本发明专利技术涉及一种真空自重浇注高静压强浇压铸成形设备，包括熔铝炉，所述熔铝炉与保温炉相连接且连接管上设置有启闭阀，所述保温炉经输料管与料筒的下端侧部相连接，所述油缸设置于料筒上方并驱动料筒活塞在料筒内上下运行，所述料筒进料口位于料筒活塞运行行程之中，所述料筒位于模具工装组合件的上方，所述模具工装组合件内设置有与料筒出料口相连通的铝液浇注流道，所述铝液浇注流道与模具型腔相连通，所述模具型腔的内室和浇冒头经狭缝式抽真空通道与真空管道相连通，所述真空管道连接至真空缓冲罐，所述真空缓冲罐与真空泵相连接。本发明专利技术还涉及相应的一种铸造成形工艺。本发明专利技术保证了成形工件既有真空浇铸的优良机械性能，又有高压压铸的良好表面性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种真空自重浇注高静压强浇压铸成形设备及其工艺。
技术介绍
在我国现有对铝及铝工件的成形，均采用浇注和压铸两种工艺，两种成形工艺的工件内部都不同程度地存在气孔。压铸时因为物料呈喷射状快速进入模具型腔内，来不及排放的气体和氧化铝，形成气孔和工件内部组织变化，导致压铸件机械性能存在缺陷。浇注时物料不形成喷射状但也会有气孔产生，浇注工件机械性能较好，但不容易形成好的工作表面，特别是一些形状特殊的工件不易成形。目前，对于工件内部的气孔问题国内外均有在研讨，对于真空压铸国内外也有在研究和探讨。华中科技大学有学生的毕业论文讨论但未进入实用，其采用的是利用真空将物料吸入料筒然后压射。但真空吸力必须消耗平衡物料的自重，一旦处于平衡中就无法再吸料，还有物料如何输送和终止输送，这些技术问题都存在实施过程的困难。单一的压铸无法有效提高压铸件的机械性能，只是减少内部气孔的形成而已。在日本、德国以及我国的武汉华中科技大学均有真空压铸机的相关报导，都是采用高温物料喷射压铸，不易实现较好的工件机械性能，主要有三种以下方法。一是德国Vacural法，将熔铝炉通过升液管与压射室直接连接，只将熔液用抽真空方式吸入到压射室内，接着继续对型腔抽真空到预定值后再压射成形。但是这个过程必须要关闭进料口，不然料筒和炉液面的落差势能会减少型腔内的真空度。二是德国MFT法，其分为4个步骤①对料筒进行定量浇注物料，②压射室活塞对物料慢压射使压射室内的空气自然向型腔上方排放，继而快速抽真空，③当压射室活塞向前推进到给料占有压射室空间的1/3 1/2时，立即关闭抽真空实现快速压射，④压射完毕实现保压和留模冷却；该方法对于料筒的物料进给是采用定量机构加料式，或是采用人工定量器加料方法；步骤②是利用真空吸能罐吸能原理，当打开真空阀就实现快速操真空，同时在模具设计时采用大浇口使熔液快速进入型腔，此时的能量来源于两个方面一是真空吸力，二是料筒活塞的推进力。三是瑞士方达利真空压铸机，其工作原理和德国MFT法基本相同，都是采用料筒置于模具型腔下方，在模具的上方设置抽真空，先对料筒压射室定量给料然后慢压射抽真空，关闭真空阀后转入快压射。现有技术不论是普通压铸还是以上对比资料所列举的几种真空压铸方式，其工件的表面质量都是靠压铸机对模具型腔实施进料后期的快速压射冲击力以及压强来实现的。这种方法虽然有良好的工件表面质量，但由于快速压射造成物料是喷射状进料从而影响最终工件的成形结晶和机械性能。
技术实现思路
鉴于现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种同时具有真空浇铸的优良机械性能和高压压铸的良好表面性能的真空自重浇注高静压强浇压铸成形设备及其工艺。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案一是一种真空自重浇注高静压强浇压铸成形设备，包括熔铝炉、保温炉、料筒、料筒活塞、油缸、模具工装组合件、真空缓冲罐和真空泵，所述熔铝炉与保温炉相连接且连接管上设置有启闭阀，所述保温炉经输料管与料筒的下端侧部相连接，所述油缸设置于料筒上方并驱动料筒活塞在料筒内上下运行，所述料筒进料口位于料筒活塞运行行程之中，所述料筒位于模具工装组合件的上方，所述模具工装组合件内设置有与料筒出料口相连通的铝液浇注流道，所述铝液浇注流道与模具型腔相连通，所述模具型腔的内室和浇冒头经狭缝式抽真空通道与真空管道相连通，所述真空管道连接至真空缓冲罐，所述真空缓冲罐与真空泵相连接。进一步的，所述保温炉内的上液面较模具型腔熔液接触面高。 进一步的，所述保温炉连接有空压机且连接管道上设置有进气阀门，所述保温炉设置有压力表、放气阀门和安全阀。进一步的，所述输料管靠近料筒进料口的一段上设置有输料管加热器。 进一步的，所述油缸的横截面积较料筒的横截面积大。