集熔體凈化與攪拌為一體的多功能攪拌器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于冶金設(shè)備領(lǐng)域，本發(fā)明公開了一種集熔體凈化與攪拌為一體的多功能攪拌器，包括主軸，所述主軸縱向上設(shè)置有多個(gè)軸套，每個(gè)軸套的外壁上設(shè)置有至少一個(gè)攪拌棒，所述攪拌棒呈殼體結(jié)構(gòu)，所述攪拌棒的殼體表面上密布有多個(gè)通孔，所述攪拌棒的殼體內(nèi)部填充有熔體凈化熔劑。本發(fā)明將熔體凈化方法中的溶劑法和攪拌器進(jìn)行有效結(jié)合，在降低合金熔煉成本和避免雜質(zhì)引入的前提下，采用攪拌的方法達(dá)到熔劑法和吹氣法共同作用的除氣除雜效果，極大地提高了合金熔體的潔凈度。
【專利說明】集熔體凈化與攪拌為一體的多功能攪拌器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冶金設(shè)備，尤其涉及一種集熔體凈化與攪拌為一體的多功能攪拌器。

【背景技術(shù)】
[0002]一般用于合金熔煉的攪拌器的設(shè)計(jì)主要集中于攪拌器在形狀上的改進(jìn)和攪拌器制造、清洗、更換的簡(jiǎn)單方便與否，前者主要是從增大與熔體的接觸面積，提高攪拌均勻性出發(fā)，后者重點(diǎn)關(guān)注成本與效率的問題。眾所周知，攪拌器的引入是為提高合金熔體成分的均勻性，從而提高合金鑄件的質(zhì)量。然在合金熔煉過程中，不僅要考慮熔體成分的均勻性，還要凈化熔體中的夾雜和氣體。合金熔體的凈化方法按其作用原理分為吸附凈化和非吸附凈化兩大類。
[0003]吸附凈化主要有吹氣法、過濾法和熔劑法。
[0004]吹氣法是將惰性氣體吹入熔體內(nèi)部造成大量氣泡，利用氣體在熔體和氣泡中的分壓差帶走熔體中的氣體和部分夾雜。該方法的除氣效率較低，一般在70%以下，且在轉(zhuǎn)頭轉(zhuǎn)速過高時(shí)易引起熔體翻騰而產(chǎn)生吸氣和合泡。
[0005]過濾法是讓熔體通過中性或活性材料(玻璃布、剛玉球、泡沫陶瓷等)制造的過濾器，來分離懸浮在熔體中的固態(tài)夾雜物的凈化方法，在這個(gè)過程中，夾雜物受介質(zhì)表面的吸附和范德瓦爾力作用而被阻滯、沉降。此方法主要用于除雜，除氣效果甚微。所以在實(shí)際應(yīng)用中，往往將過濾法與吹氣法結(jié)合形成集除氣除雜為一體的凈化方法。
[0006]熔劑法是向熔體中加入特定的熔劑，通過一系列物理化學(xué)作用，達(dá)到除氣除雜的目的。在此過程中，熔劑和夾雜物之間的界面張力愈小，熔劑的吸附性愈好除雜作用愈強(qiáng)。此方法提高了合金的熔煉成本，增加了人為引入雜質(zhì)的幾率。所以實(shí)際應(yīng)用中，往往將其與吹氣法中最好的旋轉(zhuǎn)噴吹法結(jié)合，可得到較傳統(tǒng)方法更佳的凈化效果。
[0007]非吸附凈化主要有靜置處理、真空處理、超聲波處理等。非吸附凈化由于熔體溫度損失較大、設(shè)備價(jià)格昂貴、除雜能力極為有限等原因而限制了其工業(yè)應(yīng)用。
[0008]鑒于吸附凈化和非吸附凈化各自存在的弊端，本發(fā)明人致力于設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)單高效的熔體凈化裝置，以達(dá)到在降低合金熔煉成本和避免雜質(zhì)引入的前提下獲取最佳的凈化效果O


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種集熔體凈化與攪拌為一體的多功能攪拌器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝更換方便，且可重復(fù)使用，在保證熔體成分均勻的同時(shí)，達(dá)到熔體的爐內(nèi)凈化，提高鑄件的冶金質(zhì)量，進(jìn)而解決現(xiàn)有各種合金熔體凈化方法中所存在的弊端。
[0010]本發(fā)明通過以下技術(shù)手段解決上述技術(shù)問題:
