【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属件成型，特别是涉及一种铝合金半流体成型系统及成型方法。
技术介绍
1、半流体是指介于固体和液体之间的物质，不仅具有固体的结构形态，还具有液体的流动性。而在金属锻造领域，由于半流体的高固相率、流动性等特性，半流体通常被用作坯料来成型各种工件，以加工一些形状复杂、采用普通锻造难以成形的许多超合金、耐热零件和容易热裂的坯料。
2、在利用半流体进行产品加工时，制浆形成半流体的过程是影响产品质量的关键因素。现有的制浆过程通常采用机械搅拌或震动或在液相金属中加入固相金属等方式形成半流体，虽然这些方法在一定程度上能够实现制浆的目的，但也存在不少问题。其中，机械搅拌方式通常需要较高的搅拌速度和长时间的操作，这不仅增加了能耗，还可能因为搅拌过程中产生的剪切力导致金属液的结构发生变化，进而影响半流体的性能；同时，机械搅拌还可能引入外部杂质，影响半流体的纯度。而震动方式制浆则依赖于震动产生的能量来促进液相金属与添加剂或固相金属混合，如要获得均匀的半流体，震动过程对设备的要求较高，且震动过程中可能产生的不均匀力场可能导致半流体内部出现结构不均和性能波动，从而影响产品的质量。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种铝合金半流体成型系统及成型方法，以解决现有技术中半流体制浆过程性能变化、容易引入杂质以及产品成型质量不高的问题。
2、为达到上述目的，本专利技术的一技术方案提供一种铝合金半流体成型系统，包括：
3、熔炼装置，包括用于将固相铝合
4、制浆装置，包括可升降的搅拌机构以及与所述搅拌机构连通并用于通入保护气体的注气机构，所述搅拌机构用于在保护气体下对所述铝合金液制浆成铝合金半流体；以及
5、成型装置，包括具有一工作台的压力机构以及设置在所述工作台上的锻压机构，所述锻压机构用于将所述铝合金半流体锻压成型为锻压件。
6、进一步的，所述熔炼炉包括一敞口的熔炼腔以及插置于所述熔炼腔内的测温模块，所述固相铝合金材料和/或铝合金液盛装于所述熔炼腔内，所述测温模块用于实时检测熔炼腔内和/或铝合金液的温度。
7、进一步的，所述制浆装置还包括安装支架以及设置在所述安装支架上的制浆平台，所述搅拌机构和注气机构均设置在所述安装支架上且所述制浆平台位于所述搅拌机构的下方；
8、所述搅拌机构包括设置在所述制浆平台上方的搅拌棒以及驱动所述搅拌棒靠近或远离所述制浆平台的制浆驱动单元，所述搅拌棒用于向所述铝合金液中通入保护气体和/或对所述铝合金液加热，所述搅拌棒的外周形成有若干与注气机构连通的出气孔，所述熔炼炉中的铝合金液通过一盛具盛装后转移至制浆平台，所述制浆驱动单元驱动所述搅拌棒与所述铝合金液接触，所述注气机构通过所述出气孔向铝合金液中通入保护气体以在所述铝合金液中产生铝合金晶粒，形成铝合金半流体。
9、进一步的，所述压力机构包括形成所述工作台的机台以及设置在机台内的压力驱动单元；
10、所述锻压机构包括设置在工作台上的锻压下模以及相对设置在锻压下模上方的锻压上模，所述压力驱动单元能够驱动所述锻压上模靠近或远离所述锻压下模，所述锻压下模内形成有一锻压腔，所述锻压上模包括对应于所述锻压腔的位置处设置的冲头组件，所述锻压腔内盛装有预定量的铝合金半流体，当所述锻压上模与锻压下模合模后，所述冲头组件的对应端伸入所述锻压腔内挤压所述铝合金半流体，保压脱模后形成所述锻压件。
11、进一步的，所述锻压下模包括设置在工作台上的下模座、内置于所述下模座内的下模板以及穿设在所述下模座上的并活动穿入所述下模座的下顶杆，所述锻压腔形成于所述下模板内，所述锻压腔沿合模方向贯穿所述下模板，所述下顶杆的末端能够活动穿入所述锻压腔以实现所述锻压件的支撑和脱模；
12、所述锻压上模还包括相对设置在所述下模座上方的上模座和内置于所述上模座内的上模板，所述冲头组件安装在所述上模座上并贯穿所述上模板，所述冲头组件的末端穿出所述上模板的下表面与所述锻压腔相对；
