一种轻合金产品制造技术

本发明专利技术公开了一种轻合金产品，特点是由固态的镁合金原料和改性料通过一台整机设备熔融、混合、注射成型制成。优点是本轻合金产品由固态的镁合金原料和改性料通过一台整机设备熔融、混合、注射成型制成，在整体制造过程中，有效避免了镁合金原料发生氧化的风险，确保了产品性能的稳定性，容易得到制品质量较高的轻合金产品，通过注塑成型方法制得的轻合金产品，其屈服强度能提升10%以上，最大抗拉强度能提升20%，延伸率能提升3—5%，均匀性更强，抗腐蚀性也得到了较大的提升。蚀性也得到了较大的提升。蚀性也得到了较大的提升。

【技术实现步骤摘要】
一种轻合金产品


[0001]本专利技术涉及一种金属制品，尤其涉及一种轻合金产品。

技术介绍

[0002]轻合金，又叫轻型合金，主要指钛合金、镁合金和铝合金，其中，镁合金密度低，比强度大，散热性和热稳定性都要比铝合金好，是一种极具发展前景的新型轻合金材料，目前被广泛应用在航空航天、3C电子、汽车制造等领域中。
[0003]然而，镁合金由于本身性质问题，塑性和耐腐蚀性都较差，要将其制成符合要求的轻合金产品，必须对其进行掺杂改性，目前针对主要原料为镁合金的轻合金产品的制造，普遍是需要先将镁合金原料熔融成液态，再将改性材料添加到镁合金液体中，通过搅拌混合冷却成半固态料，接着将半固态料进行压铸得到所需的轻合金产品。上述以镁合金作为主原料的轻合金产品的制造步骤繁琐，操作复杂，且镁合金在熔融成液态并与改性材料混合时，极易发生氧化，同时难以做到均匀混合，改性材料在混合过程中易团聚，导致半固态料内部的成分容易不均匀，易出现偏析，导致制得的轻合金产品稳定性和一致性较差，难以得到高质量的制品。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种性能稳定、质量较高的轻合金产品。
[0005]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种轻合金产品，由固态的镁合金原料和改性料通过一台整机设备熔融、混合、注射成型制成。
[0006]所述的改性料为陶瓷粉末、石墨烯、稀土金属和碳纤维或玻璃纤维中的至少一种。
[0007]所述的改性料为粒径在0.1μm—15μm之间的陶瓷粉末，所述的镁合金原料与所述的陶瓷粉末的质量比在100:1到4:1之间。陶瓷粉末有良好的分散性，在此含量范围内，陶瓷粉末能与镁合金剪切料充分均匀混合，在熔融过程中能形成均一的熔融物，而过量的陶瓷粉末不仅会降低分散性，也会增加改性镁合金的脆性。
[0008]所述的改性料为石墨烯，所述的镁合金原料与所述的石墨烯的质量比在1000:1到20:1之间。石墨烯会改变镁合金结构，同时有效提升镁合金的机械性能，在此含量范围内，最为适当，但石墨烯具有非常强的团聚性，且过量石墨烯会导致镁合金材料无法成型。
[0009]所述的改性料为稀土金属，所述的镁合金原料与所述的稀土金属的质量比在1000:1到100:1之间。改性料采用稀土金属，能有效改变成型的镁合金的结构，从而使镁合金的性能得到提升，在此含量范围内，最为适当，而当稀土金属含量较高时会发生偏析，产生有害相，从而影响成型后镁合金的性能。
[0010]所述的改性料为碳纤维或玻璃纤维，所述的镁合金原料与所述的碳纤维或玻璃纤维质量比在1000:1到20:1之间。碳纤维和玻璃纤维能在不改变合金固有化学性质的情况下，对镁合金的韧性和强度进行适用环境的调控，并明显降低镁合金改性的成本。
[0011]所述的成型的具体步骤如下：（1）原料混炼：将固态的镁合金原料与改性料按配比通过所述的整机设备熔融混合，形成半固态或液态的待注塑浆料；（2）注射：将上述混炼得到的半固态或液态的待注塑浆料通过所述的整机设备注射到模腔中；（3）模腔成型得到所述的轻合金产品。
[0012]所述的成型方法所采用的整机设备包括一具有注射腔的注射筒，所述的注射腔内可转动且可前后移动地设置有一根螺杆，所述的注射筒上设置有与所述的注射筒相连通的用于进料的料斗，所述的注射筒的筒体外部设置有加热装置；采用上述所述的整机设备的所述的成型的具体过程如下：（1）原料混炼：（1
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1）将固态镁合金原料与改性料按配比搅拌均匀形成混合料；（1
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2）螺杆前进，使其整体位于注射腔内，对料斗进行抽真空处理，控制料斗内的气体压强在5
×
10
‑2Pa以下，将混合料填入到料斗中，混合料通过料斗进入到注射腔中温度控制在450 ℃—585 ℃的输送区，螺杆转动将位于输送区的混合料推送至注射腔内温度控制在600℃—625 ℃的熔融、计量混合区，混合料在螺杆的剪切作用下在熔融、计量混合区熔融成半固态或液态的待注塑浆料；（1
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3）根据所需生产的产品的重量，对整机设定一个储料量设定值，当待注塑浆料的量达到储料量设定值时，料斗停止进料，螺杆停止转动并后退，准备进入注射工序；（2）注射：螺杆前进，将上述混炼得到的半固态或液态的待注塑浆料通过所述的注射筒上的射嘴注射到模腔中；（3）模腔成型得到所述的轻合金产品。
[0013]利用上述整机设备和方法制备得到的轻合金产品具有如下优点：（1）能一体化进行合金的改性与成型，提升工作效率并提升良品率；（2）以此设备和方法制备的改性轻合金，能够任意调控改性料与合金的成分配比，随着产品需求能快速变更进料比例；（3）以此设备和方法制备的改性轻合金，其本身机械性能能得到大幅度提升，相比于现有轻合金材料，改性轻合金可应用的服役环境更为广泛苛刻；（4）对轻合金进行改性，难点在于改性料能否有良好的分散性，而本设备能充分对待改性镁合金与合金改性料进行充分地搅拌，分散性得到良好地提升；（5）从开始到射出成型的整个过程，基本不存在与外界空气接触的机会，使得整个制备过程不需要使用到另外的气体来进行保护，那么整个射出过程中就不会存在卷气现象，可有效降低产品的气孔率。
