示意圖。
[0027]圖中:1_盛漿容器，2-熔融合金，3-超聲波振動裝置，4-半固態(tài)漿體，5-超聲波換能器，51-引氣口，6-細(xì)長探頭，61-導(dǎo)氣通道，7-導(dǎo)氣管。
【具體實施方式】
[0028]本發(fā)明方法的工藝步驟和工藝條件:如圖1~3所示，本發(fā)明工藝步驟是，將熔融合金2裝入盛漿容器I中，熔融合金2裝入后溫度控制為為合金液相線以上0~100°C范圍內(nèi)；在盛漿容器I中，將至少一組超聲波振動裝置3的細(xì)長探頭6伸入熔融合金2并啟動，將至少一組的冷卻氣體從細(xì)長探頭6或外置導(dǎo)氣管7引入到盛漿容器I中；其中，如圖4和5所示，所述超聲波振動裝置3包括超聲波換能器5和細(xì)長探頭6，所述細(xì)長探頭6上端與超聲波換能器5相連接，所述細(xì)長探頭6下端部全部或部分被引入所述盛漿容器中，所述細(xì)長探頭6為一中空管，其內(nèi)部設(shè)置有導(dǎo)氣通道61，所述超聲波換能器5下端側(cè)壁上設(shè)置有與導(dǎo)氣通道61相連通的引氣口 51，所述冷卻氣體從該引氣口 51進入細(xì)長探頭導(dǎo)氣通道61，再被引入盛漿容器I中。
[0029]其中，熔融合金2可以使鋁合金，鎂合金，錫合金，銅合金及鋅合金等，本方法可用于這些合金的半固態(tài)漿體制備。
[0030]在-35°C ~150°C溫度范圍內(nèi)，以大約0.1~200L/Min的速率通入經(jīng)過干燥的包括氮氣、氬氣等冷卻氣體，氣體通入時間0.l~5Min。通過改變所述超聲波振動裝置振動頻率、振動幅度與振動時間，制得合金半固態(tài)漿料4。其中所用振動頻率在20KHz~120KHz范圍內(nèi)，所用振動幅度0.l~2mm范圍內(nèi)，振動時間為0.l~5Min范圍內(nèi)。制得的漿料可澆注入成形設(shè)備，如壓鑄機、擠壓鑄造機等，將漿體射入成形模具內(nèi)，成形出商用零件。
[0031]實施例1:利用ZLlOl鋁合金進行熔煉制備半固態(tài)成型件。ZLlOl鋁合金的液相線溫度為615°C，固相線溫度在567°C ο將合金在加熱爐內(nèi)加熱至700°C，盛漿容器從加熱爐內(nèi)取出熔融鋁合金。
[0032]將細(xì)長探頭6通過升降裝置插入鋁合金液面20mm以下，同時溫度為15°C的干燥氮氣從細(xì)長探頭6導(dǎo)入到鋁合金液面下，兩者處理時間皆為2Min。其中超聲波振動頻率為28KHz，振動幅度為0.5mm，氮氣通入速率為15L/Min。處理時間到位后，用升降裝置將細(xì)長探頭6提升至液面上方100mm，盛漿容器將鋁合金半固態(tài)漿料送入壓鑄機料室內(nèi)，射入模具成形。
[0033]實施例2:利用ZL109鋁合金進行熔煉制備半固態(tài)成型件。ZL109鋁合金的液相線溫度為566°C，固相線溫度在538°C。將合金在加熱爐內(nèi)加熱至700°C，盛漿容器從加熱爐內(nèi)取出熔融鋁合金。
[0034]如圖5所示，將細(xì)長探頭6通過升降裝置插入鋁合金液面20mm以下，同時溫度為15°C的干燥氮氣從外置導(dǎo)氣管7導(dǎo)入到鋁合金液面下，兩者處理時間皆為1.5Min。其中超聲波振動頻率為28KHz，振動幅度為1mm，氮氣通入速率為15L/Min。處理時間到位后，由升降裝置提起細(xì)長探頭6至液面上方100mm，盛漿容器將鋁合金半固態(tài)漿料送入壓鑄機料室內(nèi)，射入模具成形。
[0035]實施例3:利用AZ61鎂合金進行熔煉制備半固態(tài)成型件。AZ61鎂合金的液相線溫度為595°C，固相線溫度在470°C ο將合金在加熱爐內(nèi)加熱至700°C，盛漿容器從加熱爐內(nèi)取出熔融鎂合金。
[0036]將細(xì)長探頭6通過升降裝置插入鎂合金液面20mm以下，同時溫度為15°C的干燥氮氣從細(xì)長探頭7導(dǎo)入到鎂合金液面下，兩者處理時間皆為IMin。其中超聲波振動頻率為50KHz，振動幅度為1mm，氮氣通入速率為25L/Min。處理時間到位后，由升降裝置提起細(xì)長探頭6至液面上方100mm，盛漿容器將鎂合金半固態(tài)漿料送入壓鑄機料室內(nèi)，射入模具成形。
[0037]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【主權(quán)項】