13、当所述锻压上模与锻压下模合模后，所述冲头组件的末端伸入并封闭所述锻压腔且所述冲头组件的末端间隔插置于所述锻压腔内以形成封闭的成型腔体成型所述锻压件。
14、为达到上述目的，本专利技术的另一技术方案提供一种铝合金半流体成型方法，包括以下步骤：
15、熔炼：对固相铝合金材料进行熔炼成熔融状态并精炼成铝合金液待用；
16、制浆：取铝合金液，并在保护气体下对取出的铝合金液进行搅拌、制浆形成铝合金半流体；
17、锻压：加热成型装置，并取预定量铝合金半流体至成型装置进行锻压，保压，脱模形成锻压件。
18、进一步的，在所述熔炼的步骤中，在一熔炼炉中对所述固相铝合金材料进行熔炼至熔融状态并保温，并在所述固相铝合金材料熔化后，向熔融状态的铝合金材料中加入精炼剂并搅拌，进行除气、除渣，得到精炼后的铝合金液待用，在熔炼时，熔炼炉的熔炼温度和/或保温温度为670～680℃。
19、进一步的，在所述制浆的步骤中，利用盛具将铝合金液转移至制浆装置，将制浆装置的搅拌棒插置于铝合金液中，向铝合金液中通入保护气体，使所述保护气体在铝合金液中产生气泡使所述铝合金液震动、降温、搅拌或蒸发以形成铝合金晶粒，进而形成铝合金半流体；在利用搅拌棒和保护气体制浆时，制浆时间为5～15s。
20、进一步的，在所述锻压的步骤中，所述成型装置包括具有一工作台的压力机构以及设置在所述工作台上的锻压机构，所述锻压机构包括设置在工作台上的锻压下模以及相对设置在锻压下模上方的锻压上模，所述锻压下模内形成有一锻压腔，所述锻压上模包括对应于所述锻压腔的位置处设置的冲头组件，在锻压时，先对锻压上模和锻压下模加热，根据成型要求取预定量的铝合金半流体转移至锻压腔内，通过所述冲头组件与锻压腔配合挤压铝合金半流体，保压完成后脱模形成锻压件。
21、进一步的，在所述锻压的步骤中，所述成型装置还包括与所述锻压上模和锻压下模连接并用于对所述锻压上模和锻压下模进行加热的加热系统，所述加热系统在加热时，所述锻压下模的加热温度为280±10℃，所述锻压上模的加热温度为250±10℃。
22、本专利技术通过集成熔炼装置、制浆装置和成型装置，在成型锻压件之前将铝合金原料熔炼、制浆成铝合金半流体，铝合金半流体相较于液相铝合金的流动性和温度均较低，如此，在锻压过程中，铝合金半流体固化的收缩减小，成型精度高，能有效改善普通锻压过程中锻压件外观不良、出现气孔以及内部组织致密性无法保证的问题，并且，在保压、冷却过程中，恢复至常温或脱模温度的时间相对较短，能有效提高成型效率。另外，采用石墨棒作为搅拌棒，采用通入保护的方式对铝合金液进行搅拌、震动、降温或蒸发形成铝合金晶粒，可以有效防止铝合金液在搅拌过程中被氧化从而确保铝合金液的纯度，并且，以此方式形成铝合金晶粒，可通过改变保护气体的种类及流量来控制形成铝合金半流体的过程，从而得到符合要求本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种铝合金半流体成型系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的铝合金半流体成型系统，其特征在于，所述熔炼炉包括一敞口的熔炼腔以及插置于所述熔炼腔内的测温模块，所述固相铝合金材料和/或铝合金液盛装于所述熔炼腔内，所述测温模块用于实时检测熔炼腔内和/或铝合金液的温度。
3.根据权利要求1所述的铝合金半流体成型系统，其特征在于，所述制浆装置还包括安装支架以及设置在所述安装支架上的制浆平台，所述搅拌机构和注气机构均设置在所述安装支架上且所述制浆平台位于所述搅拌机构的下方；
4.根据权利要求1所述的铝合金半流体成型系统，其特征在于，所述压力机构包括形成所述工作台的机台以及设置在机台内的压力驱动单元；
5.根据权利要求4所述的铝合金半流体成型系统，其特征在于，所述锻压下模包括设置在工作台上的下模座、内置于所述下模座内的下模板以及穿设在所述下模座上的并活动穿入所述下模座的下顶杆，所述锻压腔形成于所述下模板内，所述锻压腔沿合模方向贯穿所述下模板，所述下顶杆的末端能够活动穿入所述锻压腔以实现所述锻压件的支撑和脱模；所述锻压上模还包括相对设
