电流制备半固态金属浆/坯料的方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102409187A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102409187A(43)申请公布日2012.04.11(21)申请号201110357924.3(22)申请日2011.11.11(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人吴国华庞松刘文才张鹏丁文江(74)专利代理机构上海新天专利代理有限公司31213代理人祖志翔(51)Int.Cl.C22C1/00(2006.01)C22C23/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称电流制备半固态金属浆/坯料的方法及装置(57)摘要一种电流制备半固态金属浆/坯料的方法及其装置，方法的后续工序包括：(1)将合金精炼后导入保温炉，并将金属浆/坯料温度控制在其液相线温度TL以上0℃～10℃范围内；(2)对金属浆/坯料进行电流处理0～30分钟，电流处理过程中，保温炉炉温控制在TL-5℃～TL+15℃温度范围内；(3)将电流处理后的金属浆/坯料冷却至半固态成形温度TSS-5℃～TSS+5℃，金属浆/坯料保温0～30分钟后注入模腔成形；所述装置包括母液坩埚、流槽、保温炉、炉盖、热电偶、保温坩埚、电流处理装置、电源、料仓、冲头和模腔。本发明集控制浇注法与电流凝固技术于一体，具有工艺简单、产品组织细小和球化率高的优点，可用于镁、铝、锡、铜等多种合金的半固态浆/坯料制备，尤其适用于镁合金半固态浆/坯料的制备。CN1024987ACCNN110240918702409191A权利要求书1/1页1.一种电流制备半固态金属浆/坯料的方法，包括前道常规的熔化、精炼、扒渣和除气工序，其特征在于：所述方法后续的工序包括以下步骤：(1)将母液坩埚内经过精炼得到的半固态金属浆/坯料母液的温度控制在该合金液相线温度TL±10℃～±40℃以内，通过流槽将半固态金属浆/坯料母液导入保温炉中的保温坩埚，并控制保温炉炉温在液相线温度TL以上0℃～10℃范围内；(2)使用电流处理装置对保温坩埚内的半固态金属浆/坯料母液进行电流处理0～30分钟，电流处理过程中，保温炉炉温控制在TL-5℃～TL+15℃温度范围内；(3)迅速将电流处理后的半固态金属浆/坯料母液冷却至半固态成形温度TSS-5℃～TSS+5℃，半固态金属浆/坯料母液保温0～30分钟后迅速注入料仓，并由冲头压入模腔；其中，TL为合金液相线温度，TSS为半固态成形温度。2.根据权利要求1所述的电流制备半固态金属浆/坯料的方法，其特征在于：所述方法的后续工序(2)为：(2)使用电流处理装置对经过流槽的及保温坩埚内的半固态金属浆/坯料母液同时进行电流处理0～30分钟，电流处理过程中，保温炉炉温控制在TL-5℃～TL+15℃温度范围内。3.根据权利要求1或2所述的电流制备半固态金属浆/坯料的方法，其特征在于：所述电流处理采用直流电流、交流电流、脉冲电流或雷电流。4.一种实施权利要求1所述电流制备半固态金属浆/坯料的方法的装置，其特征在于：所述装置包括母液坩埚、流槽、保温炉、炉盖、热电偶、保温坩埚、电流处理装置、电源、料仓、冲头和模腔，其中，流槽倾斜地设置于上方的母液坩埚与下方的保温炉之间，保温坩埚置于该保温炉中，炉盖盖置于保温炉之上且上面设有通孔，热电偶和电流处理装置的两电极通过该通孔插入保温坩埚中的半固态金属浆/坯料母液内，电源与电流处理装置连接，冲头设于料仓内，该料仓与模腔相通。5.根据权利要求4所述的电流制备半固态金属浆/坯料的装置，其特征在于：所述电流处理装置的一电极插入保温坩埚中的半固态金属浆/坯料母液内，另一电极插入流槽的半固态金属浆/坯料母液内。6.根据权利要求4或5所述的电流制备半固态金属浆/坯料的装置，其特征在于：所述流槽由金属材料或无机非金属材料制成。7.根据权利要求4或5所述的电流制备半固态金属浆/坯料的装置，其特征在于：所述流槽倾斜角度为20°～70°。8.根据权利要求4或5所述的电流制备半固态金属浆/坯料的装置，其特征在于：所述电流处理装置的电极由镁、锌、铝、铜、石墨、铁或钢制成。2CCNN110240918702409191A说明书1/5页电流制备半固态金属浆/坯料的方法及装置技术领域[0001]本发明涉及一种金属制备装置及方法，尤其涉及一种适用于金属材料半固态成形过程的电流制备半固态金属浆/坯料的方法与装置，特别适用于镁合金半固态成形过程，属于金属材料及冶金技术领域。背景技术[0002]半固态金属成形具有许多独特的优点，如近(净)终成形、产品质量高和高性能工艺节能等，被誉为21世纪最具前途的金属材料加工技术之一。根据工艺方法的不同，半固态成形技术可分为流变成形和触变成形两大类。流变成形工艺流程短，能够显著提高企业的产能，因此在工