CN113817910B - 均质化处理装置、铸造设备和高均质性铸锭的制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种均质化处理装置、铸造设备和高均质性铸锭的制备方法。本申请的均质化处理装置包括：第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构、至少一个密封隔热件、至少两个加热件以及至少两个冷却件；第一驱动机构用于驱动密封隔热件移动；每个密封隔热件包括依次连接的第一侧板、顶板和第二侧板；每个加热件均位于第一侧板和第二侧板之间，且每两个加热件分别设于顶板相对的两侧；第二驱动机构用于驱动每两个相对的加热件靠近或远离；每两个冷却件分别设于顶板相对的两侧；第三驱动机构用于驱动每两个相对的冷却件靠近或远离。故本申请可在铸造设备铸造形成初始铸锭后直接对初始铸锭进行均质化处理，效率高且均质化效果好。

Description

均质化处理装置、铸造设备和高均质性铸锭的制备方法

技术领域

本申请涉及材料加工的技术领域，具体而言，涉及一种均质化处理装置、铸造设备和高均质性铸锭的制备方法。

背景技术

为了提高金属铸锭的冶金质量及挤压性能，对某些金属铸锭要进行均质化处理。现有技术中的均质化处理一般是在均匀化炉中进行的，其操作过程一般是当3D打印装置等铸造设备制备好初始铸锭后，将初始铸锭从3D打印装置等铸造设备取出后，再放入均匀化炉进行均质化处理，在此过程中耗时耗力，同时均质化效果不好，无法得到晶析低析出、晶内高固溶组织的铸锭。

发明内容

本申请的目的是提供一种均质化处理装置、铸造设备和高均质性铸锭的制备方法，该均质化处理装置可以应用于铸造设备中，可在铸造设备铸造形成初始铸锭后直接对初始铸锭进行均质化处理，效率高且均质化效果好。

为了实现上述目的，

第一方面，本申请提供一种均质化处理装置，包括：第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构、至少一个密封隔热件、至少两个加热件以及至少两个冷却件；第一驱动机构与所述密封隔热件传动连接，用于驱动所述密封隔热件移动；每个所述密封隔热件包括依次连接的第一侧板、顶板和第二侧板，所述第一侧板和第二侧板均设于所述顶板的同一侧，且所述第一侧板和第二侧板为相对设置；每个所述加热件均位于所述第一侧板和所述第二侧板之间，且每两个所述加热件分别设于所述顶板相对的两侧；第二驱动机构与所述加热件传动连接，用于驱动每两个相对的所述加热件靠近或远离；每两个所述冷却件分别设于所述顶板相对的两侧；第三驱动机构与所述冷却件传动连接，用于驱动每两个相对的所述冷却件靠近或远离。

于一实施例中，均质化处理装置还包括：锁紧机构，锁紧机构设于所述加热件和/或所述密封隔热件上，用于锁紧所述加热件和所述密封隔热件。

于一实施例中，每个所述冷却件包括：冷却板、总气管和供气机构，冷却板设有多个气孔；总气管上连接有多个支气管，每个支气管分别连接一个气孔；总气管上设有气阀和测压元件，供气机构与所述总气管连接。

于一实施例中，每个所述加热件包括：第一导板、加热器和测温元件，加热器设于所述第一导板；测温元件设于所述第一导板。

于一实施例中，每个所述加热件还包括：第二导板，所述第二导板与所述第一导板连接，且成相交设置，所述第二导板用于与所述顶板相贴以形成密封。

于一实施例中，任一所述冷却件与所述加热件为相交设置。

于一实施例中，均质化处理装置还包括：主控件，主控件连接所述第一驱动机构、所述第二驱动机构、所述第三驱动机构、所述加热件以及所述冷却件。

第二方面，本申请提供一种铸造设备，包括：均质化处理装置、打印平台和坩埚，坩埚设有喷嘴以及用于控制所述喷嘴开关的开关装置，均质化处理装置设于所述打印平台与喷嘴之间，所述均质化处理装置为前述实施方式任一项所述的均质化处理装置。

