一種生產(chǎn)半固態(tài)漿體的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半固態(tài)成型領(lǐng)域，具體涉及一種生產(chǎn)半固態(tài)漿體的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，由半固態(tài)材料制造的部件與根據(jù)傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的對(duì)應(yīng)部件相比具有許多優(yōu)點(diǎn)，“半固態(tài)”指包括特定重量百分比的固體顆粒的熔體，其中該固體顆粒有熔體的冷卻形成。這種材料的鑄造所產(chǎn)生的鑄件的優(yōu)點(diǎn)是具有較少的缺陷、更加的機(jī)械性能等。
[0003]基于半固態(tài)材料的金屬部件的生產(chǎn)通常包括在容器中加熱金屬或合金，以使其呈液態(tài)，隨后對(duì)熔融材料進(jìn)行冷卻，直到其達(dá)到半固態(tài)狀態(tài)，一旦達(dá)到半固態(tài)狀態(tài)，該材料典型地可在一模具或用于成品或半成品制造的連續(xù)鑄造的裝備中鑄造。
[0004]隨著其固化，許多金屬和合金易于形成所謂的枝晶結(jié)構(gòu)。然而，由于這種結(jié)構(gòu)具有對(duì)半固態(tài)材料的觸變性能的不利影響，應(yīng)當(dāng)盡可能避免形成這種結(jié)果。根據(jù)最接近的現(xiàn)有技術(shù)、例如美國(guó)專利6645323所公開(kāi)的內(nèi)容，這種在冷卻和固化時(shí)的枝晶結(jié)構(gòu)的形成可通過(guò)攪動(dòng)熔體的方式來(lái)避免。
[0005]根據(jù)美國(guó)專利6645323，在控制條件下并由旋轉(zhuǎn)機(jī)械裝置攪動(dòng)的同時(shí)，液態(tài)熔融金屬被很快地冷卻，以形成期望的觸變性漿料。引起攪動(dòng)的其他方式、例如利用電磁攪拌器也是可行的。該攪動(dòng)延續(xù)到當(dāng)在熔體中形成預(yù)定的少量固體物材料時(shí)的特定點(diǎn)。然后，在無(wú)攪動(dòng)的情況繼續(xù)冷卻。當(dāng)在漿料中獲得給定量的固態(tài)金屬時(shí)，其被用于鑄造操作。
[0006]然而，根據(jù)該現(xiàn)有技術(shù)的工藝需要熔體的外部冷卻，其通過(guò)在容器外提供的冷卻裝置或熔體內(nèi)提供的冷卻裝置、例如在攪拌器中進(jìn)行，因此，現(xiàn)有技術(shù)需要冷卻控制，包括溫度控制在內(nèi)，以控制所獲得固體材料的百分率。使得這些現(xiàn)有技術(shù)的方法相對(duì)緩慢并且成本高。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)還教導(dǎo)添加固態(tài)金屬或合金，以作為促進(jìn)成核的孕育劑或作為合金添加劑。
[0008]W02004027101公開(kāi)了一種方法，該方法通過(guò)將過(guò)共晶合金和固態(tài)/半固態(tài)亞共晶合金混合來(lái)精煉過(guò)共晶合金中的初生硅。該方法提供對(duì)過(guò)共晶Al-Si中初生Si的形態(tài)、尺寸和分布的控制，該過(guò)共晶Al-Si通過(guò)亞共晶Al-Si液體與過(guò)共晶Al-Si液體混合進(jìn)行鑄造，以通過(guò)獲取初生Si顆粒的形成獲取理想的機(jī)械性能。根據(jù)該現(xiàn)有技術(shù)，該方法還要求長(zhǎng)時(shí)間的過(guò)共晶合金-亞共晶合金混合物的冷卻控制，以形成半固態(tài)合金。該初生Si顆粒的大體均與分布由混合過(guò)程中更快的溫度下降控制。冷卻過(guò)程中不建議攪拌熔體。
[0009]根據(jù)美國(guó)專利6880613，描述了一種方法，該方法通過(guò)將至少兩種亞共晶合金混合于固態(tài)/半固態(tài)漿料中來(lái)精煉至少兩種亞共晶合金中的初生鋁。該方法提供對(duì)亞共晶Al-Si鑄造中初生Al的形態(tài)、尺寸和分布的控制，該亞共晶Al-Si通過(guò)亞共晶Al-Si液體與固態(tài)亞共晶Al-Si顆粒混合進(jìn)行鑄造，以獲取理想的機(jī)械性能。在該現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，小塊固態(tài)亞共晶Al-Si合金用于與液態(tài)亞共晶Al-Si混合，以形成亞共晶Al-Si漿料。初生Al顆粒的大體均勻分布由混合過(guò)程中更快的溫度下降控制?；旌线^(guò)程中不建議攪拌溶液。