进一步的，所述料筒的上端与料筒活塞杆相接触部位安装有密封件。进一步的，所述料筒活塞杆上设置有向杆内通冷却水的冷却水进出管。进一步的，所述狭缝式抽真空通道为扁平通道，其扁平口高度为0. 15^0. 25_。进一步的，所述熔铝炉的上方设置有物料预热区。进一步的，所述模具工装组合件的下方设置有模具下行工作点和两个模具工件分离预热区。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案二是一种真空自重浇注高静压强浇压铸成形工艺，包括上述的一种真空自重浇注高静压强浇压铸成形设备，按以下步骤进行(I)将预热好的铝锭放入熔铝炉进行过热熔解，设定熔解的过热温度为680 800°C ；(2)熔解后的铝液通过启闭阀进入保温炉进行保温，原则上保温的温度控制在67(T780°C之间；(3)将模具工装组合件与料筒相连接固定，初始时料筒活塞位于料筒的下端部并挡住料筒进料口，开启真空阀、启动真空泵使得模具型腔内空气和料筒下方空气经真空管道抽真空，使模具型腔及料筒均处于真空状态；(4)在抽真空的同时，油缸推杆向上运行带动料筒活塞向上行，当上行行程超过料筒进料口上方时停止上行，此时保温炉通过输料管与料筒相连通，铝液在真空和铝液自重的作用下实现从保温炉快速浇注进入料筒和模具型腔；(5)当铝液注满至料筒活塞下侧时，油缸推杆向下运行带动料筒活塞向下运行使得过量的铝液自动经料筒进料口返回保温炉，当料筒活塞向下运行超过料筒进料口下方时就自动关闭料筒进料口进而自然形成定量进料，此时实现料筒活塞对工件加压继而料筒活塞继续向下运行实现对工件施加高静压强以实现保压，在保压的同时对工件进行冷却；(6)保压冷却后一定时间后，一般保压时间控制在广15秒，留模冷却时间控制在5 30秒，油缸推杆向下运行，模具工装组合件同时向下运行，料筒中的料头随同模具脱离料筒进入模具下行工作点；(7)在机械作用下，模具和工件平移至一模具工件分离预热区，进行工件脱模处理；(8)当模具进入上述的模具工件分离预热区后，位于另一模具工件分离预热区已加热处理的模具进入模具下行工作点同时上升和料筒结合，料筒活塞回位进行下轮工作。进一步的，在步骤(4)中，熔铝炉与料筒相连接的输料管靠近料筒进料口的一段上设置有输料管加热器，使得料筒进料口和料筒活塞接触面的平面层熔液保持流动。 进一步的，在步骤(4 )中，对于较复杂工件和特殊要求工件需要增加自重真空浇注过程物料进给时与模具型腔接触瞬间物料对型腔面的压强，先向密闭的保温炉冲入压力气体以加压，铝液最后在真空、铝液自重和压强的作用下实现从保温炉快速浇注进入料筒和模具型腔。进一步的，在步骤(7)和(8)中，两模具工件分离预热区均设置有模具预热装置。本专利技术聚真空自重浇注与高压保压成形为一体，其具有以下优点。一、采用真空型腔使得工件在成形过程有效解决型腔气体进入工件体内的问题。二、采用真空自重浇注使得浇注熔液进入型腔流速加快，在一定程度上可提高浇注件的机械性能，实验证明当浇注熔液达到20m/s时的浇注件机械性能比较好。同时，工件用低压浇注成形和高压压铸成形相对比，低压浇注成形的工件比高压压注成形的工件综合机械强度好，因而对于很多特殊要求工件都不采用高压压铸成形，而采用低压浇注成形，比 如汽车轮毂就是采用低压浇注成形。采用真空自重浇注成形，由于流速提高，不仅提高了浇注工件的机械性能，而且有效地减少了成形件的内部气孔，大大地提高了浇注后工件质量。经实验采用同结构同材料同外形工件分别采用自重真空浇注和普通压铸对比，其抗拉强度可提高20. 3%，伸本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种真空自重浇注高静压强浇压铸成形设备，包括熔铝炉、保温炉、料筒、料筒活塞、油缸、模具工装组合件、真空缓冲罐和真空泵，其特征在于：所述熔铝炉与保温炉相连接且连接管上设置有启闭阀，所述保温炉经输料管与料筒的下端侧部相连接，所述油缸设置于料筒上方并驱动料筒活塞在料筒内上下运行，所述料筒进料口位于料筒活塞运行行程之中，所述料筒位于模具工装组合件的上方，所述模具工装组合件内设置有与料筒出料口相连通的铝液浇注流道，所述铝液浇注流道与模具型腔相连通，所述模具型腔的内室和浇冒头经狭缝式抽真空通道与真空管道相连通，所述真空管道连接至真空缓冲罐，所述真空缓冲罐与真空泵相连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郭自刚，
申请(专利权)人：福安市广源机电有限公司，
类型：发明
国别省市：
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