于一实施例中，铸造设备还包括：主控机，主控机连接所述均质化处理装置和开关装置。

于一实施例中，铸造设备还包括：限位装置，限位装置设于所述打印平台、所述加热件和所述密封隔热件上，用于限制所述加热件和所述密封隔热件的移动。

第三方面，本申请提供一种高均质性铸锭的制备方法，使用前述实施方式所述的铸造设备，所述高均质性铸锭的制备方法包括：

开启所述喷嘴，得到成型于所述打印平台上的初始铸锭；

通过所述第一驱动机构和所述第二驱动机构移动所述加热件和所述密封隔热件，以使所述打印平台、所述加热件和所述密封隔热件形成包围所述初始铸锭的加工空间；

控制所述加热件对所述加工空间进行加热，并令所述加工空间处于第一预设环境；

通过所述第一驱动机构和所述第二驱动机构使所述加热件和所述密封隔热件复位；

通过所述第三驱动机构移动所述冷却件，并控制所述冷却件对所述初始铸锭进行冷却，得到最终铸锭。

于一实施例中，所述冷却件设有两个，分别为第一冷却件和第二冷却件，所述通过所述第三驱动机构移动所述冷却件，并控制所述冷却件对所述初始铸锭进行冷却，得到最终铸锭包括：

通过所述第三驱动机构移动所述第一冷却件至所述打印平台处，并控制所述第一冷却件对所述初始铸锭进行冷却；

通过所述第三驱动机构使所述第一冷却件复位；

通过所述第三驱动机构移动所述第二冷却件至所述打印平台处，并控制所述第二冷却件对所述初始铸锭进行冷却；

通过所述第二驱动机构使所述第二冷却件复位。

本申请与现有技术相比的有益效果是：

本申请的均质化处理装置可以应用于铸造设备中，在铸造设备铸造形成初始铸锭后直接对初始铸锭进行均质化处理，无需将初始铸锭从3D打印装置等铸造设备取出后再放入均匀化炉进行均质化处理，省时省力，效率高且均质化效果好，能够得到晶析低析出、晶内高固溶组织的最终铸锭。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请一实施例示出的铸造设备的主视图。

图2为本申请一实施例示出的均质化处理装置的***示意图。

图3为本申请一实施例示出的密封隔热板在原位时，铸造设备的主视图。

图4为本申请一实施例示出的铸造设备的左视图。

图5为本申请一实施例示出的铸造设备的俯视图。

图6为本申请一实施例示出的高均质性铸锭的制备方法的流程示意图。

图7为本申请一实施例示出的高均质性铸锭的制备方法的温度-时间曲线图。

图8为本申请一实施例示出的高均质性铸锭的制备方法的温度-时间曲线图。

图9为本申请一实施例示出的高均质性铸锭的制备方法的温度-时间曲线图。

图标：10-铸造设备；11-打印平台；111-铸锭；112-限位装置；113-移动装置；12-坩埚；13-喷嘴；14-主控机；15-均质化处理装置；200-密封隔热件；210-第一侧板；220-顶板；230-第二侧板；300-第一驱动机构；400-加热件；410-第一导板；420-加热器；430-第二导板；440-测温元件；500-第二驱动机构；600-冷却件；610-冷却板；611-气孔；620-供气机构；630-总气管；631-气阀；632-测压元件；640-支气管；601-第一冷却件；602-第二冷却件；700-第三驱动机构；800-锁紧机构；900-主控件。

具体实施方式

术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，并不表示排列序号，也不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“左”、“右”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参照图1，其为本申请一实施例示出的铸造设备10的主视图。一种铸造设备10包括：均质化处理装置15、打印平台11和坩埚12，坩埚12设有一个或多个喷嘴13，均质化处理装置15设于打印平台11与喷嘴13之间。

铸造设备10还包括：用于控制喷嘴13开关的开关装置(图中未示出)，开关装置可以是阀，也可以是塞杆和塞杆移动结构。

打印平台11上可以设有冷却机构，也可以不设有冷却机构。打印平台11可以是移动式，也可以固定不动的。于一实施例中，铸造设备10还包括：移动装置113，移动装置113与打印平台11连接，用于驱动打印平台11移动。移动装置113可以是上下移动设备，也可以是左右移动设备，还可以是三维移动设备，可以包括滑轨、丝杠、气缸或者液压缸等部件。

于一操作过程中，当开关装置开启喷嘴13后，坩埚12内的金属熔体喷射至打印平台11上形成初始铸锭111，此时可以启动均质化处理装置15对打印平台11上的初始铸锭111进行均质化处理。故本申请可在铸造设备10铸造形成初始铸锭111后直接对初始铸锭111进行均质化处理，无需将初始铸锭111从3D打印装置等铸造设备10取出后再放入均匀化炉进行均质化处理，省时省力，效率高且均质化效果好，能够得到晶析低析出、晶内高固溶组织的最终铸锭111。

