[发明专利]一种能细化高硅铝合金初生硅的半固态流变压铸方法及其装置

权利要求书

1.一种能细化高硅铝合金初生硅的半固态流变压铸方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)熔化高硅铝合金原材料并补充容易烧损的元素：先试验并计算铝液过热到液相线温度以上250～300℃时易烧损元素的烧损量，然后依据此烧损量补充容易烧损的元素到铝液中；

(2)精炼：将铝液过热到液相线温度以上90～120℃精炼；

(3)倒入定量炉：将精炼后的铝液倒入预热后的定量炉并盖好炉盖；

(4)通入氩气：将定量炉盖顶部的阀门打开，同时打开氩气瓶的阀门，直至炉内的空气完全排尽为止，最后关闭炉盖顶部的阀门和氩气瓶的阀门；

(5)过热：将炉内铝液过热到液相线温度以上250～300℃；

(6)保温：将炉内铝液在液相线温度以上250～300℃情况下保温0.5～1小时；

(7)控制形核：用定量泵通过升液管将过热的高温铝液输送至控制形核器，控制形核器将高温铝液快速冷却至半固态温度区并完成半固态浆料制备；

(8)流变压铸：将得到的半固态浆料直接流变压铸；

其中，所述控制形核器包括：“Z”字形的输送管道，供铝液通过并用于快速冷却铝液，所述输送管道沿其径向由内向外依次为石墨衬套、不锈钢内衬、冷却水夹层、不锈钢外套；贴近所述不锈钢外套设置的永久磁钢，固定在永久磁钢固定圈上，所述永久磁钢固定圈与轴承相连，而所述轴承被连接在轴承固定支撑座上；电机和传动带，所述电机驱动所述传动带，以驱动永久磁钢固定圈并转动永久磁钢，用于进行无接触搅拌；

其中，所述“Z”字形的输送管道分为三段，第一段和第三段管道竖直向下，而第二段管道与水平面呈一倾斜角α。

2.根据权利要求1所述的能细化高硅铝合金初生硅的半固态流变压铸方法，其特征在于，所述步骤(7)中，通过调节所述倾斜角α、冷却水的流量、永久磁钢的转速以控制形核和半固态浆料的温度，使得经过处理后的铝熔体温度控制在液相线温度以下5～20℃之间。

3.根据权利要求2所述的能细化高硅铝合金初生硅的半固态流变压铸方法，其特征在于，所述冷却水与所述铝液逆流换热。

4.根据权利要求2所述的能细化高硅铝合金初生硅的半固态流变压铸方法，其特征在于，所述易烧损元素为镁元素。

5.一种采用权利要求1-4中任一项所述的能细化高硅铝合金初生硅的半固态流变压铸方法的生产装置，包括：熔化炉，精炼炉，定量炉，压铸室，及其相应的管道和/或阀门；其特征在于，所述生产装置还包括：用于向定量炉中充氩气的氩气瓶，供铝液排出定量炉的升液管和定量泵，用于无接触搅拌和快速冷却铝液的控制形核器；其中，所述控制形核器包括：“Z”字形的输送管道，供铝液通过并用于快速冷却铝液，所述输送管道沿其径向由内向外依次为石墨衬套、不锈钢内衬、冷却水夹层、不锈钢外套；贴近所述不锈钢外套设置的永久磁钢，固定在永久磁钢固定圈上，所述永久磁钢固定圈与轴承相连，而所述轴承被连接在轴承固定支撑座上；电机和传动带，所述电机驱动所述传动带，以驱动永久磁钢固定圈并转动永久磁钢，用于进行无接触搅拌；其中，所述“Z”字形的输送管道分为三段，第一段和第三段管道竖直向下，而第二段管道与水平面呈一倾斜角α。

6.根据权利要求5所述的生产装置，其特征在于，所述不锈钢内衬和所述不锈钢外套均采用314奥氏体不锈钢制成；所述永久磁钢的材质为钕铁硼，牌号为N42。