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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103658608103658608A(43)申请公布日2014.03.26(21)申请号201310668697.5(22)申请日2013.12.11(71)申请人昆明理工大学地址650093云南省昆明市五华区学府路253号(72)发明人周荣锋何志坚陈宗宝蒋业华周荣卢德宏(51)Int.Cl.B22D27/00(2006.01)B22D27/02(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书6页说明书6页附图3页附图3页(54)发明名称一种制备金属半固态浆料的装置及应用(57)摘要本发明公开一种制备金属半固态浆料的装置及应用,属于材料科学技术领域;该装置由熔炉、转棒诱导形核系统、旋转磁场发生器和结晶器三部分组成,过热金属熔体加热到预定温度后经过浇道正对转棒浇注,在转棒的切向力作用下,金属液绕转棒铺展形成熔体薄膜,促使熔体整体过冷,诱导熔体薄膜内部初生相大量形核,磁场的存在促使液膜在转棒周围均匀铺展,产生均匀过冷,熔体薄膜短暂地铺展后飞离转棒,防止初生相的进一步长大,最终获得得细小球状或近球状的显微组织,在该装置中通过控制金属熔体的温度、流速、转棒的转速、磁场发生器的电流大小来得到组织均匀、圆整的半固态合金浆料。CN103658608ACN103658ACN103658608A权利要求书1/1页1.一种制备金属半固态浆料的装置,其特征在于:该装置包括支撑架(1)、磁场发生器(3)、调速电机(5)、速度控制器(6)、传动皮带(7)、转棒(10)、石墨塞杆(11)、热电偶(12)、熔炉(13)、浇道(15)、电流控制器(16)、结晶器(17),磁场发生器(3)、调速电机(5)、熔炉(13)固定于支撑架(1)上,转棒(10)固定于支撑架(1)上且位于磁场发生器(3)的内腔里,调速电机(5)与转棒(10)通过传动皮带(7)相连,在熔炉(13)上设有石墨塞杆(11)、热电偶(12)、浇道(15),浇道(15)与熔炉(13)连通,浇道(15)的入口设于石墨塞杆(11)的下端,浇道(15)的出口正对转棒(10),浇道(15)的出口正对转棒(10),在磁场发生器(3)的下部设有结晶器(17),调速电机(5)与速度控制器(6)连接,电流控制器(16)和磁场发生器(3)相连。2.根据权利要求1所述的制备金属半固态浆料的装置,其特征在于:转棒(10)和旋转磁场发生器(3)内筒为中空,转棒(10)上设有转棒冷却水入口(8)、转棒冷却水出口(9),旋转磁场发生器(3)上设有磁场发生器内筒冷却水入口(2)、磁场发生器内筒冷却水出口(4),可通入循环冷却水。3.权利要求1所述的制备金属半固态浆料的装置在制备金属半固态浆料中的应用,其特征在于:转棒的转速为100~3000r/min,电流的大小为5~50A。4.根据权利要求4所述的制备金属半固态浆料的装置在制备金属半固态浆料中的应用,其特征在于:在整个诱导形核过程中通入保护气体。2CN103658608A说明书1/6页一种制备金属半固态浆料的装置及应用技术领域[0001]本发明涉及一种制备金属半固态浆料的装置及应用,属于材料科学技术领域。背景技术[0002]金属半固态成形(Semi-SolidFormingofMetals)就是在具有一定固液区间的金属凝固过程中,通过对其进行强烈搅拌、加入晶粒细化剂等方法来改变初生固相的形核和长大过程,得到一种晶粒细小、圆整、均匀分布的固液混合浆料。[0003]金属半固态成形技术自从上世纪70年代被美国麻省理工学院Flemings的研究团队发现并提出以来,国内外学者提出了很多制备半固态浆料的方法,其中电磁搅拌技术在其中占据了主导地位,电磁搅拌不同于机械搅拌,不会在搅拌的过程中污染合金浆料,还可以防止在搅拌过程中气体的卷入,电磁搅拌参数容易控制,便于控制半固态浆料的生产。[0004]电磁搅拌法之所以能够作为半固态浆料的主流制备方法就是利用了电磁力产生的金属液的强迫流动来影响和控制凝固过程,即利用通过磁场与金属液的相对运动,在金属液中产生感生电动势、电流及磁场,与外加磁场的交互作用使金属液承受洛伦兹力而产生强迫流动,它是属于外场作用下枝晶破碎球化技术。[0005]传统的电磁搅拌技术就是在凝固过程中,对以枝晶方式生长的合金初生相实施剧烈搅拌,使枝晶发生断裂,进入熔体内部,实现晶粒的倍增,搅拌的强大越大,晶粒倍增现象越明显,晶粒越细,但是这种传统的电磁搅拌技术制浆方法能量消耗大、制备时间长且当搅拌强度超过某一特定值时,由于晶粒间的相互碰撞,晶粒细化的作用反而变差。[0006]为了解决上述问题,本发明提供了一种交变磁场耦合作用下转棒诱导形核制备金属半固态浆料的方法及其装置,该方法在