需要说明的是，铸造设备10可以是传统铸造设备10，也可以是3D打印设备。均质化装置除可以应用于金属铸造上，还可以应用于其他打印材料上。

请参照图2，其为本申请一实施例示出的均质化处理装置15的***示意图。一种均质化处理装置15包括：第一驱动机构300、第二驱动机构500、第三驱动机构700，至少一个密封隔热件200、至少两个加热件400以及至少两个冷却件600。本实施例中，打印平台11为长方体结构，密封隔热件200、加热件400和冷却件600各设有两个。于一其他的实施例中，密封隔热件200设有一个，加热件400和冷却件600各设有两个。于一其他的实施例中，密封隔热件200设有一个，加热件400和冷却件600各设有3个、4个或5个等。

每个密封隔热件200包括依次连接的第一侧板210、顶板220和第二侧板230，第一侧板210和第二侧板230均设于顶板220的同一侧，且第一侧板210和第二侧板230为相对设置。第一侧板210、顶板220和第二侧板230均为四边形结构，如此设置，使得密封隔热件200的纵向截面为“冂”字形。其中将第一侧板210指向第二侧板230的方向定义为向后，将顶板220指向打印平台11的方向定义为向下，从而定义上下左右前后六个方向。

第一驱动机构300与密封隔热件200传动连接，用于驱动密封隔热件200左右移动。第一驱动机构300可以是气缸、包括滑轨、丝杠、气缸或者液压缸等部件。本实施例中，第一驱动机构300包括两个分别连接两个密封隔热件200的气缸。由于密封隔热件200的纵向截面为“冂”字形，则当第一驱动机构300驱动密封隔热件200移动至打印平台11的上方时，密封隔热板可以和打印平台11形成一个上下前后封闭而左右开口的结构。

每个加热件400均位于第一侧板210和第二侧板230之间，且每两个加热件400分别设于顶板220左右相对的两侧；第二驱动机构500与加热件400传动连接，用于驱动加热件400左右移动，使得每两个相对的加热件400靠近或远离。第二驱动机构500可以是气缸、包括滑轨、丝杠、气缸或者液压缸等部件。本实施例中，第二驱动机构500包括两个分别连接两个加热件400的气缸。当第二驱动机构500驱动两个加热件400相互靠近至一定距离，则加热件400、密封隔热板可以和打印平台11形成一个上下前后左右都封闭的加工空间，则当加热件400对加工空间进行加热时，就可以对打印平台11上的铸锭111进行热处理。

每两个冷却件600分别设于顶板220前后相对的两侧；第三驱动机构700与冷却件600传动连接，用于驱动冷却件600前后移动，使得每两个相对的冷却件600靠近或远离。第三驱动机构700可以是气缸、包括滑轨、丝杠、气缸或者液压缸等部件。本实施例中，第三驱动机构700包括两个分别连接两个冷却件600的气缸。当第一驱动机构300和第二驱动机构500分别驱动密封隔热件200和加热件400复位即离开打印平台11后，第三驱动机构700可以驱动冷却件600移动至打印平台11附近，就可以通过向打印平台11吹冷风或者喷冷水的方式冷却打印平台11上的铸锭111。

综上，本实施例可以通过控制密封隔热件200、加热件400以及冷却件600的移动，从而可以对铸锭111先后热处理或冷却处理，实现均质化处理，改善铸锭111的微观组织。且该均质化装置适用范围广，除可以应用于铸造设备10上，还可以与任一放置有待均质化物品的板相配合以进行均质化处理。

其中，加热件400包括：第一导板410、第二导板430，每个加热件400包括：第一导板410、第二导板430、加热器420和测温元件440，第二导板430与第一导板410连接，且相交形成“L”形，加热器420设于第一导板410的内部或者贴设于第一导板410；测温元件440设于第一导板410，用于检测加工空间内的温度。

第二导板430的设置，可以与顶板220相贴以形成密封，提高加工空间的密封性，以防止加热过程中热量流失。其中，第二导板430的横向宽度小于顶板220的横向宽度，以提高加工空间的密封性。于一其他的实施例中，加热件400也可以不包括第二导板430。于一其他的实施例中，加热件400也可以不包括测温元件440。需要说明的是，测温元件440可以只设于部分数量的加热件400上，也可以设于每个加热件400上。

