[发明专利]一种超声振动热平衡法半固态制浆生产线及制浆工艺

说明书

本发明公开一种超声振动热平衡法半固态制浆生产线及制浆工艺，选用一台超声振动器与热平衡法处理装置相结合，把空心吸热管做为振动源，在吸热管进行吸热的同时施加超声振动，将热平衡法和超声振动复合作用于熔体的凝固过程，通过吸热圆管以及超声波的碎晶作用、声流效应和力学效应，均化浆料的温度场，排除有害气体和杂质，保证了浆料组织的均一性，更有效地改善了合金浆料的金相组织，从而获得了细小的近球晶组织的半固态浆料。合理布置生产流程，实现半固态加工的全自动生产控制，提高加工过程的安全性、稳定性和准确性，充分发挥出半固态成形技术的优点和特点，可加速技术的产业化进程，为实现工业应用奠定良好的基础。

技术领域

本发明涉及金属半固态制浆技术领域，特别是涉及一种超声振动热平衡法半固态制浆生产线及制浆工艺。

背景技术

从20世纪至今，金属半固态成形技术已逐步产业化，国外欧美、日本等发达国家在此领域的开发研究和工业应用方面处于领先的位置，它将液态金属的易成形性和半固态金属成形的高品质性有效地结合在一起,克服了金属材料在传统单一状态下成形的一系列缺陷，具有诸多优点，半固态浆料或坯料的制备是半固态成形技术的基础和关键，它要求料的组织为均匀细小的球形非枝晶组织，由于半固态成形技术所具有的技术优势和广阔的应用前景而倍受人们的关注，已得到广泛研究和发展，近年来人们不断开发了各种方法制备半固态浆料。

但我国的半固态成形技术与国外相比仍有较大的差距，在工业应用范围的推广以及大批量制件的生产方面并没有取得很大的突破，关键原因则是生产工艺复杂，自动化程度不高，流程布置不是很合理，仍需耗费巨大的劳动力，且生产质量不稳定、生产效率低。半固态制浆加工的生产工艺和流程布置直接决定所产制件的效率和质量，因此合理的制浆工艺设计和流程布置是生产高质量半固态成形件的必须条件。随着我国汽车工业的发展，给予半固态成形技术更高的要求以及快速发展的机遇。发展新型制浆设备，提升生产工艺的自动化程度，以至于加速半固态成形技术的产业化进程，是必然的趋势。

诸多工艺中由于受到容器尺寸的影响，大体积的熔体难以同时进入过冷状态，液态合金各部位存在明显的温度差，以至于不同部位的液态合金冷却速率不一样，导致最终获得的组织形貌不一致。

发明内容

本发明的目的是提供一种超声振动热平衡法半固态制浆生产线及制浆工艺，以解决上述现有技术存在的问题，工艺成本低、流程短、操作简单，并可迅速吸收料筒内心部熔体的过热，提高心部熔体的激冷效果，使其迅速过冷，并将热平衡法处理装置外接超声振动器，首次将超声振动和热平衡法复合作用于铝合金熔体，更进一步改善了浆料的金相组织。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种超声振动热平衡法半固态制浆生产线，包括依次设置的熔炼炉、机械手取注机、半固态浆料制备装置和浆料输送机，所述机械手取注机包括机械手机架和取料勺，所述机械手机架驱动所述取料勺在所述熔炼炉中取料；所述半固态浆料制备装置包括坩埚、超声波换能器和空心吸热管，所述取料勺将金属液送至所述坩埚，安装在所述超声波换能器的底端并伸入所述坩埚中的所述空心吸热管与升降装置连接；所述浆料输送机夹取所述坩埚并输送至压铸机。

优选的，所述熔炼炉为电阻熔炼炉。

优选的，所述升降装置包括升降电机和与所述升降电机连接的升降臂，所述升降臂的另一端带动所述空心吸热管上下运动。

优选的，所述超声换能器连接有超声波控制柜，所述超声波控制柜上设置有操作面板。

优选的，所述浆料输送机与所述机械手取注机的机械手机架部分结构相同，所述浆料输送机中的机械手用于夹取所述坩埚。

本发明一种超声振动热平衡法半固态制浆工艺，应用于权利要求1-5中任一项所述的超声振动热平衡法半固态制浆生产线，包括以下步骤：

首先将金属铸锭放进熔炼炉内进行熔炼，经除渣、精炼后保温；