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一种制备金属半固态浆料的方法   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2017-11-29
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2018-05-22
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2019-05-24
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2037-11-29
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201711221971.9 申请日 2017-11-29
公开/公告号 CN107962157B 公开/公告日 2019-05-24
授权日 2019-05-24 预估到期日 2037-11-29
申请年 2017年 公开/公告年 2019年
缴费截止日
分类号 B22D1/00 主分类号 B22D1/00
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 0
权利要求数量 1 非专利引证数量 0
引用专利数量 0 被引证专利数量 0
非专利引证
引用专利 被引证专利
专利权维持 5 专利申请国编码 CN
专利事件 转让 事务标签 公开、实质审查、授权、权利转移
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 南昌大学 当前专利权人 南通宁竞信息科技有限公司
发明人 李文杰、杨湘杰、孙秀源、郭洪民 第一发明人 李文杰
地址 江西省南昌市红谷滩新区学府大道999号 邮编 330031
申请人数量 1 发明人数量 4
申请人所在省 江西省 申请人所在市 江西省南昌市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
南昌新天下专利商标代理有限公司 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
施秀瑾
摘要
一种制备金属半固态浆料的方法,包括(1)将熔炼、精炼好的液态金属于液相线温度以上浇入半固态浆料制备装置的制浆管内;(2)以一定的压力往复式推挤浆料,使浆料在制浆管内两个或多个腔室之间通过中间相对狭小的管道来回转移,往复式的压力促使半固态浆料在腔室间转移过程中发生反复剧烈的剪切,大大提高晶粒细化效果,并且尽可能使所有浆料都参与腔室间转移,以保证浆料处理的均匀性;(3)制浆完成后,打开制浆管倒出浆料。本发明制备出的金属半固态浆料晶粒细小,分布较均匀,含气量少。同时,该制备工艺流程短,效率高,设备要求低,操作简单,制备材料尤其适合于各种轻合金。
  • 摘要附图
    一种制备金属半固态浆料的方法
  • 说明书附图:图1
    一种制备金属半固态浆料的方法
  • 说明书附图:图2
    一种制备金属半固态浆料的方法
  • 说明书附图:图3
    一种制备金属半固态浆料的方法
  • 说明书附图:图4
    一种制备金属半固态浆料的方法
  • 说明书附图:图5
    一种制备金属半固态浆料的方法
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2021-02-23 专利权的转移 登记生效日: 2021.02.04 专利权人由五河县智凯环保科技有限公司变更为南通宁竞信息科技有限公司 地址由233399 安徽省蚌埠市五河县经济开发区产业加速中心3#4层变更为226001 江苏省南通市崇川区工农路6号华丽大厦1002室
2 2019-05-24 授权
3 2018-05-22 实质审查的生效 IPC(主分类): B22D 1/00 专利申请号: 201711221971.9 申请日: 2017.11.29