第一侧板210和第二侧板230尺寸、形状相同，为前后对称设置，顶板220的横向宽度大于第一侧板210的横向宽度。左侧的密封隔热板中第一侧板210、第二侧板230和顶板220的右边缘对齐，右侧的密封隔热板中第一侧板210、第二侧板230和顶板220的左边缘对齐，从而使得当两个密封隔热板相互靠近并贴紧时，可以形成一个密封的加工空间。其中，加热件400与第一侧板210垂直，第一侧板210与顶板220垂直，第二导板430与第一导板410垂直。

请参照图3，其为本申请一实施例示出的密封隔热板在原位时，铸造设备10的主视图。均质化处理装置15还包括：锁紧机构800，锁紧机构800设于加热件400和/或密封隔热件200上，用于锁紧加热件400和密封隔热件200，以提高加工空间的密封性，以防止加热过程中热量流失。

于一实施例中，锁紧机构800可以包括分别设于密封隔热件200和加热件400上相互配合的锁舌和锁钩。于一实施例中，锁紧机构800可以包括分别设于密封隔热件200和加热件400上相互配合的凹槽和凸起。于一实施例中，锁紧机构800可以包括套设于加热件400外的密封圈。于一实施例中，锁紧机构800可以包括设于密封隔热件200内壁上的密封防滑层。

铸造设备10还包括：限位装置112，限位装置112设于打印平台11、加热件400和密封隔热件200上，用于限制加热件400和密封隔热件200的移动。限位装置112可以包括分别设于打印平台11、密封隔热件200和加热件400上相互配合的凹槽和凸起。

需要说明的是，图3所示为密封隔热板在原位时铸造设备10的主视图，可以看出两个密封隔热板之间留有间隔，且分别位于打印平台11的前后边缘处。图1所示为密封隔热板移动后铸造设备10的主视图，可以看出两个密封隔热板贴紧，且形成加工空间。

请参照图4，其为本申请一实施例示出的铸造设备10的左视图。每个冷却件600包括：冷却板610、总气管630和供气机构620，冷却板610设有多个气孔611；总气管630上连接有多个支气管640，每个支气管640分别连接一个气孔611；总气管630上设有气阀631和测压元件632，供气机构620与总气管630连接。供气机构620可以包括储气盒和气泵等部件。气阀631可以是数控阀。

其中，多个气孔611可以成双向线性阵列分布。气孔611的结构可以是圆台形或者圆柱形。于一实施例中，气孔611的结构是圆台形，且内径由内至外成递增设置。

请参照图5，其为本申请一实施例示出的铸造设备10的俯视图。任一冷却件600与加热件400为相交设置。本实施例中，冷却件600与加热件400垂直。冷却件600设有两个。两个冷却件600分别为第一冷却件601和第二冷却件602。

均质化处理装置15还包括：主控件900，主控件900包括人机交互界面、计时器、收发器、处理器和控制器等计算机处理设备，连接第一驱动机构300、第二驱动机构500、第三驱动机构700、加热件400以及冷却件600，用于控制及信息处理，实现总气管630气压调控、温度调控、计时、控制密封隔热板和加热件400及冷却件600移动等功能。

铸造设备10还包括主控机14，主控机14包括人机交互界面、计时器、收发器、处理器和控制器等计算机处理设备，主控机14可以与均质化处理装置15的主控件900、移动装置113以及开关装置电性连接，用于控制及信息处理。实现控制均质化处理装置15以及控制喷嘴13开关以及打印平台11移动等功能。于一其他的实施例中，均质化处理装置15不包括：主控件900，主控机14之间连接第一驱动机构300、第二驱动机构500、第三驱动机构700、加热件400以及冷却件600。

请参照图6，其为本申请一实施例示出的高均质性铸锭111的制备方法的流程示意图。本高均质性铸锭111的制备方法用以改善现有技术的时效工艺，提高待处理金属的力学性能。本高均质性铸锭111的制备方法可以使用于如图1或图5所示的铸造设备10。本高均质性铸锭111的制备方法包括如下步骤：步骤S110-步骤S150。

