一种轻质高强度铝合金胚料制备设备的制作方法

本实用新型主要涉及铝合金胚料制备设备领域。

背景技术：

传统的铸造方法制备铝合金时，存在很多缺点，主要是产生一些缺陷，具体包括：晶粒比较粗大，容易产生偏析和导致成分不均等。而采用快速凝固工艺，由于冷却速度快，可以显著细化组织，减少偏析，得到更高强度的铝合金。熔体旋转冷却法是快速凝固工艺方法之一。

对于熔体旋转冷却法，目前的研究主要集中在带材的研究上，基于熔体旋转法制备块体铝合金研究较少，且制备方法都是将制备的带材变成粉末，然后通过粉末固结的方式使之致密化，制备出块体铝合金。粉末固结其中一种方法是压制-热挤压，其过程大体可分为两步：粉末压制成胚料；胚料热挤压成型。

针对上述制备过程，现阶段没有一种自动化的设备来实现全过程，基本靠人工多步骤完成，过程繁琐冗长，耗费人力精力。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于：针对现有技术存在的不足，提供一种生产效率高、集成化程度高、自动化程度高的轻质高强度铝合金胚料制备设备。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种轻质高强度铝合金胚料制备设备，包括保温炉、冷却铜辊、第一收集漏斗、粉碎机、传送带机构、第二收集漏斗、压制模具、直线滑台、液压装置，所述保温炉用于盛放铝合金溶液，保温炉底部设有漏液口，所述冷却铜辊位于漏液口的下方，冷却铜辊用来将从漏液口落至冷却铜辊圆周表面的铝合金溶液冷却成带状铝合金，冷却铜辊设有入水口和出水口，冷却水通过入水口和出水口在冷却铜辊内循环流动，冷却铜辊通过驱动装置驱动旋转并可将冷却后的带状铝合金甩出，所述第一收集漏斗用来收集从冷却铜辊甩出的带状铝合金并送至粉碎机，第一收集漏斗的大口端与冷却铜辊甩出带状铝合金的位置相接，第一收集漏斗的小口端与粉碎机的顶部入料口相接，所述粉碎机用来将带状铝合金粉碎成铝合金粉末，粉碎机的底部设有出料漏网，所述传送带机构位于出料漏网的下方，所述第二收集漏斗位于传送带机构的出料端，所述压制模具安装于直线滑台上并可在第二收集漏斗的下方与液压装置的下方之间来回移动，所述液压装置用来将进入压制模具内的铝合金粉末压制成胚料。

进一步，还包括平移装置，所述冷却铜辊通过平移装置驱动作轴向往复运动。

进一步，所述平移装置包括活动底座、辅助电机和曲柄连杆机构，所述冷却铜辊及其驱动装置安装于活动底座上，所述辅助电机通过曲柄连杆机构带动活动底座沿冷却铜辊的轴向作往复运动。

进一步，所述活动底座的底部设有滚轮，所述滚轮在一导轨内滚动。

进一步，所述驱动装置包括伺服电机和皮带轮传动机构，皮带轮传动机构与冷却铜辊的中心轴连接。

进一步，所述保温炉的外周覆有加热丝和保温棉。

进一步，所述粉碎机包括设有入料口和出料漏网的粉碎室，粉碎室内安装有双层螺旋刀片，双层螺旋刀片由相间排列的两个长刀片和两个短刀片构成。

进一步，所述液压装置包括液压缸、压柱和套头，压柱用来压制铝合金粉末，套头用来连接压柱和液压缸的活塞杆。

进一步，所述压制模具包括模具外套和内嵌于模具外套内的模具内衬，模具内衬的内腔构成压制模具的料腔，模具外套的中部设有加热棒，模具外套的外周覆有保温棉。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型将保温炉、冷却铜辊、第一收集漏斗、粉碎机、传送带机构、第二收集漏斗、压制模具、直线滑台、液压装置集成于一台设备上，能够实现“铝合金溶液急冷成带”、“带状铝合金粉末化”、“铝合金粉末压制成胚料”三个工序连续自动进行，有效地提高了生产效率，而且集成化程度高，自动化程度高，能够达到了稳定、快速、高产的效果。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中保温炉的半剖视图。

图3为本实用新型中保温炉去掉保温棉的示意图。

图4为本实用新型中铝合金溶液急冷成带的工作示意图。

图5为本实用新型中粉碎机去掉外盖的结构示意图。

图6为本实用新型中压制模具的半剖视图。

图例说明：1、保温炉；2、冷却铜辊；3、第一收集漏斗；4、粉碎机；5、传送带机构；6、第二收集漏斗；7、压制模具；8、直线滑台；9、液压装置；10、加液口；11、漏液口；12、加热丝；13、保温棉；14、入水口；15、出水口；16、伺服电机；17、皮带轮传动机构；18、活动底座；19、辅助电机；20、曲柄连杆机构；21、固定座；22、粉碎室；23、入料口；24、出料漏网；25、长刀片、26、短刀片；27、液压缸；28、压柱；29、套头；30、模具外套；31、模具内衬；32、加热棒；33、铝合金溶液；34、带状铝合金；35、滚轮；36、导轨。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明，应当指出，本实用新型的保护范围并不仅局限于下述实施例，在不脱离本实用新型原理的前提下，对本实用新型所作出的任何改进和润饰，均应视为本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型的轻质高强度铝合金胚料制备设备，包括保温炉1、冷却铜辊2、第一收集漏斗3、粉碎机4、传送带机构5、第二收集漏斗6、压制模具7、直线滑台8、液压装置9。

