图1所示结构相同，不同之处为：所述制浆室3的浆料出口的下方结合有连铸机，所述连铸机包 括与浆料出口结合的中间包10W及依次设于中间包10下方的结晶器11、冷却装置12和牵 引机构13。
[0056] 优选的，所述结晶器11内径为150~800mm，冷却装置12为均布于结晶器11出口 处四周的若干冷却水喷嘴。
[0057] 本实用新型还提供一种制备大直径半固态合金巧料的方法，利用上述的制备半固 态合金巧料的装置，包括如下步骤：
[0058] (1)制备高于合金液相线溫度5~150°C的合金烙体：将合金锭放进预热溫度为 200~400°C的相蜗电阻炉内，待合金锭升溫至高于液相线溫度60~120°C、完全烙化后进 行精炼，用钟罩将烘干后的六氯乙烧压入合金烙体底部，六氯乙烧的加入量为合金烙体总 量的0. 3%~0.8%，轻轻摇动，除去合金烙体内的气体，然后对合金烙体除渣、精炼处理， 最后将合金烙体降溫至高于液相线溫度10~50°C保溫；
[0059] (2)合金烙体的冷却：将步骤（1)得到的合金烙体通过倒料相蜗诱入到制浆室内， 在揽拌杆的通气揽拌下快速冷却且保证内部溫度场均匀，通过调节揽拌杆外壁与制浆室内 壁之间的间距、导气管内的通气量和揽拌杆的揽拌速度来控制合金烙体的冷却速度，当合 金烙体流动至制浆室底部的浆料出口处时，合金烙体的溫度降至半固态溫度，形成组织细 小圆整的半固态合金浆料.
[0060] (3)获得半固态合金巧料：通过轴向移动揽拌杆来控制半固态合金浆料的流出速 度，步骤（2)中的半固态合金浆料经浆料出口流进大直径收集相蜗，自然冷却后得到大直 径半固态合金巧料；
[0061] 或半固态合金浆料经浆料出口流入连铸机的中间包内，然后在结晶器、冷却装置 的牵引机构的共同作用下连铸成大直径半固态合金巧料。
[0062] 下面W两个具体实施例对本实用新型的技术方案进行详细描述：
[0063] 实施例1 :制备大直径半固态A380侣合金巧料，步骤如下：
[0064] (1-1)试验用压铸A380侣合金的液相线和固相线溫度分别为596°C和52rC， 将A380侣合金锭放入到预热溫度为300°C的相蜗电阻炉内，待合金溫度升溫到680°C、完 全烙化后进行精炼，用钟罩将烘干后的六氯乙烧压入烙体底部，加入量为合金液总重量的 0. 5%，轻轻摇动，进行合金烙体除气、除渣精炼处理，最后将合金烙体降溫至620°C后保溫。
[0065](1-2)设定本实施例中半固态合金巧料制备装置的制浆室内壁和揽拌杆外壁之间 形成的环形缝隙宽度为50mm，制浆室上下部连接处形成的夹角为135°，制浆室底部的浆 料出口内径为40mm，制浆室高度800mm，揽拌杆最底端到制浆室最底端的距离为40mm;揽拌 杆壁厚4mm，揽拌杆内腔直径50mm，揽拌杆转速80化/min;导气管外壁与揽拌杆内壁之间 形成的缝隙宽度为10mm，导气管内径20mm，气体通入量5(K)L/min;大直径收集相蜗内径 500mm，高500mm，大直径收集相蜗的最顶端到制浆室的最底端距离为100mm。将步骤（1-1) 中烙炼好的合金烙体通过倒料相蜗诱入到制浆室内，合金烙体在流动过程中受到通气揽拌 杆的强烈揽拌和快速冷却，当合金烙体流动到制浆室的底部时，溫度降至半固态溫度区间， 形成半固态合金浆料，制备好的半固态浆料经浆料出口直接流进大直径收集相蜗，冷却得 到大直径半固态A380侣合金巧料。
[0066] 实施例2 :制备大直径半固态7075侣合金巧料，包括如下步骤：
[0067] (2-1)试验用7075侣合金的液相线和固相线溫度分别为635°C和477°C，将7075 侣合金锭放入预热溫度为350°C的相蜗电阻炉内，待7075侣合金溫度升溫至720°C、完全 烙化后进行精炼，用钟罩将烘干后的六氯乙烧压入烙体底部，加入量为合金液总重量的 0. 5%，轻轻摇动，进行合金烙体除气、除渣精炼处理，最后将合金烙体降溫至660°C后保溫。 [006引 （2-。设定本实施例中半固态合金巧料制备装置的制浆室内壁和揽拌杆外壁之间 形成的环形缝隙宽度为70mm，制浆室上下部连接处形成的夹角为120°，制浆室底部的浆 料出口内径为60mm，制浆室高度1200mm，揽拌杆最底端到制浆室最底端的距离为50mm;揽 拌杆壁厚5mm，揽拌杆内腔直径70mm，揽拌杆转速1200;r/min;导气管外壁与揽拌杆内壁之 间形成的缝隙宽度为12mm，导气管内径40mm，空气通入量8(K)L/min;中间包内径为500mm， 结晶器内经为300mm。将步骤（2-1)中烙炼好的合金烙体倒入制浆室内，合金烙体在流动过 程中受到通气揽拌杆的强烈揽拌和快速冷却，快速降至半固态溫度区间，形成半固态合金 浆料，半固态合金浆料经制浆室出口流入其下方的中间包内，然后在连铸机的结晶器、冷却 水喷嘴、牵引机构的共同作用下连铸成半固态7075侣合金巧料。