4 2018-04-27 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种制备金属半固态浆料的方法,其特征是包括以下步骤:
(1)前期准备:首先在合模状态下启动加热装置将固定模(7)和移动模(10)预热到一定温度并通过温控元件保温;控制电动机(13)将安全挡板(1)打开,检查移动模和固定模是否贴合紧实,待贴合紧实后,控制液压缸A(11)、液压缸B(27)使活塞A(9)、活塞B(24)分别移至料缸A(28)、料缸B(30)的最左侧;将熔炼、精炼好的金属液于液相线温度以上通过进料漏斗(8)浇入料缸A(28)内;
(2)处理过程:金属液浇入料缸A(28)后,随即液压缸A(11)使活塞A(9)往右运动,此时液压缸B(27)处于泄压状态,活塞B(24)在金属液的推力下跟着往右移动,当左侧活塞A(9)移至料缸A(28)的最右边缘时,金属液几乎完全被推至料缸B(30),右侧液压缸B(27)随即又通过活塞B(24)推动金属液流回料缸A(28),如此往复循环5-10个回合,制成金属半固态浆料;液压缸的整个运动过程均由电控元件操控;要求在液相线温度以上即开始处理,处理过程保证5-10个回合,以提高晶粒细化效果,并且尽可能所有浆料都参与腔室间转移,以保证浆料处理的均匀性;经过这样往复式的剧烈剪切作用而制成的金属半固态浆料晶粒更加细小,组织更加均匀,含气量也更少;
(3)卸料过程:当浆料温度降至预设温度时处理过程停止,随即液压缸C(16)、液压缸D(17)将移动模(10)移开,半固态浆料经卸料口(6)流入接料槽(19),以备后续使用;
上述制备金属半固态浆料所用装置,包括安全挡板(1)、转动组件(2)、加工组件(3)、安装座(4)、侧板(5)、固定模(7)、移动模(10)、锁模组件(15)、接料组件(23);安全挡板(1)通过转动组件(2)与安装座(4)活动铰接,固定模(7)固定在安装座(4)和侧板上,侧板与安装座焊接在一起,移动模(10)通过锁模组件(15)与侧板联接在一起,加工组件(3)一端固定在安装座上,一端通过活塞A(9)、活塞B(24)在固定模(7)和移动模(10)之间的空间内进行半固态浆料的处理,安装座(4)与接料组件(23)上下焊接在一起,整个装置的运动过程由电控元件控制;
所述转动组件(2)包括:套管(25)、固定轴(26)、电动机(13)、齿轮A(12)、齿轮B(14)、固定轴末端装有齿轮A(12)、齿轮B(14);固定轴(26)与电动机(13)通过齿轮啮合在一起,固定轴(26)与套管(25)活动铰接在一起;
所述的接料组件(23)包括:底座(18)、接料槽(19)、输料台(20)、液压缸E(21)、滑道(22);输料台(20)通过滑道(22)安装在底座(18)上,液压缸E(21)一端固定在底座(18)的侧板上,另一端与输料台(20)的侧面联接,通过液压缸E(21)的伸缩,实现浆料的输送;
所述的加工组件(3)包括:液压缸A(11)、液压缸B(27)、活塞A(9)、活塞B(24)、固定模(7)、移动模(10)组成;固定模(7)和移动模(10)内设有加热元件及测温元件安装孔,固定模(7)和移动模(10)外层分别包裹保温材料,固定模(7)和移动模(10)闭合形成两个料缸A(28)、料缸B(30),两个料缸中间通过细管(29)连接,液压缸A(11)与液压缸B(27)左右对称布置,液压缸推动活塞在料缸内左右移动,使半固态金属浆料在料缸A(28)、料缸B(30)之间经过细管(29)完全往复式转移,在往复式的转移过程中金属浆料受到剧烈的剪切作用从而细化晶粒;
所述的锁模装置(15)是由液压缸C(16)、液压缸D(17)组成,两个液压缸的两端分别与侧板(5)和移动模(10)联接在一起,液压缸的伸缩带动移动模(10)移动,实现开模与锁模过程;
所述的固定模(7)和移动模(10)内部埋设有加热元件及测温元件,固定模(7)和移动模(10)外层分别包裹保温材料,合模面上设有定位销(31)和定位孔。
说明书

