[实用新型]一种合金材料连续制备装置

说明书

本实用新型公开一种合金材料连续制备装置，属于材料加工技术领域。本实用新型所述装置包括感应熔炼炉、中间包、导流管、惰性气体喷射装置、挤压轮、挤压轮槽、模腔、模具、液氮冷却通道、圆孔；感应熔炼炉、中间包、导流管、惰性气体喷射装置位于挤压轮的正上方，感应熔炼炉位于中间包的斜上方，中间包的下方与导流管连通，导流管从惰性气体喷射装置中的圆孔穿过，导流管出口正对挤压轮槽的最高点，挤压轮上设有冷却水通道；挤压轮的一侧设有模腔，模腔内固定有模具，模腔内部设有液氮冷却通道。本实用新型可实现高性能合金材料的连续制备，产品质量稳定，工艺流程短，生产效率高，且模腔模具使用寿命长。

技术领域

本实用新型涉及一种合金材料连续制备装置，属于材料加工技术领域。

背景技术

高合金材料由于对高强、高韧、高模量及耐磨耐蚀、抗疲劳性能等要求，往往需要合金元素过饱和固溶度的增加。常规铸锭方法，由于本身所固有的成分偏析和晶粒粗大，材料性能不能充分发挥，且成品率低。因此先后发展了粉末冶金、喷射沉积、液态挤压、半固态加工等制坯或成形方法。目前国内外高合金材料的制备与加工方法主要存在以下几方面的问题：(1)粉末冶金中粉体制备制造成本高、粉末性能不稳定、含氧量高；(2)喷射成形及塑性加工方法，大块金属的均匀性及材料的成材率低；(3)自蔓延高温合成后续加工成形困难；(4)采用常规铸锭方法，其本身所固有的成分偏析和晶粒粗大，材料性能不能充分发挥，且成品率低。目前，开发高合金材料的高效、低成本生产技术与设备已成为发展的必然趋势。

发明内容

本实用新型公开一种合金材料连续制备装置，包括感应熔炼炉1、中间包2、导流管3、惰性气体喷射装置4、挤压轮5、挤压轮槽6、模腔7、模具8、液氮冷却通道10、圆孔11；感应熔炼炉1、中间包2、导流管3、惰性气体喷射装置4位于挤压轮5的正上方，感应熔炼炉1位于中间包2的斜上方，中间包2的下方与导流管3连通，导流管3从惰性气体喷射装置4中的圆孔11穿过，导流管3出口正对挤压轮槽6的最高点，挤压轮5上设有冷却水通道；挤压轮5的一侧设有模腔7，模腔7内固定有模具8，模腔7内部设有液氮冷却通道10。

优选的，本实用新型所述导流管3内径为3-6mm。

优选的，本实用新型所述惰性气体喷射装置4底面上有形成汇聚型惰性气流的倾斜气孔12，倾斜气孔12均匀分布在圆孔11周围，各个气孔轴线延长线交于一点，交点距惰性气体喷射装置4底面的距离为20-50mm，倾斜气孔直径为0.5-2.0mm。

优选的，本实用新型惰性气体喷射装置4底面上有多排竖直气孔13，竖直气孔13在圆孔11左右两侧对称分布，气孔正对挤压轮槽，竖直气孔直径为0.5-2.0mm。

优选的，本实用新型惰性气体喷射装置4下端距挤压轮槽6距离为20-50mm，保证倾斜气孔12轴线延长线的交点位于挤压轮槽6内。

本实用新型的工作原理是：合金熔液在感应炉1内熔炼后，倒入有保温功能的中间包2；在倾斜气孔12喷出的汇聚型惰性气流的保护和约束下，熔液从中间包2下方的导流管3流入挤压轮槽6，并在挤压轮槽内向两侧流动；轮槽内的熔液在轮槽上方竖直气孔13喷出的惰性气体的作用下，沿轮槽铺展开来，在上有对流传热(竖直气孔13喷出的惰性气体)，下有传导传热(挤压轮槽6)的双重作用下，熔液表面开始快速凝固；呈半固态的合金坯料随挤压轮槽6向模腔运动，在堵头处受阻后开始在挤压轮槽6内堆积，当坯料充满堵头前由挤压轮槽6和模腔7表面构成的挤压型腔时，剩余液相与由液氮冷却的模腔7接触，快速凝固为固相；固态坯料在挤压轮槽6侧边摩擦力的推动下，转入进料孔，并从模具8中挤出，形成制品9。

本实用新型的有益效果：