的下端并与定位模的下端面具有间隙；以及

行程杆，底端与前述定位模的上端面连接并能带动定位模上下移动。

密封板的弹性设置优选如下结构：所述的密封板通过连接构件与定位模连接，并且，所述密封板相对连接构件能上下移动，前述连接构件上套设有弹簧，该弹簧顶端与定位模下端面相抵，底端与密封板上端面相抵。

作为优选，所述的定位模呈圆形，该定位模中心位置具有供搅拌杆贯穿通过的中孔，对应地，所述的行程杆为两根，均匀布置于中孔两侧。

进一步，所述搅拌杆的端部设有一能带动定位模随搅拌杆下移的限位部

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：搅拌过程中，密封板始终紧贴熔体表面，有效避免熔体搅拌过程中以搅拌杆为中心的附近区域形成“漏斗”形的流场，改善流场分布形态。定位模内的进气通道和出气通道来营造保护气氛，避免搅拌过程中高温熔体发生氧化而形成氧化夹杂，有利于提高半固态浆料的品质。整体结构简单、制造成本低、使用便捷通用性强，适用范围广。

附图说明

图1为实施例结构示意图。

图2为图1的仰视图。

图3为图1的俯视图。

图4为实施例初始状态图。

图5为实施例进入熔体型腔状态图。

图6为实施例中搅拌杆旋转时状态图。

图7为实施例中搅拌杆旋转上行时状态图。

图8为实施例中搅拌杆停止旋转与上行状态图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1所示，本实施例中的金属熔体搅拌头结构包括搅拌杆1、定位模2、密封板3及行程杆6。搅拌杆1的端部设有一能带动定位模2随搅拌杆1下移的限位部11，定位模2能上下移动地设于搅拌杆1上，该定位模2上开设有进气通道21和出气通道22；密封板3弹性地设于定位模2的下端并与定位模2的下端面具有间隙；行程杆6底端与定位模2的上端面连接并能带动定位模2上下移动。

密封板3通过连接构件4与定位模2连接，并且，密封板3相对连接构件4能上下移动，连接构件4上套设有弹簧5，该弹簧5顶端与定位模2下端面相抵，底端与密封板3上端面相抵。本实施例中连接构件4采用六角螺栓。

结合图2和图3所示，本实施例中的定位模2和密封板3均呈圆形，该定位模2中心位置具有供搅拌杆1贯穿通过的中孔，对应地，行程杆6为两根，均匀布置于中孔两侧。

使用步骤：如图4所示，金属熔体搅拌头10与熔体型腔100配装后，定位模2与熔体型腔100的端口101适配，行程杆6轴向回程带动定位模2、密封板3和搅拌杆1回程并与熔体型腔100分离。搅拌杆1轴向回程至限位。

如图5所示，待合金溶体定量注入熔体型腔后，行程杆6轴带动带动定位模2、密封板3和搅拌杆1同步运行至密封板3与金属熔体液面处。在此过程中，当密封板3进入熔体型腔100时，进气通道21开始持续注入保护气体迫使空气从出气通道22流出。

如图6所示，搅拌杆1下行穿过密封板3中心圆孔后，搅拌杆1开始旋转下行。同时，行程杆6带动密封板3和定位模2与搅拌杆1同步比例回程，保证液面与密封板3始终贴合。待行程杆6和搅拌杆1至相应的设定位置后，行程杆6和搅拌杆1停止轴向运动，搅拌杆1持续旋转。

如图7所示，待熔体温度处于固液共存温度区间内并达到既定温度后，搅拌杆1旋转上行，同时行程杆6带动定位模2与密封板3一起比例下行。如图8所示，当搅拌杆1穿过密封板3的中心圆孔的上端面后，行程杆6停止下行，搅拌杆1停止旋转与上行。

随后本装置整体上行与熔体型腔100逐步分离。在分离过程中，待定位模2移出熔体型腔100后，停止注入保护气体。