專利名稱：：工業(yè)化制備顆粒增強鋁基復合材料的裝置的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種制備復合材料的裝置，尤其是工業(yè)化制備顆粒增強鋁基復合材料的裝置。
背景技術：
：顆粒增強鋁基復合材料具有重量輕，比強度、比剛度和剪切強度高，熱膨脹系數低，熱穩(wěn)定性、導熱、導電、耐腐蝕性能良好等優(yōu)點，逐漸成為航空、航天、汽車、電子工業(yè)等領域中的理想材料，應用前景廣闊。經文獻檢索發(fā)現，中國專利公開號CN1667147A，公開了一種工業(yè)規(guī)模制備內生顆粒增強鋁基復合材料的制備方法，采用熔體反應法與電磁攪拌處理及半連鑄成型集成技術，該方法滿足工業(yè)化規(guī)模制備內生顆粒增強鋁基復合材料的要求，但由于采用熔體反應法與電磁攪拌技術，使工業(yè)過程控制復雜化，成本提高，難度增大。目前國內許多高校與科研院所開展大量相關理論研究，但均處于試驗室階段，很難達到工業(yè)化生產要求。由于受到生產規(guī)模限制，嚴重制約我國顆粒增強鋁基復合材料的應用步伐。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的是克服現有技術存在的不足，提供一種工業(yè)化制備顆粒增強鋁基復合材料的裝置。本發(fā)明的目的通過以下技術方案來實現工業(yè)化制備顆粒增強鋁基復合材料的裝置，包括鋁合金熔煉爐和攪拌系統(tǒng)，其特點是在鋁合金熔煉爐的側上方安裝有顆粒預處理爐，顆粒預處理爐包括耐熱鋼坩堝及耐熱鋼攪拌器，耐熱鋼攪拌器插入耐熱鋼坩堝中，顆粒預處理爐通過顆粒送料機構與鋁合金熔煉爐相銜接；鋁合金熔煉爐安裝在熔煉爐傾轉軸上，鋁合金熔煉爐采用石墨坩堝，在鋁合金熔煉爐的爐蓋上設有攪拌器升降支架，石墨攪拌器安裝在攪拌器升降支架上并插入石墨坩堝中；所述鋁合金熔煉爐還接有抽真空系統(tǒng)。進一步地，上述的工業(yè)化制備顆粒增強鋁基復合材料的裝置，在顆粒送料機構的出料口設一可伸縮送料管，可伸縮送料管插入鋁合金熔煉爐的石墨坩堝中，在可伸縮送料管上還設有塊狀料加料口。更進一步地，上述的工業(yè)化制備顆粒增強鋁基復合材料的裝置，所述顆粒送料機構為螺旋輸送機，螺旋輸送機的進料口通過一球閥接在顆粒預處理爐的底部，螺旋輸送機的出料口連接可伸縮送料管。再進一步地，上述的工業(yè)化制備顆粒增強鋁基復合材料的裝置，所述鋁合金熔煉爐的爐底設有防爆孔，爐頂設有隔熱屏。再進一步地，上述的工業(yè)化制備顆粒增強鋁基復合材料的裝置，所述鋁合金熔煉爐的爐蓋上設有觀察窗和測溫計。再進一步地，上述的工業(yè)化制備顆粒增強鋁基復合材料的裝置，所述抽真空系統(tǒng)包括機械泵、羅茨泵、真空球閥及過濾器，機械泵、羅茨泵、真空球閥、過濾器通過真空管道依次連接接入鋁合金熔煉爐。本發(fā)明技術方案突出的實質性特點和顯著的進步主要體現在本發(fā)明裝置設計獨特、結構新穎，顆粒預處理爐對增強顆粒進行預處理，大大改善增強顆粒與鋁合金熔體之間的潤濕性，有效防止增強顆粒的團聚、偏聚，使增強顆粒均勻分布在鋁合金中。增強顆粒經顆粒預處理爐處理后，由送料機構直接送入鋁合金熔煉爐，有效防止增強顆粒預處理與增強顆粒攪拌進入鋁合金熔體之間二次污染。增強顆粒加入鋁熔體時進行攪拌，通過改變石墨攪拌器的結構、位置、轉速，使增強顆粒迅速攪入鋁合金熔體，并均勻分布。