本發(fā)明的集熔體凈化與攪拌為一體的多功能攪拌器，包括主軸，所述主軸縱向上設(shè)置有多個(gè)軸套，每個(gè)軸套的外壁上設(shè)置有至少一個(gè)攪拌棒，所述攪拌棒呈殼體結(jié)構(gòu)，所述攪拌棒的殼體表面上密布有多個(gè)通孔，所述攪拌棒的殼體內(nèi)部填充有熔體凈化熔劑。
[0011]進(jìn)一步，所述主軸縱向上設(shè)置有5個(gè)軸套，所述5個(gè)軸套由上至下分別為軸套A、軸套B、軸套C、軸套D和軸套E，每個(gè)軸套的外壁上均勻設(shè)置有以120°為夾角的3個(gè)尺寸相同的攪拌棒。
[0012]進(jìn)一步，所述軸套A和軸套E上的攪拌棒的直徑為R，其中軸套E上攪拌棒的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，軸套A上攪拌棒的長(zhǎng)度為L(zhǎng)/2 ;所述軸套B、軸套C和軸套D上的攪拌棒的直徑為R/2、長(zhǎng)度為L(zhǎng)。
[0013]進(jìn)一步，所述軸套成圓筒形結(jié)構(gòu)，所述圓筒形軸套的內(nèi)側(cè)壁上開設(shè)有熔體凈化熔劑添加孔，所述添加孔與固定設(shè)置在所述圓筒形軸套外側(cè)壁上的攪拌棒內(nèi)部相連通。
[0014]進(jìn)一步，所述軸套通過螺栓緊固在所述主軸上。
[0015]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的集熔體凈化與攪拌為一體的多功能攪拌器，包括主軸，所述主軸縱向上設(shè)置有多個(gè)軸套，每個(gè)軸套的外壁上設(shè)置有至少一個(gè)攪拌棒，所述攪拌棒呈殼體結(jié)構(gòu)，所述攪拌棒的殼體表面上密布有多個(gè)通孔，所述攪拌棒的殼體內(nèi)部填充有熔體凈化熔劑。本發(fā)明將熔體凈化方法中的溶劑法和攪拌器進(jìn)行有效結(jié)合，在降低合金熔煉成本和避免雜質(zhì)引入的前提下，采用攪拌的方法達(dá)到熔劑法和吹氣法共同作用的除氣除雜效果，極大地提高了合金熔體的潔凈度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0017]圖1為本發(fā)明集熔體凈化與攪拌為一體的多功能攪拌器的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明集熔體凈化與攪拌為一體的多功能攪拌器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明:
如圖1至2所示，本實(shí)施例中的集熔體凈化與攪拌為一體的多功能攪拌器，包括主軸I，所述主軸I縱向上設(shè)置有多個(gè)軸套，每個(gè)軸套的外壁上設(shè)置有至少一個(gè)攪拌棒3，所述攪拌棒3呈殼體結(jié)構(gòu)，所述攪拌棒3的殼體表面上密布有多個(gè)通孔3a，所述攪拌棒3的殼體內(nèi)部填充有熔體凈化熔劑4。
[0019]本發(fā)明的多功能攪拌器，其熔體凈化原理是:在攪拌力的作用下，熔體中的夾雜和氣泡迅速通過攪拌棒的多孔殼體與凈化熔劑充分接觸，發(fā)生吸附與化學(xué)反應(yīng)。在此過程中，大氣泡將破碎為小氣泡，增大其與凈化熔劑的接觸面積，使反應(yīng)更充分，而大夾雜則依附在與凈化劑發(fā)生吸附反應(yīng)的小夾雜上團(tuán)聚生長(zhǎng)，進(jìn)而得到高潔凈度的合金熔體。