1.一種合金半固態(tài)漿料制備方法，其特征在于，按以下步驟進行: (1)將熔融合金裝入盛漿容器中； (2)操作至少一組超聲波振動裝置到所述盛漿容器中，同時引入至少一組冷卻氣體到所述盛漿容器中； (3)通過改變所述超聲波振動裝置參數(shù)和所述冷卻氣體量，制得所需的合金半固態(tài)漿料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金半固態(tài)漿料制備方法，其特征在于:所述熔融合金裝入盛漿容器后溫度為該合金液相線以上的0°C ~100°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金半固態(tài)漿料制備方法，其特征在于:所述冷卻氣體為氮氣、氬氣、氖氣、氦氣中的一種或多種組成的混合氣體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金半固態(tài)漿料制備方法，其特征在于:所述冷卻氣體的溫度為-35°C ~150°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金半固態(tài)漿料制備方法，其特征在于:所述冷卻氣體以0.1~200L/Min的速率引入到所述盛漿容器中，所述冷卻氣體被持續(xù)引入的時間為0.1?5Min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金半固態(tài)漿料制備方法，其特征在于:所述冷卻氣體被引入盛漿容器前需經(jīng)過去除水分的干燥裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金半固態(tài)漿料制備方法，其特征在于:所述超聲波振動裝置包括超聲波換能器和細(xì)長探頭，所述細(xì)長探頭上端與超聲波換能器相連接，所述細(xì)長探頭下端部全部或部分被引入所述盛漿容器中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的合金半固態(tài)漿料制備方法，其特征在于:所述細(xì)長探頭為一中空管，其內(nèi)部設(shè)置有導(dǎo)氣通道，所述超聲波換能器下端側(cè)壁上設(shè)置有與導(dǎo)氣通道相連通的引氣口，所述冷卻氣體從該引氣口進入細(xì)長探頭導(dǎo)氣通道，再被引入盛漿容器中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的合金半固態(tài)漿料制備方法，其特征在于:所述細(xì)長探頭旁側(cè)設(shè)置有對熔融金屬進行冷卻的附加外部冷卻系統(tǒng)，所述附加外部冷卻系統(tǒng)包括若干根用于導(dǎo)入冷卻氣體進入盛漿容器中的導(dǎo)氣管，所述導(dǎo)氣管圍繞細(xì)長探頭布置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的合金半固態(tài)漿料制備方法，其特征在于:所述冷卻氣體通過細(xì)長探頭和導(dǎo)氣管中的至少一種引入盛漿容器中。
【專利摘要】本發(fā)明屬于金屬/合金的半固態(tài)加工及鑄造成形技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種合金半固態(tài)漿料制備方法。通過將熔融合金裝入盛漿容器中，在盛漿容器中，操作至少一組超聲波振動裝置和引入至少一組冷卻氣體。通過改變超聲波振動裝置參數(shù)和冷卻氣體量，制得合金半固態(tài)漿體。其結(jié)合超聲波聲流效應(yīng)和冷卻氣體冷卻作用能夠快速制備出圓整、細(xì)小、均勻的非枝晶狀組織，且引入的冷卻用惰性氣體對漿體還有凈化效果。本發(fā)明可用于鋁、鎂、鋅、銅、錫等各種合金半固態(tài)漿料制備，工藝簡單、高效、經(jīng)濟、制得漿體純凈無污染。
【IPC分類】C22C1-00
【公開號】CN104726726
【申請?zhí)枴緾N201510139114
【發(fā)明人】馮睿
【申請人】馮睿
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年3月28日