工業(yè)過程控制簡單，成本低，難度小，適合工業(yè)化生產，經濟效益和社會效應十分明顯。下面結合附圖對本發(fā)明技術方案作進一步說明:圖1:本發(fā)明裝置的結構示意圖。圖中各附圖標記的含義見下表<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>具體實施方式工業(yè)化制備顆粒增強鋁基復合材料的裝置，如圖1所示，包括鋁合金熔煉爐2、攪拌系統(tǒng)12、顆粒預處理爐16、顆粒送料機構19和抽真空系統(tǒng)25，顆粒預處理爐16安裝在鋁合金熔煉爐2的側上方，顆粒預處理爐16包括耐熱鋼坩堝15及耐熱鋼攪拌器17，耐熱鋼攪拌器17插入耐熱鋼坩堝15中。顆粒預處理爐16通過顆粒送料機構19與鋁合金熔煉爐2相銜接，顆粒送料機構19采用螺旋輸送機，螺旋輸送機的進料口通過一球閥18接在顆粒預處理爐16的底部，螺旋輸送機的出料口連接一可伸縮送料管6,在可伸縮送料管6上設有塊狀料加料口11，可伸縮送料管6插入鋁合金熔煉爐2中；鋁合金熔煉爐2安裝在熔煉爐傾轉軸5上，鋁合金熔煉爐2采用石墨坩堝，在鋁合金熔煉爐的爐蓋上設有攪拌器升降支架10，石墨攪拌器4安裝在攪拌器升降支架10上并插入石墨坩堝3中。另外，在鋁合金熔煉爐的爐底設有防爆孔1，爐頂設有隔熱屏7，在鋁合金熔煉爐的爐蓋上設有觀察窗8和測溫計9。抽真空系統(tǒng)25包括機械泵27、羅茨泵26、真空球閥23及過濾器22，機械泵27、羅茨泵26、真空球閥23、過濾器22通過真空管道24依次連接接入鋁合金熔煉爐2。鋁合金熔煉爐采用石墨坩堝3，攪拌系統(tǒng)采用石墨攪拌器4，因石墨材質耐高溫，且不與鋁熔體反應，從而保證了鋁合金熔體的純凈度。石墨攪拌器4通過攪拌器升降支架10上下運動，及時調整攪拌位置；1#電機13隨時調整轉速，改變攪拌速率，控制攪拌進程。鋁合金熔煉爐2固定在熔煉爐傾轉軸5上，可通過液壓傾動裝置沿鋁合金熔煉爐傾轉軸轉動，澆鑄顆粒增強鋁基復合材料和清爐。鋁合金熔煉爐爐頂的隔熱屏7，能有效防止熱量通過爐蓋傳遞，降低熱量損耗且避免高溫損壞熔煉爐密封圈。鋁合金熔煉爐爐蓋上的觀察窗8，能隨時觀察鋁合金熔煉爐中的反應進行情況，測溫計9能及時測試反應溫度，便于有效控制反應進程。鋁合金熔煉爐爐底的防爆孔1，可防止炸鋁和漏鋁時對熔煉爐的損壞。顆粒預處理爐16的耐熱鋼坩堝15和耐熱鋼攪拌器17既保證高溫穩(wěn)定性又保證耐磨損性能，2#電機14驅動耐熱鋼攪拌器17攪拌增強顆粒，使預處理過程加熱均勻，處理徹底。顆粒送料機構19由3#電機21控制螺旋送料桿20的轉速，從而控制增強顆粒的加入速度，再由可伸縮送料管6將增強顆粒送入預定準確位置。抽真空系統(tǒng)通過過濾器22過濾氣體，防止將增強顆粒抽入羅茨泵26，由真空球閥23控制抽真空速率，在機械泵27和羅茨泵26的工作下將整個鋁合金熔煉爐抽為真空。具體使用時，首先將增強顆粒在顆粒預處理爐16中高溫預處理，2#電機14驅動耐熱鋼攪拌器17攪拌增強顆粒，使增強顆粒預處理徹底。鋁合金在石墨坩堝3中熔化，打渣、精煉、除氣后，打開抽真空系統(tǒng)25對整個裝置抽真空，當真空度達到預訂要求時關閉真空球閥23。然后打開球閥18，啟動3#電機21，3#電機21驅動螺旋送料機20將增強顆粒送入鋁合金熔煉爐2。繼而打開攪拌系統(tǒng)12，1#電機13驅動石墨攪拌器4攪拌鋁合金熔體，使增強顆粒迅速進入鋁合金熔體，且均勻分布。