参见图2、图3，保温炉1为一保温容器，用于盛放铝合金溶液33，保温炉1顶部设有个加液口10，保温炉1底部设有漏液口11，漏液口11为3个，且沿冷却铜辊2的轴向均匀分布，保温炉1的外周覆有加热丝12和保温棉13。

参见图4，冷却铜辊2为一圆柱形筒体，冷却铜辊2位于漏液口11的正下方，用来将从漏液口11落至冷却铜辊2圆周表面的铝合金溶液33冷却成带状铝合金34(铝带)。冷却铜辊2的一端中心设有入水口14和出水口15，冷却水从入水口14进入冷却铜辊2，再从出水口15流出，使冷却水在冷却铜辊2内循环流动，从而持续对冷却铜辊2的筒壁进行冷却，以确保冷却铜辊2圆周表面可以长时间保持较低的温度，为铝合金溶液33提供足够的过冷度条件，使冷却铜辊2可稳定长时间高速运转，连续产出带状铝合金34。冷却铜辊2通过驱动装置驱动旋转，图4中的箭头即为旋转方向，通过旋转产生的离心力将冷却而成的带状铝合金34沿切线方向甩出。

参见图1，驱动装置包括伺服电机16和皮带轮传动机构17，皮带轮传动机构17与冷却铜辊2的中心轴连接。冷却铜辊2通过平移装置驱动作轴向往复运动，平移装置包括活动底座18、辅助电机19和曲柄连杆机构20，冷却铜辊2及其驱动装置安装于活动底座18上，辅助电机19通过曲柄连杆机构20带动活动底座18沿冷却铜辊2的轴向作往复运动，活动底座18的底部设有滚轮35，滚轮35在导轨36内滚动。通过平移装置带动冷却铜辊2进行轴向往复运动，可使冷却铜辊2的冷却工作表面得到充分利用。曲柄连杆机构20为成熟的现有技术，其结构参见图1，在此就不再赘述。在其他实施例中，也可采用直线滑台来驱动冷却铜辊2作轴向往复运动。

参见图1，第一收集漏斗3弯曲成圆弧状，用来收集从冷却铜辊2甩出的带状铝合金34并送至粉碎机4，第一收集漏斗3的大口端与冷却铜辊2甩出带状铝合金34的位置相接，第一收集漏斗3的小口端与粉碎机4的顶部入料口23相接。圆弧状的第一收集漏斗3可以让带状铝合金34通过弯曲弧面顺滑的进入粉碎机4内，提高稳定可靠性。

参见图5，粉碎机4用来将带状铝合金34粉碎成铝合金粉末，粉碎机4包括固定座21和安装在固定座21上的粉碎室22，粉碎室22的顶部设有入料口23，粉碎室22的底部设有出料漏网24，粉碎室22的内部安装有双层螺旋刀片，双层螺旋刀片通过动力电机(图中省略未示)驱动旋转，双层螺旋刀片由相间排列的两个长刀片25和两个短刀片26构成。带状铝合金34从入料口23掉入粉碎室22，被高速旋转的双层螺旋刀片粉碎成铝合金粉末，再从出料漏网24漏出。

参见图1，传送带机构5位于出料漏网24的下方，第二收集漏斗6位于传送带机构5的出料端。从出料漏网24漏下的铝合金粉末掉落在传送带机构5上向前输送，然后又掉落到第二收集漏斗6。压制模具7安装于一直线滑台8上，直线滑台8可带着压制模具7作往复直线运动，使压制模具7在第二收集漏斗6的下方与液压装置9的下方之间来回移动。压制模具7初始位于第二收集漏斗6的下方，第二收集漏斗6将收集的铝合金粉末落入压制模具7内，当压制模具7内的铝合金粉末达到预定量后，直线滑台8带着压制模具7移动到液压装置9的下方，液压装置9工作，将压制模具7内的铝合金粉末压制成胚料，压制完成并卸料后，直线滑台8又带着压制模具7重新回到第二收集漏斗6的下方，如此循环。直线滑台8为成熟的现有技术，其具体结构在此就不再赘述。

参见图1，液压装置9为铝合金粉末压制提供压力，液压装置9包括液压缸27、压柱28和套头29，压柱28用来压制铝合金粉末，套头29用来连接压柱28和液压缸27的活塞杆。压柱28可根据压制模具7的料腔面积大小不同而选择不同的型号，不同型号的压柱28需选择相匹配的套头29进行工作。

参见图6，压制模具7包括模具外套30和内嵌于模具外套30内的模具内衬31，模具内衬31的内腔构成压制模具7的料腔，模具外套30的中部设有加热棒32，模具外套30的外周覆有保温棉13。模具外套30由45号钢制成，模具内衬31由高强度模具钢制成，保温棉13和加热棒32可为压制模具7提供适宜压制的温度，促使材料更好的成型以达到性能要求。