步骤S110：开启喷嘴13，得到成型于打印平台11上的初始铸锭111。

本步骤中可以通过主控机14控制开关装置开启喷嘴13后，坩埚12内的金属熔体喷射至打印平台11上形成初始铸锭111。初始铸锭111的材质可以是纯金属或者合金。例如铝合金。

在本步骤之前，还可以包括向坩埚12供液的步骤。

步骤S120：通过第一驱动机构300和第二驱动机构500移动加热件400和密封隔热件200，以使打印平台11、加热件400和密封隔热件200形成包围初始铸锭111的加工空间。

本步骤中，加热件400和密封隔热件200可以是同时移动，也可以不同时移动。本实施例中，加热件400和密封隔热件200是同时移动，即第一驱动机构300开始工作时，第二驱动机构500也开始工作。

当加热件400和密封隔热件200移动到限位装置112的限位处停止，此时启动锁紧机构800将加热件400和密封隔热件200紧固在一起使初始铸锭111处于一个封闭的加工空间中，以防加热过程中热量流失。

步骤S130：控制加热件400对加工空间进行加热，并令加工空间处于第一预设环境。

在本步骤之前，使用者可以先在主控件900或者主控机14输入所需热处理制度(加热温度及保温时间)。本步骤中的第一预设环境为使用者输入的热处理制度(加热温度及保温时间)。

本步骤中，主控件900或者主控机14控制加热件400对加工空间进行加热和保温。

步骤S140：通过第一驱动机构300和第二驱动机构500使加热件400和密封隔热件200复位。

当步骤S130的加热和保温结束后，关闭锁紧机构800，通过第一驱动机构300和第二驱动机构500使加热件400和密封隔热件200同时回到原位，避免加热件400和密封隔热件200与冷却件600发生干涉，影响步骤S150的冷却处理。

步骤S150：通过第三驱动机构700移动冷却件600，并控制冷却件600对初始铸锭111进行冷却，得到最终铸锭111。

在本步骤之前，使用者可以先在主控件900或者主控机14输入所需冷却制度(气体冷却频率及冷却压强等)。

于一实施例中，可以通过前后两侧的冷却件600同时对初始铸锭111进行两侧同时喷气冷却，得到最终铸锭111。

于一实施例中，可以只通过一个冷却件600对初始铸锭111进行单侧喷气冷却，得到最终铸锭111。

于一实施例中，步骤S150如下步骤：步骤S151：通过第三驱动机构700移动第一冷却件601至打印平台11处，并控制第一冷却件601对初始铸锭111进行冷却。步骤S152：通过第三驱动机构700使第一冷却件601复位。步骤S153：通过第三驱动机构700移动第二冷却件602至打印平台11处，并控制第二冷却件602对初始铸锭111进行冷却。步骤S154：通过第二驱动机构500使第二冷却件602复位，之后可以反复进行步骤S151-步骤S154。如此操作，为采用铸锭111前后循环冷却的方式进行冷却。

需要说明的是，若单侧喷气冷却，沿气体流动方向冷却能力逐渐降低，存在冷却不均匀性；若两侧同时喷气冷却，气体分子发生对撞返回，不易于中间部位冷却，进而影响铸锭111组织及性能均匀性。而采用前后循环冷却时，既不会发生气体分子对撞返回，又可以弥补气体沿流动方向冷却效率降低的缺陷，从而可以快速冷却，避免固溶于基体的合金元素再次析出，且提高了冷却过程中的均匀性，提高了铸锭111组织、性能的均匀性，降低材料第二相含量提高固溶度以及减少偏析，可以得到晶析低析出，晶内高固溶组织的等轴晶锭。故本实施例中，采用的是前后循环冷却的方式。

具体地，如图4和图5所示，第三驱动机构700中前侧的气缸和第一冷却件601的气阀631处于关闭状态(即原位状态)，第三驱动机构700中后侧的气缸开启，第二冷却件602的冷却板610向前推进，第二冷却件602的气阀631开启，冷却气体喷出冷却铸锭111，时间0～60s(时间不宜过长，以免影响铸锭111组织及性能)。此后，第二冷却件602的气阀631关闭，第三驱动机构700中后侧的气缸退回原位，第三驱动机构700中前侧的气缸开启，第一冷却件601的冷却板610向前推进，第一冷却件601的气阀631开启，冷却气体喷出冷却铸锭111，时间0～60s，以此类推，直至铸锭111冷却到室温即可。

