一种高低温熔体混合装置

一种高低温熔体混合装置
1.技术领域：
2.本实用新型涉及一种高低温熔体混合装置。
3.

背景技术：

4.高低温熔体混合制浆工艺是一种熔体温度处理法的组织细化工艺。这种处理方式通过将高温熔体和低温熔体混合，使高温熔体迅速冷却，低温熔体被快速加热，从而获得一种既具有高温熔体均匀分布性质，又具有低温熔体原子偏聚性质的混合熔体，起到细化组织的作用。在细化组织的方式中，许多科学工作者多采用变质处理、快速凝固、半固态铸造、超声振动和喷射成形等方法，这些方法都能较好地细化组织，然而这些方法多存在着投资大、成本高、能耗高以及工艺复杂等一系列问题，并不能良好的满足工业生产之中。
5.

技术实现要素：

6.本实用新型针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高低温熔体混合装置。
7.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种高低温熔体混合装置，包括第一机械手、第二机械手以及顶部具有取料口的熔炉，还包括沿横向并排设于熔炉前侧且均为环形状的第一电磁搅拌器和第二电磁搅拌器，所述第二电磁搅拌器的内部设有冷却机构；所述第一机械手的移动端安装有用于从熔炉取料并将熔体移动至第一电磁搅拌器的第一汤勺；所述第二机械手的移动端安装有用于从熔炉取料的第二汤勺，第二机械手驱动第二汤勺先移动至第二电磁搅拌器，再将第二汤勺内的浆料倒入第一汤勺内。
8.进一步的，所述第一电磁搅拌器的正下方设有第一升降机构，所述第一升降机构的移动端与第一电池搅拌器相连接，以驱动第一电磁搅拌器向上移动至包裹住位于其正上方的第一汤勺；所述第二电磁搅拌器的正下方设有第二升降机构，所述第二升降机构的移动端与第二电磁搅拌器相连接，以驱动第二电磁搅拌器向上移动至包裹住位于其正上方的第二汤勺。
9.进一步的，所述第一升降机构和第二升降机构均包括升降平台，所述升降平台的正下方竖直设有升降气缸，所述升降气缸的气缸杆末端与升降平台的底部固定连接。
10.进一步的，所述第一电磁搅拌器和第二电磁搅拌器均包括环形状的电磁搅拌器本体，所述电磁搅拌器本体的内部具有三个从上往下间隔均布的电磁线圈，电磁搅拌器本体的底部安装有风扇。
11.进一步的，所述冷却机构包括顶部为敞口的冷却网罩，所述冷却网罩的底部设有进水口，冷却网罩的顶部设有出水口。
12.进一步的，所述冷却网罩包括上下平行分布的上环形水管和下环形水管，所述上环形水管与下环形水管之间经由多根圆周均布的中间水管相连通；所述进水口设于下环形水管的底部；所述出水口设于上环形水管的顶部。
13.进一步的，所述熔炉设置在感应电磁炉上。
14.与现有技术相比，本实用新型具有以下效果：本实用新型设计合理，采用同一熔炉中取料，在电磁搅拌的过程中实现其温度的高低不同，避免了从两个熔炉取料的繁琐操作
以及可能出现的浆料组织不同带来的缺陷；同时该工艺流程完全契合压铸岛工艺流程，制浆过程实施此熔体混合工艺，不必改变后续压铸工艺流程，实用性价比高。
15.附图说明：
16.图1是本实用新型实施例的立体构造示意图；
17.图2是图1中省略第一机械手和熔炉的构造示意图；
18.图3是本实用新型实施例中第二电磁搅拌器的内部构造示意图；
19.图4是本实用新型实施例中第一升降机构和第二升降机构的构造示意图。
20.图中：
21.1-第一机械手；2第二机械手；3-熔炉；4-第一电磁搅拌器；5-第二电磁搅拌器；6-冷却机构；7-第一汤勺；8-第二汤勺；9-第一升降机构；10-第二升降机构；11-升降平台；12-升降气缸；13-控制阀门；14-电磁搅拌器本体；15-电磁线圈；16-风扇；17-电磁搅拌控制箱；18-冷却网罩；19-进水口；20-出水口；21-上环形水管；22-下环形水管；23-中间水管；24-感应电磁炉；25-气压动力站；26-机架。
22.具体实施方式:
23.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。
24.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语
“ꢀ
纵向”、
“ꢀ
横向”、
“ꢀ
上”、
“ꢀ
下”、
“ꢀ
前”、
“ꢀ
后”、
“ꢀ
左”、
“ꢀ
右”、
“ꢀ
竖直”、
“ꢀ
