轻金属半固态注射成型机制造技术

本发明专利技术揭示了一种轻金属半固态注射成型机，包括送料装置、熔化装置、搅拌装置、输送装置和注射装置，送料装置前侧与熔化装置的后端相连接，熔化装置的前端与搅拌装置相连，注射装置位于熔化装置的下方，输送装置的上端与熔化装置相连，所述输送装置下端与注射装置相连接。本发明专利技术采用金属棒坯作为原料，加热器熔化金属棒坯时，只要将金属棒坯加热至半固态或者液相线温度，且能保持连续注射的最低熔化量即可，不必将金属原材料完全融化后保持金属熔液的形式完成注塑，温度要求较低，节能环保，减少成本；且本发明专利技术可以实现金属熔化、半固态金属浆料的制备、输送和成型，工艺过程简单，集成度，自动化程度高。

【技术实现步骤摘要】
轻金属半固态注射成型机
本专利技术涉及一种轻金属注射成型机，属于有色金属加工制造
。
技术介绍
目前国内外轻金属半固态产品的制造方法主要为分成流变成型、触变成型、注射 成型这三类。 流变成型工艺的工艺过程如下：在金属从液相到固相的冷却过程中进行剧烈搅 拌，制备出具备一定固相率的半固态金属浆料，并对其进行保温，最后将半固态金属浆料送 往成型设备进行铸造、挤压、锻造、乳制等工序。流变成型工艺虽然工作过程简单，能耗和铸 件成本低，但半固态金属浆料的保存和运输不方便，设备自动化生产较为困难，目前已成熟 应用的流变成型设备和工艺较少，大部分仍处于实验室研究阶段。流变成型工艺的核心装 置如专利文献Method and apparatus for Injection molding of semi-solid metals (US Patent 5,501，266;授权日期为1996. 03. 26)所述。该工艺存在的问题就是需要使用 一定容积的熔炼炉对金属进行熔炼，特别对于镁合金而言，熔炼过程中需要施加各类熔剂 或保护气氛来防止镁合金氧化和燃烧，不但存在一定的安全隐患，且对环保不利。 触变成型工艺的工艺过程如下：先将半固态金属浆料进行凝固成坯料，然后根据 产品尺寸进行下料，再重新加热到半固态温度后送入成型设备进行加工。由于半固态坯料 为固态，其运输比较方便，自动化操作易实现，因此触变成型是目前半固态成型的主流技 术。但是由于需要铸坯、切割、二次加热等工序，相比流变成型，触变成型的成本较高。 注射成型是在塑料注射成型工艺基础上开发而来，目前有两种工艺路线。一种是 利用金属颗粒作为原料，通过外部加热和螺杆搅拌制备出半固态金属浆料，经过计量后直 接注射成型。这种工艺集半固态金属浆料制备、保存、运输和成型于一体，较好的解决了流 变成型和触变成型中存在的问题，且在工业化生产中获得了应用。这种工艺的核心装置如 专利文献Method and apparatus for the Injection molding of metal alloys（US Patent 5,040, 589;授权日期为1991. 08. 20)所述。但是该注射成型工艺所采用的原料为 金属颗粒料，其制备过程比常规的铸锭要复杂，且颗粒的表面积大，容易氧化，这对生产的 铸件产品质量可能造成不利影响。另外一种注射成型工艺是采用金属圆棒作为原料，在圆 形熔化筒中熔化，利用金属受热膨胀特性实现自密闭功能，避免熔体氧化和燃烧，熔体达到 工艺要求后输送到注射筒中再注射成型。中国专利ZL 03806314. X公开了一种轻金属注射 成形机的注射装置，包括熔化装置、柱塞注射装置、坯段供给装置及连接部件，该工艺设备 以短棒状的轻金属作为原材料，坯段供给装置将轻金属原材料送入熔化装置，而后熔化装 置将轻金属原材料制备成金属熔液，最后金属溶液通过柱塞注射装置注射成型。但是该工 艺制备必须将轻金属原材料制备成金属熔液，在注塑过程中也必须保持金属熔液状态，其 过程对温度要求较高,能耗较大,生产成本也随之加大；而且,若发生轻金属原材料熔化不 完全的情况，会造成柱塞注射装置堵塞，导致工艺设备无法正常工作。 