技术领域

[0001] 本发明属于金属材料半固态加工技术领域,特别涉及一种制备金属半固态浆料的方法。

背景技术

[0002] 金属半固态成形技术被公认为是21世纪最有前途的轻合金近净成形技术,其目的是为了改变金属液态成形工艺中自然形成的枝状晶组织形态,以提高金属制件的综合力学性能。而金属半固态加工有触变成形和流变成形两大类工艺,但由于触变成形技术存在生产成本高、成形复杂零件困难、生产过程难以控制等三大典型缺陷,流变成形技术越来越被行业看好。而目前,金属半固态流变成形浆料制备的常用方法主要有机械搅拌法、电磁搅拌法、双螺旋搅拌法、振动法、单辊旋转法、喷射沉积法、倾斜冷却板法、转动输送管法、紊流效应法、液态混合法等,但由于这些工艺均属于开放式的低压处理方法,普遍存在浆料晶粒不够细小、处理质量不均匀且容易卷气等缺点。

发明内容

[0003] 本发明目的在于提供一种制备金属半固态浆料的方法。
[0004] 本发明是通过以下技术方案实现的。
[0005] 本发明所述的一种制备金属半固态浆料的方法,包括以下步骤。
[0006] (1)前期准备:首先在合模状态下启动加热装置将固定模(7)和移动模(10)预热到一定温度并通过温控元件保温。控制电动机(13)将安全挡板(1)打开,检查移动模和固定模是否贴合紧实,待贴合紧实后,控制液压缸A(11)、液压缸B(27)使活塞A(9)、活塞B(24)分别移至料缸A(28)、料缸B(30)的最左侧。将熔炼、精炼好的金属液于液相线温度以上通过进料漏斗(8)浇入料缸A(28)内。
[0007] (2)处理过程:金属液浇入料缸A(28)后,随即液压缸A(11)使活塞A(9)往右运动,此时液压缸B(27)处于泄压状态,活塞B(24)在金属液的推力下跟着往右移动,当左侧活塞A(9)移至料缸A(28)的最右边缘时,金属液几乎完全被推至料缸B(30),右侧液压缸B(27)随即又通过活塞B(24)推动金属液流回料缸A(28),如此往复循环5-10个回合,制成金属半固态浆料。液压缸的整个运动过程均由电控元件操控。要求在液相线温度以上即开始处理,处理过程保证5-10个回合,以提高晶粒细化效果,并且尽可能所有浆料都参与腔室间转移,以保证浆料处理的均匀性。经过这样往复式的剧烈剪切作用而制成的金属半固态浆料晶粒更加细小,组织更加均匀,含气量也更少。
[0008] (3)卸料过程:当浆料温度降至预设温度时处理过程停止,随即液压缸C(16)、液压缸D(17)将移动模(10)移开,半固态浆料经卸料口(6)流入接料槽(19),以备后续使用。
[0009] 本发明所述的一种制备金属半固态浆料的方法所使用的装置,包括:安全挡板(1)、转动组件(2)、加工组件(3)、安装座(4)、侧板(5)、固定模(7)、移动模(10)、锁模组件(15)、接料组件(23);安全挡板(1)通过转动组件(2)与安装座(4)活动铰接,固定模(7)固定在安装座(4)和侧板上,侧板与安装座焊接在一起,移动模(10)通过锁模组件(15)与侧板联接在一起,加工组件(3)一端固定在安装座上,一端通过活塞A(9)、活塞B(24)在固定模(7)和移动模(10)之间的空间内进行半固态浆料的处理,安装座(4)与接料组件(23)上下焊接在一起。整个装置的运动过程由电控元件控制。
[0010] 本发明所述转动组件(2)包括:套管(25)、固定轴(26)、电动机(13)、齿轮A(12)、齿轮B(14)、固定轴末端装有齿轮A(12)、齿轮B(14)。固定轴(26)与电动机(13)通过齿轮啮合在一起,固定轴(26)与套管(25)活动铰接在一起。
[0011] 本发明所述的接料组件(23)包括:底座(18)、接料槽(19)、输料台(20)、液压缸E(21)、滑道(22)。输料台(20)通过滑道(22)安装在底座(18)上,液压缸E(21)一端固定在底座(18)的侧板上,另一端与输料台(20)的侧面联接。通过液压缸E(21)的伸缩,实现浆料的输送。
[0012] 本发明所述的加工组件(3)包括:液压缸A(11)、液压缸B(27)、活塞A(9)、活塞B(24)、固定模(7)、移动模(10)组成。固定模(7)和移动模(10)内设有加热元件及测温元件安装孔,固定模(7)和移动模(10)外层分别包裹保温材料,固定模(7)和移动模(10)闭合形成两个料缸A(28)、料缸B(30),两个料缸中间通过细管(29)连接,液压缸A(11)与液压缸B(27)左右对称布置,液压缸推动活塞在料缸内左右移动,使半固态金属浆料在料缸A(28)、料缸B(30)之间经过细管(29)完全往复式转移,在往复式的转移过程中金属浆料受到剧烈的剪切作用从而细化晶粒。
[0013] 本发明所述的锁模装置(15)是由液压缸C(16)、液压缸D(17)组成,两个液压缸的两端分别与侧板(5)和移动模(10)联接在一起,液压缸的伸缩带动移动模(10)移动,实现开模与锁模过程。
[0014] 本发明所述的固定模(7)和移动模(10)材质为 H13钢,内部埋设有加热元件及测温元件,固定模(7)和移动模(10)外层分别包裹保温材料,合模面上设有定位销(31)和定位孔以保证合模过程中的准确对位。
[0015] 本发明所述的制备方法制备出的金属半固态浆料晶粒细小,分布较均匀,含气量少。同时,该制备工艺流程短,效率高,设备要求低,操作简单,制备材料尤其适合于各种轻合金。