綜上所述，采用本發(fā)明裝置，增強顆粒在顆粒預處理爐進行預處理，除去增強顆粒表面雜質和吸附的水分，改善增強顆粒與鋁合金熔體之間的潤濕性，使增強顆粒比較容易地加入鋁合金熔體中。由送料機構直接將增強顆粒送入鋁合金熔煉爐，有效防止增強顆粒預處理與增強顆粒攪拌進入鋁合金熔體之間二次污染；經石墨攪拌器攪拌均勻，有效防止增強顆粒的團聚、偏聚，使增強顆粒均勻分布在鋁合金中，提高鋁基復合材料的力學性能。本發(fā)明技術方案使工業(yè)過程控制簡單，成本降低，難度減小，適合工業(yè)化生產應用。以上僅是本發(fā)明的具體應用范例，對本發(fā)明的保護范圍不構成任何限制。凡采用等同變換或者等效替換而形成的技術方案，均落在本發(fā)明權利保護范圍之內。權利要求1.工業(yè)化制備顆粒增強鋁基復合材料的裝置，包括鋁合金熔煉爐和攪拌系統(tǒng)，其特征在于在鋁合金熔煉爐的側上方安裝有顆粒預處理爐，顆粒預處理爐包括耐熱鋼坩堝及耐熱鋼攪拌器，耐熱鋼攪拌器插入耐熱鋼坩堝中，顆粒預處理爐通過顆粒送料機構與鋁合金熔煉爐相銜接；鋁合金熔煉爐安裝在熔煉爐傾轉軸上，鋁合金熔煉爐采用石墨坩堝，在鋁合金熔煉爐的爐蓋上設有攪拌器升降支架，石墨攪拌器安裝在攪拌器升降支架上并插入石墨坩堝中；所述鋁合金熔煉爐還接有抽真空系統(tǒng)。2.根據權利要求1所述的工業(yè)化制備顆粒增強鋁基復合材料的裝置，其特征在于在顆粒送料機構的出料口設一可伸縮送料管，可伸縮送料管插入鋁合金熔煉爐的石墨坩堝中，在可伸縮送料管上還設有塊狀料加料口。3.根據權利要求1或2所述的工業(yè)化制備顆粒增強鋁基復合材料的裝置，其特征在于所述顆粒送料機構為螺旋輸送機，螺旋輸送機的進料口通過一球閥接在顆粒預處理爐的底部，螺旋輸送機的出料口連接可伸縮送料管。4.根據權利要求1所述的工業(yè)化制備顆粒增強鋁基復合材料的裝置，其特征在于所述鋁合金熔煉爐的爐底設有防爆孔，爐頂設有隔熱屏。5.根據權利要求1所述的工業(yè)化制備顆粒增強鋁基復合材料的裝置，其特征在于所述鋁合金熔煉爐的爐蓋上設有觀察窗和測溫計。6.根據權利要求1所述的工業(yè)化制備顆粒增強鋁基復合材料的裝置，其特征在于所述抽真空系統(tǒng)包括機械泵、羅茨泵、真空球閥及過濾器，機械泵、羅茨泵、真空球閥、過濾器通過真空管道依次連接接入鋁合金熔煉爐。全文摘要本發(fā)明提供一種工業(yè)化制備顆粒增強鋁基復合材料的裝置，在鋁合金熔煉爐的側上方安裝顆粒預處理爐，包括耐熱鋼坩堝及耐熱鋼攪拌器，耐熱鋼攪拌器插入耐熱鋼坩堝中，顆粒預處理爐通過顆粒送料機構與鋁合金熔煉爐相銜接；鋁合金熔煉爐安裝在熔煉爐傾轉軸上，鋁合金熔煉爐采用石墨坩堝，在鋁合金熔煉爐的爐蓋上設有攪拌器升降支架，石墨攪拌器安裝在攪拌器升降支架上并插入石墨坩堝中。使用時，顆粒預處理爐對增強顆粒進行預處理，改善增強顆粒與鋁合金熔體之間的潤濕性；由送料機構直接將增強顆粒送入熔煉爐，有效防止二次污染；增強顆粒加入鋁熔體時進行攪拌，使增強顆粒迅速攪入鋁合金熔體，均勻分布；廣泛適合工業(yè)化生產應用。文檔編號C22C1/02GK101157996SQ20071019025公開日2008年4月9日申請日期2007年11月23日優(yōu)先權日2007年11月23日發(fā)明者樂永康,張建平,毛建偉申請人:蘇州有色金屬研究院有限公司