[00?0] 根據(jù)專利號(hào)為200580046335.6公開(kāi)的一種《生產(chǎn)液-固金屬組合物的方法和裝置》，步驟為，首先將熔融的金屬或合金裝入一容器中，之后將固態(tài)金屬或合金裝入所述容器中，在其冷卻時(shí)攪拌所述熔融金屬或合金，其特征在于，所述固態(tài)金屬或合金的量被選擇，以使得由于所述固態(tài)金屬或合金與所述熔融金屬或合金之間的焓交換將在所述熔體中產(chǎn)生大量的固體顆粒，所添加的固態(tài)金屬或合金的至少一部分由通過(guò)所述熔融金屬或合金傳遞熱量融化，由于上述專利未對(duì)其中的攪拌體裝置進(jìn)行公開(kāi)，本發(fā)明人員以此為基礎(chǔ)文件對(duì)攪拌體裝置進(jìn)行公開(kāi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)半固態(tài)漿體的方法及裝置，通過(guò)攪拌的方法來(lái)獲的半固態(tài)漿體，這類設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作容易，而且可以節(jié)約能源、使之可以循環(huán)利用，生產(chǎn)成本極低，適宜推廣。
[0012]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案:一種生產(chǎn)半固態(tài)漿體的方法，包括如下動(dòng)作:
[0013]A、將熔融金屬或合金裝入一容器中；
[0014]B、將固態(tài)金屬或合金體固定在一攪拌體上；
[0015]C、讓所述的固態(tài)金屬或合金體通過(guò)所述的攪拌體與所述的熔融金屬或合金接觸；
[0016]D、在其冷卻時(shí)通過(guò)所述的攪拌體攪拌所述的熔融金屬或合金以生成金屬半固態(tài)漿體；
[0017]所述的固態(tài)金屬或合金體是通過(guò)壓鑄方法制作生產(chǎn)。
[0018]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述的固態(tài)金屬或合金體是與目標(biāo)產(chǎn)品在同一副模具里通過(guò)壓鑄方法一起制作生產(chǎn)。
[0019]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述的固態(tài)金屬或合金體是通過(guò)壓擠的方法固定在所述的攪拌體一端的葉片結(jié)構(gòu)上。
[0020]—種生產(chǎn)半固態(tài)漿體的裝置，包括容器和攪拌體，所述容器內(nèi)設(shè)有熔融金屬或合金，所述攪拌體一端設(shè)有固態(tài)金屬或合金體，所述固態(tài)金屬或合金體通過(guò)攪拌體和熔融金屬或合金接觸攪拌，其特征在于:所述固態(tài)金屬或合金體的中間設(shè)置有一收納槽，所述收納槽用于收納設(shè)置在攪拌體一端的葉片結(jié)構(gòu)。
[0021]所述收納槽為圓臺(tái)形。
[0022]所述圓臺(tái)的中心軸和母線的夾角為角α，所述角α的角度為大于O度小于等于30度。
[0023]所述葉片結(jié)構(gòu)的外邊與攪拌體的旋轉(zhuǎn)軸之間的夾角為角β，所述角β的角度為大于O度小于等于30度。
[0024]所述角α與角β的角度相對(duì)應(yīng)。
[0025]本發(fā)明的有益效果:
[0026]1.本發(fā)明通過(guò)設(shè)置帶有斜度孔狀結(jié)構(gòu)的固態(tài)金屬或合金體，與攪拌體一端帶有斜度或與攪拌體的旋轉(zhuǎn)軸成一定角度的葉片結(jié)構(gòu)相互配合，使之對(duì)容器內(nèi)的漿體攪拌更加均勻，攪拌效果更加明顯；2.本發(fā)明通過(guò)在一副模具中同時(shí)制作生產(chǎn)目標(biāo)產(chǎn)品和固態(tài)金屬或合金體，實(shí)現(xiàn)能源的循環(huán)利用，生產(chǎn)成本極低，適于推廣；3.本發(fā)明通過(guò)壓擠的方法使固態(tài)金屬或合金體固定在攪拌體一端，使固態(tài)金屬或合金體有攪拌體固定更加穩(wěn)定、牢靠，提高攪拌效率。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1為本發(fā)明工藝示意圖:
[0028]圖2為本發(fā)明攪拌體和固態(tài)金屬或合金體分解示意圖；
[0029]圖3為本發(fā)明攪拌體和固態(tài)金屬或合金體相互配合圖；
[0030]圖4為本發(fā)明固態(tài)金屬或合金體重復(fù)生產(chǎn)利用結(jié)構(gòu)圖；
[0031 ]圖5為本發(fā)明角α結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖6為本發(fā)明角結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖中:1、熔融金屬或合金，2、容器，3、固態(tài)金屬或合金體，4、攪拌體，5、固體顆粒，
6、模具，7、目標(biāo)產(chǎn)品，8、葉片結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述，其中說(shuō)明本發(fā)明的示例性實(shí)施例。下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造