实施方案

[0022] 本发明将通过以下实施例作进一步说明。
[0023] 实施例1。
[0024] 本发明将结合附图通过以下实施例作进一步说明。
[0025] 如图1及图2所示,本发明采用的这种金属半固态浆料制备装置包括:安全挡板1、转动组件2、加工组件3、安装座4、侧板5、固定模7、移动模10、锁模装置15、接料组件23。装置的整个运动过程由电控元件控制。
[0026] 所述的加工组件3主要由液压缸A11、液压缸B27、活塞A9、活塞B24,固定模7,移动模10组成。固定模7和移动模10内设有加热及测温元件安装孔,固定模7和移动模10外层分别包裹保温材料,加热装置对固定模7和移动模10进行加热,通过温控元件使加工过程中装置的温度始终和工艺要求的温度相一致。固定模7和移动模10闭合形成两个料缸A28、料缸B30,两个料缸中间通过细管29连接,液压缸A11、液压缸B27左右对称布置,液压缸推动活塞在料缸内左右移动,使半固态金属浆料在料缸A28、料缸B30之间经过细管29完全往复式转移,在往复式的转移过程中金属浆料受到剧烈的剪切作用从而细化晶粒。
[0027] 所述转动组件2包括:套管25、固定轴26、电动机13、 齿轮A12、齿轮B14、固定轴末端装有齿轮A12、齿轮B14。固定轴26与电动机13通过齿轮啮合在一起,固定轴26与套管25活动铰接在一起。
[0028] 所述的接料组件23包括:底座18、接料槽19、输料台20、液压缸E21、滑道22。输料台20通过滑道22安装在底座18上,液压缸E21一端固定在底座的侧板上,另一端与输料台20的侧面联接。通过液压缸的伸缩,实现浆料的输送。
[0029] 所述的锁模装置15是由液压驱动缸C16、液压缸D17组成,液压缸两端分别与侧板和移动模10联接在一起,液压缸的伸缩带动移动模移动,实现开模与锁模过程。
[0030] 以铝合金A356材料为例制备半固态浆料。该合金的化学成分为:Si-6.9%,Mg-0.35%,Fe-0.09%,Cu-0.01%,Mn-0.02%,其余为Al。该合金的液相线温度为615℃,固相线温度为574℃。具体工艺过程如下。
[0031] (1) 前期准备:首先在合模状态下启动加热装置将固定模7和移动模10加热到550℃并通过温控元件保温。控制电动机13将安全挡板1打开,检查移动模和固定模是否贴合紧实,待贴合紧实后,控制液压缸A11、液压缸B27使活塞A9、活塞B24分别移至料缸A28、料缸B30的最左侧。将A356坯料在熔炼保温炉中熔炼、精炼后冷却至645℃,保温15min后开始由浇勺浇勺预热至620℃通过进料漏斗8浇入料缸A28内。
[0032] (2)处理过程:活塞A9、活塞B24的直径均为40mm,中间细管29内腔直径为15mm。A356合金液浇入料缸A28后,随即液压缸A11使活塞A9往右运动,单位压力约20MPa,此时液压缸B27处于泄压状态,活塞B24在金属液的推力下跟着往右移动,当左侧活塞A9移至料缸A28的最右边缘时,金属液几乎完全被推至料缸B30,右侧液压缸B27随即又通过活塞B24推动金属液流回料缸A28,如此往复循环5个回合,便制成了金属半固态浆料。液压缸的整个运动过程均由电控元件操控。要求在液相线温度以上即开始处理,处理过程保证5-10个回合,以提高晶粒细化效果,并且尽可能所有浆料都参与腔室间转移,以保证浆料处理的均匀性。
经过这样往复式的剧烈剪切作用而制成的金属半固态浆料晶粒更加细小,组织更加均匀,含气量也更少。
[0033] (3)卸料过程:将接料槽19放在输料台20上,液压缸E21将接料槽19移至接料位置。当浆料温度降至600℃时处理过程停止,随即电动机13将安全挡板1转至竖直向下位置如图
5,以防止卸料过程中浆料飞溅伤人,同时液压缸C16、液压缸D17将移动模10移开,浆料经卸料口6流入接料槽19。卸料完毕,电动机13将安全挡板升起,液压缸E21将金属半固态浆料送出,以备后续使用。

附图说明

[0016] 图1为装置整体结构示意图。
[0017] 图2为接料组件示意图。
[0018] 图3为上部装配体示意图。
[0019] 图4为装置工作状态示意图。
[0020] 图5为卸料状态示意图。
[0021] 其中图示序号:1为安全挡板;2为转动组件;3为加工组件;4为安装座;5为侧板;6为卸料口;7为固定模;8为进料漏斗;9为活塞A;10为移动模;11为液压缸A;12为齿轮A,14为齿轮B;13为电动机;15为锁模装置;16为液压缸C;17为液压缸D;18为底座;19为接料槽;20为输料台;21为液压缸E;22为滑道;23为接料组件;24为活塞B;25为套管;26为固定轴;27为液压缸B;28为料缸A;29为细管;30为料缸B;31为定位销;32为加热及测温元件孔。
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