[0020]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述主軸I縱向上設(shè)置有5個(gè)軸套，所述5個(gè)軸套由上至下分別為軸套A2a、軸套B2b、軸套C2c、軸套D2d和軸套E2e，每個(gè)軸套的外壁上均勻設(shè)置有以120°為夾角的3個(gè)尺寸相同的攪拌棒3。優(yōu)選的，所述軸套A2a和軸套E2e上的攪拌棒3的直徑為R，其中軸套E2e上攪拌棒3的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，軸套A2a上攪拌棒3的長(zhǎng)度為L(zhǎng)/2 ;所述軸套B2b、軸套C2c和軸套D2d上的攪拌棒3的直徑為R/2、長(zhǎng)度為L(zhǎng)。由于軸套A2a與軸套B2b、軸套C2c和軸套D2d上攪拌棒的尺寸差，將促使熔體在軸套A2a上的攪拌棒和軸套B2b、軸套C2c和軸套D2d上的攪拌棒之間形成一個(gè)梯度紊流層，可在確保熔體表層液膜穩(wěn)定的情況下，促進(jìn)熔體中部的夾雜和氣體上浮，可進(jìn)一步提高合金熔體的潔凈度。
[0021]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述軸套成圓筒形結(jié)構(gòu)，所述圓筒形軸套的內(nèi)側(cè)壁上開設(shè)有熔體凈化熔劑添加孔5，所述添加孔5與固定設(shè)置在所述圓筒形軸套外側(cè)壁上的攪拌棒3內(nèi)部相連通。具體地，所述軸套通過螺栓緊固在所述主軸I上。通過上述結(jié)構(gòu)的設(shè)置和改進(jìn)可方便凈化熔劑4向攪拌棒3中的填充和更換，所述凈化熔劑4的具體填充步驟是:首先將軸套從主軸上卸下，使添加孔5暴露在圓筒形軸套的內(nèi)側(cè)壁上，清空里面反應(yīng)后的凈化熔劑4，并將新的凈化熔劑4從添加孔5添加到攪拌棒3內(nèi)部，最后將軸套套設(shè)在主軸I上螺栓緊固，此時(shí)添加孔5將被主軸封堵。
[0022]最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種集熔體凈化與攪拌為一體的多功能攪拌器，包括主軸(I)，其特征在于:所述主軸(I)縱向上設(shè)置有多個(gè)軸套，每個(gè)軸套的外壁上設(shè)置有至少一個(gè)攪拌棒(3)，所述攪拌棒(3)呈殼體結(jié)構(gòu)，所述攪拌棒(3)的殼體表面上密布有多個(gè)通孔(3a)，所述攪拌棒(3)的殼體內(nèi)部填充有熔體凈化熔劑(4 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能攪拌器，其特征在于:所述主軸(I)縱向上設(shè)置有5個(gè)軸套，所述5個(gè)軸套由上至下分別為軸套A (2a)、軸套B (2b)、軸套C (2c)、軸套D (2d)和軸套E (2e)，每個(gè)軸套的外壁上均勻設(shè)置有以120°為夾角的3個(gè)尺寸相同的攪拌棒(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多功能攪拌器，其特征在于:所述軸套A(2a)和軸套E (2e)上的攪拌棒(3)的直徑為R，其中軸套E (2e)上攪拌棒(3)的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，軸套A (2a)上攪拌棒(3)的長(zhǎng)度為L(zhǎng)/2 ;所述軸套B (2b)、軸套C (2c)和軸套D (2d)上的攪拌棒(3)的直徑為R/2、長(zhǎng)度為L(zhǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能攪拌器，其特征在于:所述軸套成圓筒形結(jié)構(gòu)，所述圓筒形軸套的內(nèi)側(cè)壁上開設(shè)有熔體凈化熔劑添加孔(5)，所述添加孔(5)與固定設(shè)置在所述圓筒形軸套外側(cè)壁上的攪拌棒(3)內(nèi)部相連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多功能攪拌器，其特征在于:所述軸套通過螺栓緊固在所述主軸(I)上。
【文檔編號(hào)】C22B9/05GK104451176SQ201410651261
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】蔣斌, 劉文君, 潘復(fù)生, 楊青山, 戴甲洪 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)