水平”、
“ꢀ
顶”、
“ꢀ
底”、
“ꢀ
内”、
“ꢀ
外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
25.如图1～4所示，本实用新型一种高低温熔体混合装置，包括第一机械手1、第二机械手2以及顶部具有取料口的熔炉3，还包括沿横向并排设于熔炉3前侧且均为环形状的第一电磁搅拌器4和第二电磁搅拌器5，所述第二电磁搅拌器5的内部设有冷却机构6；所述第一机械手1的移动端安装有用于从熔炉3取料并将熔体移动至第一电磁搅拌器4的第一汤勺7；所述第二机械手2的移动端安装有用于从熔炉3取料的第二汤勺8，第二机械手2驱动第二汤勺8先移动至第二电磁搅拌器2，再将第二汤勺8内的浆料倒入第一汤勺7内。工作时，第二机械手2驱动第二汤勺8从熔炉3内取料，接着将第二汤勺8移动至第二电磁搅拌器2，第二电磁搅拌器2和冷却机构6对第二汤勺8内的浆料进行电磁搅拌冷却；第二汤勺8从熔炉中取料完成后，第一机械手1驱动第一汤勺7从熔炉3中取料，然后移动至第一电磁搅拌器4，第一电磁搅拌器4对第一汤勺7内的浆料进行电磁搅拌；之后在第二汤勺8内的浆料搅拌冷却完成后，第二机械手2将第二汤勺8内的浆料倒入正在搅拌的第一汤勺7中，实现高低温熔体混合；待第一汤勺7内的混合熔体搅拌完成后，由第一机械手1带动第一汤勺7将搅拌好的混合熔体倒入压铸机的料筒中，进行铸造成型。
26.本实施例中，所述第一电磁搅拌器4的正下方设有第一升降机构9，所述第一升降机构9的移动端与第一电池搅拌器4相连接，以驱动第一电磁搅拌器向上移动至包裹住位于其正上方的第一汤勺。工作时，第一机械手驱动第一汤勺移动至第一电磁搅拌器的正上方，第一升降机构驱动第一电磁搅拌器向上移动至包覆住第一汤勺，以便对第一汤勺内的浆料进行电磁搅拌。
27.本实施例中，所述第二电磁搅拌器5的正下方设有第二升降机构10，所述第二升降
机构10的移动端与第二电磁搅拌器5相连接，以驱动第二电磁搅拌器向上移动至包裹住位于其正上方的第二汤勺。工作时，第二机械手驱动第二汤勺移动至第二电磁搅拌器的正上方，第二升降机构驱动第二电磁搅拌器向上移动至冷却机构包覆住第一汤勺，以便对第二汤勺内的浆料进行电磁搅拌和冷却。
28.本实施例中，所述第一升降机构9和第二升降机构10均包括升降平台11，所述升降平台11的正下方竖直设有升降气缸12，所述升降气缸12的气缸杆末端与升降平台11的底部固定连接。优选的，升降气缸12通过管路与气压动力站25相连接，且管路上设置有控制阀门13；当升降气缸驱动升降台起升一定高度后，控制阀门实现气路断开，起到保护的作用。
29.本实施例中，所述第一电磁搅拌器4和第二电磁搅拌器5的结构相同，均包括环形状的电磁搅拌器本体14，所述电磁搅拌器本体14的内部具有三个从上往下间隔均布的电磁线圈15，电磁搅拌器本体14的底部安装有风扇16。三个电磁线圈从上往下形成三层电磁搅拌，这样可实现浆料多层同向、多层反向、相邻层正反向搅拌以及同层间的震荡式、脉冲式的搅拌等多种搅拌方式一体化，可以提高半固态制浆自动化的程度以及晶粒细化效果。应说明的是，与机械搅拌相比，电磁搅拌在搅拌过程中不需要搅拌棒或者其他类似作用的元件便可以使熔体达到机械搅拌的效果，而不会造成合金熔体的污染或者搅拌棒的腐蚀，并且搅拌的效果还可以通过设置控制器来调节。
30.本实施例中，所述冷却机构6包括顶部为敞口的冷却网罩18，冷却网罩18固定安装在第二电磁搅拌器5的内部，所述冷却网罩18的底部设有进水口19，冷却网罩18的顶部设有出水口20。优选的，所述冷却网罩18包括上下平行分布的上环形水管21和下环形水管22，所述上环形水管21与下环形水管22之间经由多根圆周均布的中间水管23相连通；所述进水口19设于下环形水管22的底部；所述出水口20设于上环形水管21的顶部。工作时，通过进水口往下环形水管输入冷却水，冷却水沿着中间水管流动至上环形水管，最后从出水口流出。采用流动水带走熔体的热量，此过程没有任何污染。应说明的是，吸收热量的冷却水可以用于其他场合，实现能量回收再利用，此过程绿色环保。
31.本实施例中，所述熔炉3设置在感应电磁炉24上，感应电磁炉可对熔炉内的浆料进行加热使其融化，并保持一定温度。应说明的是，熔炉内的浆料先经感应电磁炉加热至一定温度，再随炉冷却至设定温度。