基于以上技术现状，设计出一种新型轻金属半固态注射成型机，避免现有半固态 注射成型工艺需要采用金属颗粒作为原料所产生的不便，直接使用铸棒作为原料，并在一 个设备中完成熔化、半固态制浆、输送和注射等工艺过程，是一项具有意义的技术课题。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有半固态成型技术存在的不足，提供一种集半固态金属浆 料制备、输送、注射成型一体化的轻金属半固态注射成型机。 本专利技术的技术解决方案是：轻金属半固态注射成型机，以金属棒述作为加工原材 料，包括送料装置、熔化装置、搅拌装置、输送装置和注射装置，所述送料装置前侧与熔化装 置的后端相连接，所述注射装置位于熔化装置的下方，所述输送装置的上端与熔化装置相 连，所述输送装置的下端与注射装置相连接；所述熔化装置包括熔化筒和加热器，该熔化筒 为圆筒状缸体，所述熔化筒的外周卷绕有至少两个加热器，所述熔化筒前侧的下部设有一 开口；所述送料装置包括滑动道、支撑座轨道、推送装置、第一连接块和第二连接块，所述滑 动道和支撑座轨道位于第一连接块与第二连接块之间，所述支撑座轨道连接于滑动道的出 口处，所述第一连接块和第二连接块上均设有圆形通孔，该通孔的孔径大于金属棒坯的直 径，小于所述熔化筒的内径，所述第一连接块与所述熔化装置的熔化筒的后端相连，所述第 二连接块与推送装置相连；所述搅拌装置包括电机、传送带和螺杆，电机的机头和螺杆尾部 通过传送带相连，螺杆的头部从所述熔化筒前端插入与熔化筒相连；所述注射装置包括注 射头部、注射筒、注射柱塞和注射油缸，注射筒为圆筒状缸体，注射筒前侧的上部设有一开 口，注射头部后端与注射筒前端相连接，注射筒后端与注射柱塞前端相连接，注射柱塞后部 与注射油缸相连，注射柱塞通过油缸伸缩实现前进或后退；所述输送装置连接于所述熔化 筒前侧下部开口与注射装置注射筒前侧上部的开口之间，使得熔化筒与注射筒相连通。 进一步地，上述轻金属半固态注射成型机，其中：所述螺杆的最大杆径小于熔化筒 内径，使得螺杆可以在熔化筒内无阻碍地转动，该螺杆内部设有一根棒体，该棒体位于螺杆 尾部的那一端设有一螺杆加热器，加热器通过棒体传热给整个螺杆使其升温；所述螺杆上 套有一水冷快，该水冷块位于烙化筒头部前侧。 进一步地，上述轻金属半固态注射成型机，其中：所述滑动道呈 < 型结构，另 设有两个挡料装置，即第一挡料装置和第二挡料装置，所述第一挡料装置安装于滑动道出 口处的上方，所述第二挡料装置安装于滑动道的下方且与第一挡料装置相距一个金属棒坯 直径的距离。 进一步地，上述轻金属半固态注射成型机，其中：所所述推送装置包括推动杆和推 动杆油缸，所述推动杆的直径小于第二连接块上的通孔孔径，且推动杆的前端插入第二连 接块的通孔中，所述推动杆油缸位于第二连接块后侧，且套于推动杆后部外周，使得推动杆 可以前后移动。 更进一步地，上述轻金属半固态注射成型机，其中：所述熔化筒外侧卷绕有四个加 热器，四个加热器的加热温度逐级降减，位于熔化筒头部的加热器温度最高，位于熔化筒尾 部的加热器温度最低。 更进一步地，上述轻金属半固态注射成型机，其中：所述熔化筒长度可以容纳3-4 根金属棒坯，熔化筒与第一连接块上的通孔以及第二连接块上的通孔处于同一轴心。 再进一步地，上述轻金属半固态注射成型机，其中：所述输送管道外周设置有加热 器，所述输送管上设置有止逆阀，止逆阀右侧连接有止逆阀油缸，止逆阀通过止逆阀油缸伸 缩实现打开或关闭。 再进一步地，上述轻金属半固态注射成型机，其中：所述注射装置的注射头部的外 周设置有加热器，注射头部的前端设有喷嘴。 本专利技术突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：（1)原料直接采用金属棒 坯，易于获得，且棒坯表面精车，无氧化，加工出的产品质量好（2)金属棒坯可以实现受热膨 胀自密闭，无需保护气氛或者仅需少量氩气（主要针对镁合金）；（3)熔化金属棒坯时，只要本文档来自技高网...

