一种镁合金或铝合金的液态加工工艺及专用设备制造技术

本发明专利技术涉及一种镁、铝等合金的液态加工工艺及专用设备。其主要技术特点是熔化炉的给料区设置在活塞的活塞腔内，该活塞腔连通有一输料管且该输料管与成型机的型腔连通，液态镁、铝等合金直接输入由压头、模具型腔、切断刀所形成的封闭腔，加工成型。本发明专利技术将成型机和熔化炉体一体密封连接并采用立式挤压方法来解决低压铸造镁、铝合金充型难的问题，缩短了生产节拍，提高了铸件质量，减少了合金余料，产品近于净尺寸成型；且维护方便，成本低廉，制件可直接进行焊接和热处理，也可应用于现有的普通压铸机上的技术改造。本发明专利技术的应用将使压铸行业增加一项新的技术平台，为提高镁、铝合金产品质量寻找到一条新的途径。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属液态压力成型领域，尤其是一种镁、铝等合金的 液态加工工艺及专用设备。
技术介绍
镁的化学活性很强，在空气中，液态镁及其合金会迅速氧化、燃 烧，而且镁合金在熔炼温度下，其蒸汽压较高并很容易蒸发，因此在 熔炼与挤压压铸镁合金时首先要防止镁合金的蒸发、燃烧。此外，镁 合金虽然流动性高，但由于镁合金的比热较小、凝固潜热较小，所以 合金液的冷却速度快，在模具型腔中凝固迅速，必须要求大流量短充 型时间的快速给料方能避免镁合金铸件冷隔、欠铸或成型不良等铸造 缺陷，因此快速给料是镁合金制造工艺的难点。目前镁合金的挤压铸造工艺基本是以开式浇铸、立式挤压方式进 行，其熔化保温定量喂料炉采用螺旋量泵和气压控制定量泵两种加料 方法，镁料由熔化保温定量喂料炉的保温室定量泵通过鹅颈管抽入压 射室，靠压射活塞高速射料充填型腔，鹅颈管与压射室入口是非封闭的。如中国专利(专利号:CN02256766,专利名称 一种倾转式镁合 金熔炼炉浇注装置)公开了一种使用固态金属氟化物防止液态镁合金 氧化燃烧的方法和与之相匹配的镁合金封闭熔炼炉。该熔炼炉由两套 平行四连杆支撑机构、控制顶杆及啮合传动部分和槽型滑轨组成，其 浇注装置可保证浇注时镁液出口与模具浇口之间的距离较短且恒定 不变以减少镁液氧化。这种镁合金挤压压铸设备与熔化炉之间非全封 闭式连接容易造成镁合金浇口处燃烧氧化或铸件冷隔、欠铸或成型不 良等铸造缺陷，且压射活塞高速射料充填型腔则令模腔内较易困气， 易产生气孔和浇不足。此外，镁合金压铸行业所普遍使用的机前炉主要为定量浇铸炉， 熔融合金由定量泵通过浇嘴流入压射室，利用冲头高速压入型腔。这 种方法虽可满足普通零件要求，但对于薄壁大平板或形状复杂大型零 件则无法满足铸造的质量特性要求。因为镁合金熔点低、冷却速度快， 浇铸时间较长会因镁合金温度降低较快而使零件无法保证充填完整， 靠冲头高速充填型腔则易产生气孔和浇不足，而且设备昂贵，维护成本高，对材料有特殊要求。近年发展起来的立式闭模充型挤压铸造，是以压射机构进行补 縮，但其公称压力有限，并未达到挤压铸造的补縮比压要求，严格来 说，还不能算作真正意义上的挤压铸造。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种镁、铝等合金 的液态加工工艺及专用设备，该工艺及设备将成型机和熔化炉体一体 密封连接并采用立式加工，工艺简单科学，生产周期短，铸件质量高， 合金余料少，产品近于净尺寸成型。本专利技术解决其技术问题是通过以下技术方案实现的 一种镁、铝等合金的液态加工工艺，镁、铝等合金在熔化炉内的 熔化区内熔化，经输料管将液态镁、铝等合金输送至成型机模具型腔 内成型，该加工工艺的步骤是(1) .在熔化炉内熔化的液态镁、铝等合金在熔化炉的保温区内经 搅拌器均匀搅拌进入活塞压射室；(2) .设置在成型机上的切断刀阻断输料管，设置在成型机上的压 头回退形成型腔内的负压；(3) .活塞压射室的给料活塞下移而在活塞压射室形成压力的同时，切断刀回退开通输料管通道，液态镁、铝合金在活塞压射室及型 腔双重压力作用下填充型腔，然后切断刀再次阻断输料管，压头向型 腔内的镁、铝等合金施加压力；(4) .型腔内的镁、铝合金在由液态转化为固态的过程中，压头始 终对型腔施加压力；(5) .型腔内的镁、铝合金转化为固态后，动模上移，取下镁、铝 合金制件，然后进行下一个制件的制造。而且，液态镁、铝等合金直接输入由压头、模具型腔、切断刀所 形成的封闭腔，同时该封闭腔又是液态镁、铝等合金的定量装置。