其中，供气机构620所供冷却气体为氮气，价格便宜、冷却性能好且环保。冷却压强为0-10bar。可以通过气阀631和测压元件632来调控冷却压强。气阀631开启程度越大，测压元件632数值越高，冷却压强越大。反之，气阀631开启程度越小，测压元件632数值越低，冷却压强越小。

另外，冷却频率的设置通过设置第三驱动机构700中前侧的气缸、第一冷却件601的气阀631及第三驱动机构700中后侧的气缸、第二冷却件602的气阀631的启停频率来控制。例如：第三驱动机构700中前侧的气缸和第一冷却件601的气阀631-30S停止，第三驱动机构700中后侧的气缸和第二冷却件602的气阀631-30S运行；第三驱动机构700中前侧的气缸和第一冷却件601的气阀631-60S运行，第三驱动机构700中后侧的气缸和第二冷却件602的气阀631-60S停止；第三驱动机构700中前侧的气缸和第一冷却件601的气阀631-90S停止，第三驱动机构700中后侧的气缸和第二冷却件602的气阀631-90S运行；依此类推。

请参照图7，其为本申请一实施例示出的高均质性铸锭111的制备方法的温度-时间曲线图。本实施例采用的是一级热处理制度，可以用于处理成分简单的铝合金。一级热处理制度中所采用的加热温度为T₁，保温时间为t₁，冷却制度中所采用的气体冷却压强为P，气体冷却频率为H。

其中，设置加热温度T₁为材料均匀化温度，可根据不同牌号的材料设置不同的温度参数，主要目的是消除共晶相，降低偏析，但要避免过烧。为避免加热速率过快，可通过调节电压来控制(电压越大，加热速率越大)，一般加热速率v≤6℃/min。

设置保温时间t₁为材料均匀化保温时间，控制均匀化时间主要从材料厚度、共晶相溶解及过烧等方面考虑。

设置气体冷却压强P为气体流经铸锭111的气压大小(通过数控阀开启程度来控制)，气压0～10bar，其主要优点是冷却速度快，变形小，铸锭111表面质量高。

设置气体冷却频率H为数控阀及冷却板610推进气缸启闭时间(两者为串联关系，即：同时工作)，0～60s不等，主要目的是使铸锭111两端均匀、快速冷却。

请参照图8，其为本申请一实施例示出的高均质性铸锭111的制备方法的温度-时间曲线图。本实施例采用的是二级热处理制度，其是在一级热处理制度的基础上再增加一组温度更高的热处理工艺，可以用于处理成分较复杂的铝合金。

其中，第一级热处理制度中所采用的加热温度为T1，保温时间为t1，第二级热处理制度中所采用的加热温度为T2，保温时间为t2，冷却制度中所采用的气体冷却压强为P，气体冷却频率为H。

请参照图9，其为本申请一实施例示出的高均质性铸锭111的制备方法的温度-时间曲线图。本实施例采用的是三级热处理制度，其是在二级热处理制度的基础上再增加一组温度更高的热处理工艺，可以用于处理成分含Zr的铝合金。

其中，第一级热处理制度中所采用的加热温度为T1，保温时间为t1，第二级热处理制度中所采用的加热温度为T2，保温时间为t2，第三级热处理制度中所采用的加热温度为T3，保温时间为t3，冷却制度中所采用的气体冷却压强为P，气体冷却频率为H。

申请人对上述图6和图9所示出的高均质性铸锭111的制备方法进行了试验。具体操作过程如下。

先采用喷火枪对喷嘴13进行预热，之后倒入铝液进行3D打印；打印结束后，打印平台11左右两侧的加热件400和密封隔热件200同时向打印平台11中心方向移动直至限位处停止。加热板上的锁死装置将加热板和密封隔热板紧固在一起，形成一个密封的加工空间。

再在主控件900上设置第一级均匀化加热温度T1，保温时间t1；再设置第二级均匀化加热温度T2，保温时间t2；最后设置第三级均匀化加热温度T3，保温时间t3；设置数控阀气体流量大小P(气体压强)、第三驱动机构700和气阀631启闭频率H。设置结束开始均质化处理。

均质化处理结束后，加热件400上的锁紧机构800关闭，加热件400和密封隔热件200不再夹紧，打印平台11左右两侧的加热件400和密封隔热件200同时返回原位。打印平台11前后两端的第三驱动机构700及冷却件600按所设频率开始循环运作，对铸锭111进行气冷。