【技术保护点】
轻金属半固态注射成型机，以金属棒坯作为加工原材料，包括送料装置、熔化装置、搅拌装置、输送装置和注射装置，所述送料装置前侧与熔化装置的后端相连接，所述注射装置位于熔化装置的下方，所述输送装置的上端与熔化装置相连，所述输送装置的下端与注射装置相连接；其特征在于：所述熔化装置包括熔化筒和加热器，该熔化筒为圆筒状缸体，所述熔化筒的外周卷绕有至少两个加热器，所述熔化筒前侧的下部设有一开口；所述送料装置包括滑动道、支撑座轨道、推送装置、第一连接块和第二连接块，所述滑动道和支撑座轨道位于第一连接块与第二连接块之间，所述支撑座轨道连接于滑动道的出口处，所述第一连接块和第二连接块上均设有圆形通孔，该通孔的孔径大于金属棒坯的直径，小于所述熔化筒的内径，所述第一连接块与所述熔化装置的熔化筒的后端相连，所述第二连接块与推送装置相连；所述搅拌装置包括电机、传送带和螺杆，电机的机头和螺杆尾部通过传送带相连，螺杆的头部从所述熔化筒前端插入与熔化筒相连；所述注射装置包括注射头部、注射筒、注射柱塞和注射油缸，注射筒为圆筒状缸体，注射筒前侧的上部设有一开口，注射头部后端与注射筒前端相连接，注射筒后端与注射柱塞前端相连接，注射柱塞后部与注射油缸相连，注射柱塞通过油缸伸缩实现前进或后退；所述输送装置连接于所述熔化筒前侧下部开口与注射装置注射筒前侧上部的开口之间，使得熔化筒与注射筒相连通。...

【技术特征摘要】
1. 轻金属半固态注射成型机，以金属棒坯作为加工原材料，包括送料装置、熔化装置、 搅拌装置、输送装置和注射装置，所述送料装置前侧与熔化装置的后端相连接，所述注射装 置位于熔化装置的下方，所述输送装置的上端与熔化装置相连，所述输送装置的下端与注 射装置相连接；其特征在于：所述熔化装置包括熔化筒和加热器，该熔化筒为圆筒状缸体， 所述熔化筒的外周卷绕有至少两个加热器，所述熔化筒前侧的下部设有一开口；所述送料 装置包括滑动道、支撑座轨道、推送装置、第一连接块和第二连接块，所述滑动道和支撑座 轨道位于第一连接块与第二连接块之间，所述支撑座轨道连接于滑动道的出口处，所述第 一连接块和第二连接块上均设有圆形通孔，该通孔的孔径大于金属棒坯的直径，小于所述 熔化筒的内径，所述第一连接块与所述熔化装置的熔化筒的后端相连，所述第二连接块与 推送装置相连；所述搅拌装置包括电机、传送带和螺杆，电机的机头和螺杆尾部通过传送带 相连，螺杆的头部从所述熔化筒前端插入与熔化筒相连；所述注射装置包括注射头部、注射 筒、注射柱塞和注射油缸，注射筒为圆筒状缸体，注射筒前侧的上部设有一开口，注射头部 后端与注射筒前端相连接，注射筒后端与注射柱塞前端相连接，注射柱塞后部与注射油缸 相连，注射柱塞通过油缸伸缩实现前进或后退；所述输送装置连接于所述熔化筒前侧下部 开口与注射装置注射筒前侧上部的开口之间，使得熔化筒与注射筒相连通。2. 根据权利要求1所述的轻金属半固态注射成型机，其特征在于：所述螺杆的最大杆 径小于熔化筒内径，使得螺杆可以在熔化筒内无阻碍地转动，该螺杆内部设有一根棒体，该 棒体位于螺杆尾部的那一端设有一螺杆加热器，加热器通...

【专利技术属性】
技术研发人员：窦保杰，陈琦，程瑞敏，
申请(专利权)人：苏州有色金属研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32