一種用於金屬半固態製漿的永磁攪拌裝置的製作方法

2023-10-09 11:35:04

本實用新型涉及金屬半固態漿體製備技術領域，具體為一種用於金屬半固態製漿的永磁攪拌裝置。

背景技術：

金屬材料的性能很大程度上取決於其組織特徵，材料製備過程中對組織形態控制是提高性能的重要手段,傳統鑄造過程中，初生相以枝晶方式生長，當固相率達到20％左右時，則形成連續枝晶網架結構，過早地使合金喪失宏觀流動性，而導致鑄件性能下降。20世紀70 年代初發展起來的半固態鑄造技術，使傳統鑄造方式發生了深刻變化,採用半固態鑄造成形技術所生產的產品，由於澆注溫度處於固液兩相區，使鑄件在凝固過程中收縮量減少，鑄件尺寸精度提高，成形性好，適於生產複雜件，並可以達到近淨形生產，而且在組織上消除了柱狀晶和粗大的樹枝晶，使鑄件組織細密均勻，缺陷和宏觀偏析明顯減少，此外對型腔熱衝擊的減小，相應提高了壓鑄型及壓射室的使用壽命，提高了成品率和產品的性能。半固態鑄造成形技術綜合了液態鑄造成形和鍛壓成形的優點，部分產品的性能會接近甚至於達到鍛造產品的性能，是目前最有前景的金屬成型技術之一。

在金屬半固態成形技術中，製備具有球狀初生相的半固態金屬漿料的技術處於最核心的位置；降低半固態漿料製備成本、提高製備質量、縮短工藝流程、在線快速製備是該技術產業化研究和關注的焦點。

在半固態製漿過程，為了達到漿體的均勻性，通常攪拌工序是必需的，目前常用的攪拌方法主要有機械攪拌、電磁攪拌和永磁攪拌法等。機械攪拌是一種接觸式攪拌，容易使漿體產生氧化和卷氣等缺點，降低漿體的質量；電磁攪拌是用特製的線圈通電後所產生的旋轉磁場使金屬熔液在製漿容器內產生流動，為非接觸式攪拌，漿體質量較好，但存在能耗高、運行成本大、結構複雜的缺點；永磁攪拌也是非接觸式攪拌，是利用特定組合的永磁體運動後產生的交變磁場對金屬液體進行非接觸攪拌，具有能耗低，機構相對簡單、運行成本低等優點；但目前已知的半固態漿體永磁攪拌裝置都存在的一個缺點是無法使漿體均勻混合，這個缺點極大降低了其實用性。

專利號：201410378936.8公開了一種可用於試驗的半固態合金溶液永磁攪拌裝置，由若干個永磁體及伺服電機和控制系統裝配而成，採用高導磁率的軟磁材料做轉筒並結合八級對內封閉式漸變系統，設計固定鋼結構，保證氣隙較小，並增加了溫度測量系統。旋轉磁場是由電動機帶動永磁體產生旋轉磁場使得半固態合金溶液產生感應電流，從而使合金溶液旋轉起來；其採用在熔體中心加入中心加熱棒的方法，使中心部分融化，以彌補中心攪拌力的不足，以期望達到攪拌均勻的目的；但這種方法是行不通的，因該法仍無法避免漿體中較重的固態顆粒受旋轉離心力的作用向容器的內壁聚集，從而使生成的漿體混合不均勻。

專利號：201320722729.0公開了低過熱度永磁攪拌製備半固態金屬漿料的設備，包括防護罩以及設在防護罩內的升降機構、旋轉攪拌機構、冷卻機構和控制機構，所述的升降機構、旋轉攪拌機構以及冷卻機構均受控於所述的控制機構；所述的旋轉攪拌機構包括攪拌容器、電機、轉臺以及永久磁鋼，所述的冷卻機構包括冷卻水套以及用於測量金屬熔體溫度的溫度傳感器，所述的溫度傳感器與所述的控制機構連接。該法在使用過程根本無法避免漿體中較重的固態顆粒受旋轉離心力的作用向容器的內壁聚集，從而使生成的漿體混合不均勻，嚴重影響其實用性。

技術實現要素：

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本實用新型提供了一種用於金屬半固態製漿的永磁攪拌裝置，實現了半固態漿料在攪拌過程中固液組份分散均勻的目的。

(二)技術方案

為實現以上目的，本實用新型通過以下技術方案予以實現：一種用於金屬半固態製漿的永磁攪拌裝置，包括機架,所述機架固定有電機，所述電機的轉軸與旋轉機構連接，所述旋轉機構包括支撐臺、磁鐵固定架、永磁磁鐵組，所述電機的轉軸與支撐臺連接，所述磁鐵固定架上固定有至少一層永磁磁鐵組,所述機架的上部固定有磁鐵護罩，所述磁鐵護罩內設置有製漿容器，所述製漿容器內設置有至少一個阻擋體。