[0014]所述的成型方法所采用的整机设备包括混炼装置和注射装置；所述的混炼装置包括一具有混炼腔的混炼筒，所述的混炼筒上设置有与所述的混炼腔相连通的用于进料的料斗，所述的混炼腔内可转动地设置有至少一根螺杆，所述的混炼筒的筒体外部设置有加热装置；所述的注射装置包括一具有注射腔的注射筒，所述的注射腔内可前后移动地设置有一推杆，所述的注射筒的筒体外部设置有加热装置；所述的混炼腔与所述的注射筒之间通过一密闭的送料通道相连通，所述的送料通道的外部设置有加热装置，所述的送料通道内设置有一单向阀；
采用上述所述的整机设备的所述的成型的具体过程如下：（1）原料混炼：（1
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1）对料斗进行抽真空处理，控制料斗内的气体压强在5
×
10
‑2Pa以下，将镁合金待原料和改性料通过定量喂料装置填入到料斗中，两种物料通过料斗进入到混炼腔中，螺杆转动，控制混炼腔内用于对两种物料进行预热的输送区的温度在450 ℃—585 ℃，，控制混炼腔内用于对两种物料进行熔融和混合的熔融区和混合区的温度在600℃—625 ℃，随着物料的不断增加，在螺杆的转动带动下，两种物料在混炼筒内熔融、剪切并混合形成均匀的半固态或液态的待注塑浆料；（1
‑
2）单向阀打开，螺杆继续转动，保持对待注射浆料的搅拌，随着物料的不断增加，在螺杆的转动作用下，待注射浆料通过温度控制在600℃—625 ℃的送料通道进入到温度控制在600℃—625 ℃的注射筒的注射腔内；（1
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3）根据所需生产的产品的重量，对整机设定一个储料量设定值，当注射腔内的待注塑浆料达到该储料量设定值时，螺杆停止转动，单向阀关闭，准备进入注射工序；（2）注射：（2
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1）注射前段，推杆以高速低压模式推进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轻合金产品，其特征在于由固态的镁合金原料和改性料通过一台整机设备熔融、混合、注射成型制成。2.如权利要求1所述的一种轻合金产品，其特征在于所述的改性料为陶瓷粉末、石墨烯、稀土金属和碳纤维或玻璃纤维中的至少一种。3.如权利要求2所述的一种轻合金产品，其特征在于所述的改性料为粒径在0.1μm—15μm之间的陶瓷粉末，所述的镁合金原料与所述的陶瓷粉末的质量比在100:1到4:1之间。4.如权利要求2所述的一种轻合金产品，其特征在于所述的改性料为石墨烯，所述的镁合金原料与所述的石墨烯的质量比在1000:1到20:1之间。5.如权利要求2所述的一种轻合金产品，其特征在于所述的改性料为稀土金属，所述的镁合金原料与所述的稀土金属的质量比在1000:1到100:1之间。6.如权利要求2所述的一种轻合金产品，其特征在于所述的改性料为碳纤维或玻璃纤维，所述的镁合金原料与所述的碳纤维或玻璃纤维质量比在1000:1到20:1之间。7.如权利要求1所述的一种轻合金产品，其特征在于所述的成型的具体步骤如下：（1）原料混炼：将固态的镁合金原料与改性料按配比通过所述的整机设备熔融混合，形成半固态或液态的待注塑浆料；（2）注射：将上述混炼得到的半固态或液态的待注塑浆料通过所述的整机设备注射到模腔中；（3）模腔成型得到所述的轻合金产品。8.如权利要求7所述的一种轻合金产品，其特征在于所述的成型方法所采用的整机设备包括一具有注射腔的注射筒，所述的注射腔内可转动且可前后移动地设置有一根螺杆，所述的注射筒上设置有与所述的注射筒相连通的用于进料的料斗，所述的注射筒的筒体外部设置有加热装置；采用上述所述的整机设备的所述的成型的具体过程如下：（1）原料混炼：（1
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1）将固态镁合金原料与改性料按配比搅拌均匀形成混合料；（1
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2）螺杆前进，使其整体位于注射腔内，对料斗进行抽真空处理，控制料斗内的气体压强在5
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10
‑2Pa以下，将混合料填入到料斗中，混合料通过料斗进入到注射腔中温度控制在450 ℃—585 ℃的输送区，螺杆转动将位于输送区的混合料推送至注射腔内温度控制在600℃—625 ℃的熔融、计量混合区，混合料在螺杆的剪切作用下在熔融、计量混合区熔融成半固态或液态的待注塑浆料；（1
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3）根据所需生产的产品的重量，对整机设定一个储料量设定值，当待注塑浆料的量达到储料量设定值时，料斗停止进料，螺杆停止转动并后退，准备进入注射工序；（2）注射：螺杆前进，将上述混...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓俊钧，曾小勤，张洪，谷立东，刘玉鹏，李秋宏，崔天铖，苏旭波，
申请(专利权)人：伯乐智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：