[0069] 本实用新型可通过调节揽拌杆外壁与制浆室内壁之间的间距、导气管内的通气量 和揽拌杆的揽拌速度来使合金烙体得到强烈揽拌和快速冷却，制备的半固态浆料直接由制 浆室底部的浆料出口流出，且浆料流出速度可通过轴向移动揽拌杆来做到精确控制，半固 态浆料制备的容积不受制浆室的尺寸限制；制备的半固态合金浆料持续流入大直径收集 相蜗或连接连铸机制备大直径半固态巧料。该装置可改善大直径巧料成分、组织和性能不 均匀的现象，减小巧料开裂现象，提高巧料表面质量、力学性能和成材率，进而减少制备过 程中的能耗和降低巧料成本。
[0070]W上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术 人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可W作出若干改进和润饰，运些改进 和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1. 一种制备大直径半固态合金坯料的装置，其特征在于，包括用于承载合金熔体的倒 料坩埚、制浆室、搅拌杆、导气管，所述倒料坩埚与制浆室的上端衔接； 所述搅拌杆设于制浆室内，其外壁与制浆室内壁之间形成半固态合金浆料的容腔； 所述搅拌杆为中空结构，其内插设导气管； 所述制浆室的底部为浆料出口，浆料出口的下方结合有用于承载半固态合金坯料的大 直径收集坩埚。2. 根据权利要求1所述的制备大直径半固态合金坯料的装置，其特征在于，所述制浆 室的浆料出口的下方还可以结合有连铸机，所述连铸机包括与浆料出口结合的中间包以及 依次设于中间包下方的结晶器、冷却装置和牵引机构。3. 根据权利要求1所述的制备大直径半固态合金坯料的装置，其特征在于，所述制浆 室内靠近浆料出口处插设有热电偶。4. 根据权利要求1所述的制备大直径半固态合金坯料的装置，其特征在于，所述制浆 室的上部为柱形、下部为锥形，上下部连接处的夹角为100~170° ; 所述制浆室的高度为200~2000mm，所述浆料出口的内径为10~IOOmm; 所述搅拌杆外壁与制衆室内壁之间的间距为3~200mm，搅拌杆的最底端至制衆室最 底端的距离为〇~200mm。5. 根据权利要求1所述的制备大直径半固态合金坯料的装置，其特征在于，所述搅拌 杆的内径为10~100mm，壁厚为1~15mm; 所述搅拌杆的转速为〇~2000r/min。6. 根据权利要求1所述的制备大直径半固态合金坯料的装置，其特征在于，所述导气 管、搅拌杆和制浆室三者的中心线重合； 所述导气管内气体流量为〇~2000L/min，导气管的内径为5~80mm，导气管外壁与 搅拌杆内壁之间的间距为2~80mm，导气管的最底端到搅拌杆底部的距离为10~200mm。7. 根据权利要求1所述的制备大直径半固态合金坯料的装置，其特征在于，所述大直 径收集坩埚的内径为150~1000 mm; 所述大直径收集i甘埚的最顶端至制衆室最底端的距离为-100~300mm。8. 根据权利要求2所述的制备大直径半固态合金坯料的装置，其特征在于，所述结晶 器内径为150~800_，所述冷却装置为均布于结晶器出口处四周的若干冷却水喷嘴。9. 根据权利要求1或6所述的制备大直径半固态合金坯料的装置，其特征在于，所述导 气管内注入的气体为空气，气体温度为室温。
【专利摘要】本实用新型提供一种制备大直径半固态合金坯料的装置，包括用于承载合金熔体的倒料坩埚、制浆室、搅拌杆、导气管，倒料坩埚与制浆室的上端衔接；搅拌杆设于制浆室内，其外壁与制浆室内壁之间形成半固态合金浆料的容腔；搅拌杆为中空结构，其内插设导气管；制浆室的底部为浆料出口，下方结合有用于承载半固态合金坯料的大直径收集坩埚。本实用新型可通过调节搅拌杆外壁与制浆室内壁之间的间距、导气管内的通气量和搅拌杆的搅拌速度来使合金熔体得到强烈搅拌和快速冷却，制备的半固态浆料直接由制浆室底部的浆料出口流出，且浆料流出速度可通过轴向移动搅拌杆来做到精确控制，半固态浆料制备的容积不受制浆室的尺寸限制，浆料制备效率高。
【IPC分类】B22D1/00
【公开号】CN204892888
【申请号】CN201520607429
【发明人】康永林, 祁明凡, 朱国明, 廖万能
【申请人】北京科技大学
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年8月12日