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龙图腾网获悉中北大学申请的专利轻合金半固态熔体制备及注射挤压铸造成型设备和方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120228258B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-02发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510712130.6，技术领域涉及：B22D17/00；该发明授权轻合金半固态熔体制备及注射挤压铸造成型设备和方法是由赵宇宏;侯华;景舰辉;陈利文;柳伟;张晓亮;薛哲设计研发完成，并于2025-05-30向国家知识产权局提交的专利申请。

本轻合金半固态熔体制备及注射挤压铸造成型设备和方法在说明书摘要公布了：本发明属于有色金属材料制备技术领域，公开了一种轻合金半固态熔体制备及注射挤压铸造成型设备和方法，该设备包括熔体微观组织智能化预测模块、熔体制备单元和挤压铸造成型单元，该方法包括设备预热、半固态熔体制备、注射送料、挤压铸造成型步骤。本发明实现熔体制备单元与挤压铸造成型单元的无缝对接，实现半固态熔体从制备到成型的一体化流程，通过耦合统一相场模型预测半固态熔体制备过程中不同工艺参数下微观组织形貌变化来确定半固态熔体制备过程的最优工艺参数，优化熔体制备工艺，对于提高半固态熔体的可控性和半固态成型铸件的稳定性以及产品质量具有重要的意义。

本发明授权轻合金半固态熔体制备及注射挤压铸造成型设备和方法在权利要求书中公布了：1.一种轻合金半固态熔体制备及注射挤压铸造成型设备，其特征在于，包括熔体微观组织智能化预测模块、熔体制备单元和挤压铸造成型单元，所述熔体制备单元呈卧式设置，包括注射油缸、活塞杆、油缸固定座、伺服电机、电机轴、电机固定座、电机导套、同轴度调节装置、导柱、进料口导套、进料口固定座、进料漏斗、搅拌螺杆、料管、红外加热器、料管热电偶、喷嘴；所述挤压铸造成型单元呈立式设置在工作台上，包括定模模框、定模模芯、料缸、浇口套、浇口套固定板、压射头、压射杆、动模模框、动模模芯、分流锥、动模电加热板、定模电加热板、料缸加热套、模温机、顶出组件，其中： 所述熔体微观组织智能化预测模块用于基于统一相场模型通过预测微观组织，确定半固态熔体制备工艺参数，所述半固态熔体制备工艺参数包括熔体温度、搅拌速度、搅拌时间； 所述统一相场模型的演化方程表示为： ； ； ； 其中， ； ； ； ； ； ； ； 式中，为相场序参量，为时间，为晶粒数，为第个晶粒的局部序参量，为弛豫时间，为特征弛豫时间，为最小液相溶质扩散系数，为热扩散系数，为包括基体组元和溶质组元在内的合金组元数，为个合金组元中除基体组元之外的第个溶质组元，为平衡分配系数，为无量纲过饱和度，为热毛细管长度与化学毛细管长度的比值，为液相溶质扩散系数，为界面能各向异性函数，为扩散界面宽度，为特征扩散界面宽度，为耦合系数，为无量纲温度，为固相溶质扩散系数，为各向异性强度，为取向角，在0到2π之间取随机值，为调整参数，为时间迭代尺度，取值为,为温度，为熔点，为液相线斜率，为液相溶质浓度，为熔化潜热，为比热，为溶质浓度，是求偏导符号，表示对时间的偏导运算，表示梯度运算，是拉普拉斯算子符号，和为中间参量； 通过以下方式确定半固态熔体制备工艺参数： 根据轻合金体系确定参数、、、、、、、、、、、、、、、、、； 以熔体温度参数，搅拌速度参数，搅拌时间参数，作为输入参数，根据输入参数的不同，利用统一相场模型获得不同输入参数组合下的微观组织形貌，根据组织形貌的晶粒球化程度，筛选出最佳的熔体温度、搅拌速度、搅拌时间作为最佳的半固态熔体制备工艺参数； 所述伺服电机安装在所述电机固定座上，所述电机轴经由所述同轴度调节装置连接于所述搅拌螺杆，所述油缸固定座设置在所述电机固定座的外侧，所述注射油缸安装在所述油缸固定座上，所述导柱固定在所述工作台与所述油缸固定座之间，所述电机导套套置在所述导柱上，所述电机固定座与所述电机导套固定连接，所述活塞杆连接于所述电机固定座； 所述料管分为料管头部、料管中部和料管尾部三个部分，所述进料口固定座设置在所述同轴度调节装置与所述料管的料管尾部之间，所述进料口固定座的侧部固定连接于料管尾部，所述进料口固定座的上部设置有所述进料漏斗，所述进料口固定座的下部固定连接有所述进料口导套，所述进料口导套套置在所述导柱上并通过固定螺栓与所述导柱相互固定，所述搅拌螺杆的进料端贯通穿过所述进料口固定座，所述搅拌螺杆伸出所述进料口固定座的端部与所述电机轴连接，设置在所述进料口固定座上部的所述进料漏斗连通于所述搅拌螺杆的进料端，所述搅拌螺杆的其余部分安装在所述料管内，所述搅拌螺杆的出料端装有用于支撑安装所述搅拌螺杆的支撑环、用于推料的螺杆头、用于防止反向回流的止逆环，所述喷嘴通过法兰及螺栓连接于所述料管的料管头部，所述料管的料管头部、料管中部和料管尾部分别包覆一个所述红外加热器并相应配置一个所述料管热电偶； 所述挤压铸造成型单元的底部设置有通过压板固定在所述工作台上的定模隔热板和定模固定板，所述定模模框安装在所述定模固定板上，所述料缸安装在所述定模模框内，所述压射头和所述压射杆安装在所述料缸内，所述定模模芯配合安装在所述料缸顶部，所述料缸外部包覆有所述料缸加热套并相应配置有料缸热电偶； 所述料缸朝向所述喷嘴的一侧开设有浇口，所述浇口套配合安装在所述浇口上，所述浇口套固定板连接在所述浇口套与所述法兰之间，所述浇口套固定板与所述浇口套同心安装且内部连通，所述喷嘴插入在所述浇口套固定板及所述浇口套内且所述喷嘴的喷嘴空腔连通于所述浇口，所述定模模框朝向所述喷嘴的一侧设有对所述法兰进行支撑固定的法兰垫板； 所述动模模框安装在所述定模模框上部，并且所述动模模框与所述定模模框通过导杆及配套的导套相互定位对齐，所述动模模芯安装在所述动模模框内，所述动模模芯上连接有所述分流锥，所述动模模芯与所述定模模芯共同形成模具型腔，所述顶出组件设置在所述动模模框上方，包括推料板、推料固定板、顶件杆、复位杆，所述动模模框上部在所述顶出组件的两侧设有模脚，所述推料板和所述推料固定板贴合安装在两侧的所述模脚之间，所述顶件杆和所述复位杆安装在所述推料固定板的下底面且所述顶件杆和所述复位杆的自由端均穿过所述动模模框和所述动模模芯，所述顶件杆设置为正对模具型腔、所述复位杆设置为偏离开模具型腔，并且所述复位杆的长度大于所述顶件杆的长度； 所述动模模框的外部包覆有所述动模电加热板，所述定模模框的外部包覆有所述定模电加热板，并且所述动模模框与所述定模模框均开通有油路，所述模温机经由加热油管连接于所述动模模框与所述定模模框的油路。

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