32.本实施例中，所述第二电磁搅拌器5位于熔炉3的正前侧，第二机械手2位于第二电磁搅拌器5的正上方，第一机械手1位于熔炉3的左侧，第一电磁搅拌器4位于第一机械手1的前侧，第一电磁搅拌器、第二电磁搅拌器、第二机械手、第一升降机构以及第二升降机构均安装在机架上。
33.应说明的是，第一机械手和第二机械手现有的工业机械手，对汤勺进行取料、移动、给料，此处不再对第一机械手和第二机械手的具体结构做过多重复赘述。
34.本实施例中，高低温熔体混合工艺，包含如下步骤：
35.步骤s1：第二机械手2驱动第二汤勺8先从熔炉3中取料，然后移动至第二电磁搅拌器5的正上方，第二升降机构10驱动第二电磁搅拌器5向上移动，使得第二电磁搅拌器5包裹住第二汤勺8，第二汤勺8位于冷却机构6的内部，接着冷却机构6对第二汤勺8内的浆料进行冷却，第二电磁搅拌器2对第二汤勺8内的浆料进行电磁搅拌；
36.步骤s2：第二汤勺8从熔炉3中取料完成后，第一机械手1驱动第一汤勺7从熔炉3中
取料，然后移动至第一电磁搅拌器4的正上方，第一升降机构9驱动第一电磁搅拌器4向上移动，使得第一电磁搅拌器4包裹住第一汤勺7，第一电磁搅拌器4对第一汤勺7内的浆料进行电磁搅拌；
37.步骤s3：在第二汤勺8内的浆料搅拌冷却完成后，第二机械手2将第二汤勺8内的浆料倒入正在搅拌的第一汤勺7中，实现高低温熔体混合，第一汤勺7内的浆料在此过程中一直搅拌，不间断。
38.步骤s4：待第一汤勺7内的混合熔体搅拌完成后，由第一机械手1带动第一汤勺7将搅拌好的混合熔体倒入压铸机的料筒中，进行铸造成型。
39.在上述工艺中，以铝合金a356半固态浆料制备举例：（1）感应电磁炉将熔炉内的浆料加热至720℃熔化，随炉冷却至680℃保温；（2）第一电磁搅拌器和第二电磁搅拌器的电磁搅拌速率为1200r/min；（3）第二汤勺与第一汤勺的取料比例为1：10；（4）第二汤勺取料搅拌冷却至590～600℃；（5）第二汤勺内的浆料电磁搅拌和冷却完成后倒入刚取完料的第一汤勺中继续搅拌，搅拌时间25s～50s；（6）固相率控制在5%～10%；（7）7、制浆完成后浆料温度稳定在610℃左右。
40.本实用新型的优点在于：
41.（1）采用三层电磁搅拌技术，可以实现浆料多层同向、多层反向、相邻层正反向搅拌以及同层间的震荡式、脉冲式的搅拌等多种搅拌方式一体化，可以提高半固态制浆自动化的程度以及晶粒细化效果；
42.（2）在高、低温熔体混合+电磁搅拌复合处理过程中，将低温熔体搅拌一定时间后再混入高温熔体，这样会对熔体内部的温度场产生扰动，从而破坏了电磁搅拌所形成的层流附面层。另外，高温熔体的混入也可使低温熔体重新升温，从而增强合金熔体的流动性，降低固/液界面处的温度梯度，提高表面附面层处熔体的温度，这也对减小层流附面层的厚度产生积极作用。因而，熔体混合+电磁搅拌复合作用可以消除初生si相的偏析层，并且进一步细化初生si相；
43.（3）采用从同一熔炉中取料，在搅拌的过程中实现其温度的高低不同，避免了从两个熔炉取料的繁琐操作以及可能出现的浆料组织不同带来的缺陷；
44.（4）冷却机构中，采用流动水带走浆料的热量，此过程没有任何污染，而且吸收热量的冷却水，可以将热水用于其他场合，实现能量回收再利用，此过程绿色环保；
45.（5）该工艺流程契合压铸岛工艺流程，制浆过程实施此熔体混合工艺，不必改变后续压铸工艺流程，实用性价比高；
46.（6）此熔体混合工艺，自动化程度高，只需要根据不同材料的制浆工艺设定好设备的工作时间，即可自动循环操作，几乎不需要人工操作；
47.（7）由于温度较低的溶液倒入温度较高溶液中，将使得半固态显微组织中，树枝晶减少，晶粒尺寸减小，温度较低的溶液温度升高，流动性增高。
48.本实用新型如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
49.另外，上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状
的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。
50.本实用新型提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
51.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。