铸锭111冷却达到室温后，气阀631关闭，冷却件600回到原位。以此方法成功获得成分均匀、低析出、高固溶的7050铝合金3D打印锭。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例中的特征可以相互结合。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种铸造设备，其特征在于，包括：

打印平台；

移动装置，与所述打印平台连接，用于驱动所述打印平台移动；

坩埚，设有喷嘴以及用于控制所述喷嘴开关的开关装置；

均质化处理装置，设于所述打印平台与喷嘴之间；

所述均质化处理装置包括：

至少一个密封隔热件，每个所述密封隔热件包括依次连接的第一侧板、顶板和第二侧板，所述第一侧板和第二侧板均设于所述顶板的同一侧，且所述第一侧板和第二侧板为相对设置；

第一驱动机构，与所述密封隔热件传动连接，用于驱动所述密封隔热件移动；

至少两个加热件，每个所述加热件均位于所述第一侧板和所述第二侧板之间，且每两个所述加热件分别设于所述顶板相对的两侧；

第二驱动机构，与所述加热件传动连接，用于驱动每两个相对的所述加热件靠近或远离；

至少两个冷却件，每两个所述冷却件分别设于所述顶板相对的两侧；以及

第三驱动机构，与所述冷却件传动连接，用于驱动每两个相对的所述冷却件靠近或远离；以及

主控机，连接所述均质化处理装置和开关装置。

2.根据权利要求1所述的铸造设备，其特征在于，还包括：

限位装置，设于所述打印平台、所述加热件和所述密封隔热件上，用于限制所述加热件和所述密封隔热件的移动。

3.根据权利要求1所述的铸造设备，其特征在于，所述均质化处理装置还包括：

锁紧机构，设于所述加热件和/或所述密封隔热件上，用于锁紧所述加热件和所述密封隔热件。

4.根据权利要求1所述的铸造设备，其特征在于，每个所述冷却件包括：

冷却板，设有多个气孔；

总气管，上连接有多个支气管，每个支气管分别连接一个气孔；

供气机构，与所述总气管连接；

气阀，设于所述总气管；以及

测压元件，设于所述总气管；

其中，任一所述冷却件与所述加热件为相交设置。

5.根据权利要求1所述的铸造设备，其特征在于，每个所述加热件包括：

第一导板；

加热器，设于所述第一导板；以及

测温元件，设于所述第一导板。

6.根据权利要求5所述的铸造设备，其特征在于，每个所述加热件还包括：

第二导板，所述第二导板与所述第一导板连接，且成相交设置，所述第二导板用于与所述顶板相贴以形成密封。

7.根据权利要求1至6任一项所述的铸造设备，其特征在于，所述均质化处理装置还包括：

主控件，连接所述第一驱动机构、所述第二驱动机构、所述第三驱动机构、所述加热件以及所述冷却件。

8.一种高均质性铸锭的制备方法，其特征在于，使用权利要求1所述的铸造设备，所述高均质性铸锭的制备方法包括：

开启所述喷嘴，得到成型于所述打印平台上的初始铸锭；

通过所述第一驱动机构和所述第二驱动机构移动所述加热件和所述密封隔热件，以使所述打印平台、所述加热件和所述密封隔热件形成包围所述初始铸锭的加工空间；

控制所述加热件对所述加工空间进行加热，并令所述加工空间处于第一预设环境；

通过所述第一驱动机构和所述第二驱动机构使所述加热件和所述密封隔热件复位；

通过所述第三驱动机构移动所述冷却件，并控制所述冷却件对所述初始铸锭进行冷却，得到最终铸锭。

9.根据权利要求8所述的高均质性铸锭的制备方法，其特征在于，所述冷却件设有两个，分别为第一冷却件和第二冷却件，所述通过所述第三驱动机构移动所述冷却件，并控制所述冷却件对所述初始铸锭进行冷却，得到最终铸锭包括：

通过所述第三驱动机构移动所述第一冷却件至所述打印平台处，并控制所述第一冷却件对所述初始铸锭进行冷却；

通过所述第三驱动机构使所述第一冷却件复位；

通过所述第三驱动机构移动所述第二冷却件至所述打印平台处，并控制所述第二冷却件对所述初始铸锭进行冷却；

通过所述第二驱动机构使所述第二冷却件复位。

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