[发明专利]一种金属流变净化压力成形设备

说明书

一种金属流变净化压力成形设备，属于金属材料加工技术领域，包括磁渣净化装置、剪切滤渣装置和成形装置，磁渣净化装置出料口与剪切滤渣装置的组合式流道的进口相连，剪切滤渣装置的组合式流道的出口与成形装置进料口相连；该设备能够加工各类金属，在一道工序内连续的去除磁性杂质、过滤夹渣并剪切金属流体，在型腔底部充型并在顶部的动模向下加压，最终制备出晶粒均匀细小的金属零件以及板材等。安装或拆除钕铁硼永磁板可控制倾斜板浇道是否具有磁性杂质净化功能，安装或拆卸钛合金筛网可以添加或撤销剪切过滤功能，通过安装不同型腔的模具实现零件形状的改变，模块化设计，工艺流程短，生产效率远高于传统液态除渣再进行成形加工类设备。

技术领域

本发明属于金属材料加工技术领域，具体涉及一种金属流变净化压力成形设备。

背景技术

流变成形工艺是将半固态浆料直接成形，因此具有节省能源、流程短、生产成本低、生产效率高、设备简单、适用半固态加工的合金范围大等优点。与高压铸造、真空压铸、挤压铸造相比，流变成形可有效降低缺陷，材料性能利用率高于同类铸造件的。与等温模锻或超塑性锻造相比，流变成形材料的质量利用率接近于高压铸造材料的，远高于等温模锻或超塑性锻造的，可以成形形状复杂和尺寸较大的零件，并降低成形设备的吨位和能耗。因此，流变成形被誉为21世纪金属材料最具潜力的成形技术之一。流变成形使用的原材料是具有触变性的半固态浆料，可实现平稳充型，有效避免气体、氧化物和涂料的卷入；半固态浆料中含有40％～60％的固相，凝固收缩小；模具的内浇口断面尺寸较大，利于压力的传递和液态金属的补缩，避免缩孔，减少热裂。

理论上，流变成形的材料具有低缺陷、高致密度、高力学性能和高一致性等优势。但理论与实际间的巨大差别源于流变成形的卷入性缺陷和晶间偏析等问题。卷入性缺陷主要产生在半固态浆料的制备阶段，晶间偏析发生在半固态浆料的成形阶段。流变成形与传统锻造和铸造的本质区别在于其使用的原材料是具有触变性的半固态浆料，而卷入性缺陷和晶间偏析均起因于半固态浆料，因此，本发明用于金属流变成形的净化过程，并通过压力成形制备出均匀细晶、夹渣稀少的板材、零件等。本金属流变净化压力成形设备结构紧凑、模块化设计、通用性强、扩展性好、集成度高、节约环保、生产效率高，能够在一道工序内连续的去除磁性杂质、过滤夹渣并剪切金属流体从而破碎枝晶，最终采用压力模具制备出所需的零件以及板材等。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属流变净化压力成形设备，该设备能够加工各类金属，在一道工序内连续的去除磁性杂质、过滤夹渣并剪切金属流体，在型腔底部充型并在顶部的动模向下加压，最终制备出晶粒均匀细小的金属零件以及板材等。安装或拆除钕铁硼永磁板可以控制倾斜板浇道是否具有磁性杂质净化功能，安装或拆卸钛合金筛网可以添加或撤销剪切过滤功能，通过安装不同型腔的模具即可完成零件形状的改变，模块化设计，操作简便，工艺流程短，生产效率远高于传统液态除渣再进行成形加工类设备。由于模块化设计，本发明灵活性强，可以增加、减少模块或实现多种金属流体处理方式的组合。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种金属流变净化压力成形设备，包括磁渣净化装置、剪切滤渣装置和成形装置；

所述磁渣净化装置包括箱体、溢浆口、出料口、倾斜浇道、沟槽、长凹槽、圆形通孔Ⅰ、钕铁硼永磁板和拉手，所述箱体长边所在的两个侧壁上均开设有溢浆口和长凹槽，且长凹槽一端与溢浆口相连，另一端延伸至箱体底端，溢浆口下方箱体壁上开设有圆形通孔Ⅰ，所述箱体内腔安装有倾斜浇道，倾斜浇道上表面开设有若干道沟槽，倾斜浇道位于箱体内腔一端通过圆柱销与箱体侧壁上的圆形通孔Ⅰ配合，倾斜浇道的另一端搭设在箱体上，且倾斜浇道伸出箱体部分末端设置有拉手，所述倾斜浇道的下表面设置有钕铁硼永磁板，所述倾斜浇道正对面的箱体侧壁底部设置有出料口，将金属流体倾倒至磁渣净化装置的倾斜浇道上，金属流体沿倾斜浇道向出料口流动，在钕铁硼永磁板磁力的作用下，金属流体内的磁性渣会被吸引至倾斜浇道表面的沟槽内，从而完成磁性渣的固液分离；