6.一种铝合金半流体成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的铝合金半流体成型方法，其特征在于，在所述熔炼的步骤中，在一熔炼炉中对所述固相铝合金材料进行熔炼至熔融状态并保温，并在所述固相铝合金材料熔化后，向熔融状态的铝合金材料中加入精炼剂并搅拌，进行除气、除渣，得到精炼后的铝合金液待用，在熔炼时，熔炼炉的熔炼温度和/或保温温度为670～680℃。
8.根据权利要求6所述的铝合金半流体成型方法，其特征在于，在所述制浆的步骤中，利用盛具将铝合金液转移至制浆装置，将制浆装置的搅拌棒插置于铝合金液中，向铝合金液中通入保护气体，使所述保护气体在铝合金液中产生气泡使所述铝合金液震动、降温或蒸发以形成铝合金晶粒，进而形成铝合金半流体；在利用搅拌棒和保护气体制浆时，制浆时间为5～15s。
9.根据权利要求6所述的铝合金半流体成型方法，其特征在于，在所述锻压的步骤中，所述成型装置包括具有一工作台的压力机构以及设置在所述工作台上的锻压机构，所述锻压机构包括设置在工作台上的锻压下模以及相对设置在锻压下模上方的锻压上模，所述锻压下模内形成有一锻压腔，所述锻压上模包括对应于所述锻压腔的位置处设置的冲头组件，在锻压时，先对锻压上模和锻压下模加热，根据成型要求取预定量的铝合金半流体转移至锻压腔内，通过所述冲头组件与锻压腔配合挤压铝合金半流体，保压完成后脱模形成锻压件。
10.根据权利要求9所述的铝合金半流体成型方法，其特征在于，在所述锻压的步骤中，所述成型装置还包括与所述锻压上模和锻压下模连接并用于对所述锻压上模和锻压下模进行加热的加热系统，所述加热系统在加热时，所述锻压下模的加热温度为280±10℃，所述锻压上模的加热温度为250±10℃。
...【技术特征摘要】
1.一种铝合金半流体成型系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的铝合金半流体成型系统，其特征在于，所述熔炼炉包括一敞口的熔炼腔以及插置于所述熔炼腔内的测温模块，所述固相铝合金材料和/或铝合金液盛装于所述熔炼腔内，所述测温模块用于实时检测熔炼腔内和/或铝合金液的温度。
3.根据权利要求1所述的铝合金半流体成型系统，其特征在于，所述制浆装置还包括安装支架以及设置在所述安装支架上的制浆平台，所述搅拌机构和注气机构均设置在所述安装支架上且所述制浆平台位于所述搅拌机构的下方；
4.根据权利要求1所述的铝合金半流体成型系统，其特征在于，所述压力机构包括形成所述工作台的机台以及设置在机台内的压力驱动单元；
5.根据权利要求4所述的铝合金半流体成型系统，其特征在于，所述锻压下模包括设置在工作台上的下模座、内置于所述下模座内的下模板以及穿设在所述下模座上的并活动穿入所述下模座的下顶杆，所述锻压腔形成于所述下模板内，所述锻压腔沿合模方向贯穿所述下模板，所述下顶杆的末端能够活动穿入所述锻压腔以实现所述锻压件的支撑和脱模；所述锻压上模还包括相对设置在所述下模座上方的上模座和内置于所述上模座内的上模板，所述冲头组件安装在所述上模座上并贯穿所述上模板，所述冲头组件的末端穿出所述上模板的下表面与所述锻压腔相对；当所述锻压上模与锻压下模合模后，所述冲头组件的末端伸入并封闭所述锻压腔且所述冲头组件的末端间隔插置于所述锻压腔内以形成封闭的成型腔体成型所述锻压件。
6.一种铝合金半流体成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁辉牙，刘志兵，张华，夏起发，
申请(专利权)人：深圳市长盈精密技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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