優選的，所述的阻擋體與所述的製漿容器的內壁連在一起形成一個整體。

優選的，所述的阻擋體和所述的製漿容器是由陶瓷材料製成。

優選的，所述的阻擋體和所述的製漿容器是由無磁或弱磁的不鏽鋼材料製成。

(三)有益效果

本實用新型提供了一種用於金屬半固態製漿的永磁攪拌裝置。具備以下有益效果：

(1)、該用於金屬半固態製漿的永磁攪拌裝置，通過對旋轉系統、製漿容器、阻擋體的設置，達到了對金屬漿體非接觸式攪拌，並能夠使在攪拌過程中生成的半固態金屬漿料被阻擋體打亂分散，防止漿體中較重的固態顆粒受旋轉離心力的作用向容器的內壁聚集，使半固態漿料混合均勻，使用陶瓷材料製成的製漿容器和阻擋體不與金屬反應，不導磁、使用壽命長，使用無磁或弱磁材料製成的製漿容器和阻擋體成本低，且不影響永磁攪拌的功能。

(2)、該用於金屬半固態製漿的永磁攪拌裝置，通過對支撐臺、磁鐵護罩、磁鐵固定架的設置，達到了對永磁磁鐵組保護和固定作用，磁鐵護罩能夠阻隔製漿容器傳遞的熱量，防止永磁磁鐵受熱發生消磁現象。

附圖說明

圖1為本實用新型整體結構示意圖；

圖2為本實用新型製漿容器俯視結構示意圖；

圖中：1機架、2電機、3-1支撐臺、3-2磁鐵固定架、3-3永磁磁鐵組、4磁鐵護罩、5製漿容器、5-1阻擋體、6固態顆粒、7半固態鋁液。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

請參閱圖1-2，本實用新型提供一種技術方案：一種用於金屬半固態製漿的永磁攪拌裝置，包括機架1,所述機架1固定有電機2，所述電機2的轉軸與旋轉機構3連接，所述旋轉機構3包括支撐臺3- 1、磁鐵固定架3-2、永磁磁鐵組3-3，所述電機2的轉軸與支撐臺3-1 連接，所述磁鐵固定架3-2上固定有至少一層永磁磁鐵組3-3,所述機架1的上部固定有磁鐵護罩4所述磁鐵護罩4內設置有製漿容器5，所述製漿容器5內設置有至少一個阻擋體5-1。

當使用時，將半固態金屬熔液從製漿容器5口部倒入製漿容器5 內，啟動電機2，電機轉軸帶動旋轉系統3轉動，製漿容器5位於旋轉系統3中磁鐵護罩4的內部，在旋轉系統3轉動過程中，每組相對磁鐵產生交變磁場，旋轉系統3內設置的多極磁場在電機2的帶動下產生旋轉磁場，旋轉磁場切割製漿容器5內的半固態漿體產生感生電流，感生電流又與磁場相互作用產生磁力，從而推動半固態漿體做旋轉運動，起到攪拌的作用；在攪拌過程中由於製漿容器5內部設置有阻擋體5-1，在半固態漿體做旋轉運動過程中，阻擋體5-1會改變半固態漿體的流向(參見圖2)，從而避免了半固態漿體中較重的固態顆粒在旋轉離心力的作用下在製漿容器5內壁集聚，達到了半固態漿體中的固態顆粒混合分散均勻的目的，使製得的漿料性能更好。

綜上所述，該用於金屬半固態製漿的永磁攪拌裝置，通過對旋轉系統3、製漿容器5、阻擋體5-1、支撐臺3-1、磁鐵護罩4、磁鐵固定架3-2的設置，達到了對金屬漿體非接觸式攪拌，並能夠使在攪拌過程中生成的半固態金屬漿料被阻擋體5-1打亂分散，防止漿體中較重的固態顆粒受旋轉離心力的作用向容器的內壁聚集，使半固態漿料混合均勻。使用陶瓷材料製成的製漿容器5和阻擋體5-1不與金屬反應，不導磁、使用壽命長；使用無磁或弱磁材料製成的製漿容器5和阻擋體5-1製造成本低，且不影響永磁攪拌的功能，設置的磁鐵固定架3-2能夠對永磁磁鐵組3-3起到保護和固定的作用，磁鐵護罩4能夠阻隔製漿容器5傳遞的熱量，防止永磁磁鐵受熱發生消磁現象。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。而且，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下。由語句「包括一個......限定的要素，並不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素」。

儘管已經示出和描述了本實用新型的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的範圍由所附權利要求及其等同物限定。