一种镁、铝等合金的液态加工工艺的专用设备，由熔化炉、挤压 铸造成型机构成，熔化炉由熔化区、保温区构成，挤压铸造成型机由 合模油缸、合模底板、锁模机构油缸、格林柱、动模栅板、动模、型 腔、静模、下支架构成，其特征在于(1) .熔化炉在保温区中设置一给料区，该给料区设置在活塞的活 塞腔内，该活塞腔连通有一输料管且该输料管直接与挤压铸造成型机 的型腔连通；(2) .在静模上安装有一切断刀，该切断刀设置在成型机静模上的 输料管上用于通断输料管；(3).在成型机的动模上安装有上压头，静模上安装有下压头，该 两个压头均连通型腔并对封闭型腔内的合金液体施压。而且，所述的熔化炉在保温区方向的活塞腔内安装有进料门、进 料连杆、压力保险片以及该压力保险片的提拉连杆。而且，所述的输料管可自加热熔化合金并保温。而且，所述的切断刀由固装在静模下部下支架上的液压油缸驱动。而且，所述的下压头由液压油缸驱动。而且，在静模下部下支架上还安装有一调节切断刀进给位置的螺 杆移动装置。而且，所述的进料门由进料连杆控制开启，该进料连杆由固装在 熔化炉上的气或液压缸驱动。本专利技术的优点和有益效果为1. 本专利技术将成型机和熔化炉体紧密连接为一个密封体，合金液体 始终在密闭条件下工作，以防止镁合金蒸发、燃烧，有效地减少了冷 却和氧化环节。2. 本专利技术省却了压射室，通过熔化炉的给料活塞向合金加压使合 金直接充满模具型腔，减少合金热损失，节约能源，提高了生产效率。3. 本专利技术采用立式结构，可实现一炉多机，节约能源，减少占地 面积，有效利用空间；而且由于合金是从模具底部进入型腔，使气体 始终在液面上部，避免裹气现象，有利于气体的顺利排出，减少气孔， 提高零件内部质量。4. 本专利技术可生产高低端产品，在生产低端产品时只充满切断即 可；而生产高端产品时，由于在合金由液态转化为固态的过程中始终 施加大于100MPA的挤压力和冲击力，可实现液固态挤压和液态模 锻，使合金内部组织更加致密紧实，提高零件的机械性能达1/3以上。5. 本专利技术在熔化炉中间保温室采用搅拌技术，可减少合金的成份 偏析现象并可制造复合基材料。6. 本专利技术采用加工工艺，使零件几近净尺寸成型，减少浪费，减 少后续加工，成品率提髙，降低制造成本。7. 本专利技术通过压头的反复动作可形成一定负压，有利于提高产品 性能，没有或少余料饼，可充分提高材料利用率。8. 本专利技术将成型机和熔化炉体一体密封连接并采用立式加工方 法来解决低压铸造镁合金充型难的问题，縮短了生产节拍，提高了制件质量，减少了合金余料，产品近于净尺寸成型；且维护方便，成本 低廉，制件可直接进行焊接和热处理，也可应用于现有的普通压铸机 上的技术改造。本专利技术的应用将使压铸行业增加一项新的技术平台， 为提高镁、铝等合金产品质量寻找到一条新的途径。 附图说明图1为本专利技术的总体结构示意图； 图2为图1的熔化炉的俯视放大图； 图3为图1的熔化炉的结构放大图4为本专利技术的镁、铝合金液液压传动原理示意图。具体实施例方式下面通过具体实施例对本专利技术作进一步详述，以下实施例只是描 述性的，不是限定性的，不能以此限定本专利技术的保护范围。工艺部分本镁、铝等合金的液态加工工艺，镁、铝合金在熔化炉内的熔化 区内熔化，经输料管将液态镁、铝等合金输送至成型机中由切断刀、 压头和模具型腔所形成的空间内成型，其加工工艺的步骤是(1) .在熔化炉内熔化的液态镁、铝合金在熔化炉的保温区内经搅 拌器均匀搅拌进入活塞压射室；(2) .设置在成型机静模上的切断刀阻断输料管，设置在成型机上 的上、下压头回退形成型腔内的负压；(3) .活塞压射室的给料活塞下移而在活塞压射室形成压力的同 时，切断刀回退开通输料管通道，液态镁、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镁、铝等合金的液态加工工艺，镁、铝等合金在熔化炉内的熔化区内熔化，经输料管将液态镁、铝等合金输送至成型机模具型腔内成型，其特征在于：加工工艺的步骤是：　（１）．在熔化炉内熔化的液态镁、铝等合金在熔化炉的保温区内经搅拌器均匀搅拌进入活塞压射室；　（２）．设置在成型机上的切断刀阻断输料管，设置在成型机上的压头回退形成型腔内的负压；　（３）．活塞压射室的给料活塞下移而在活塞压射室形成压力的同时，切断刀回退开通输料管通道，液态镁、铝合金在活塞压射室及型腔双重压力作用下填充型腔，然后切断刀再次阻断输料管，压头向型腔内的镁、铝等合金施加压力；　（４）．型腔内的镁、铝合金在由液态转化为固态的过程中，压头始终对型腔施加压力；　（５）．型腔内的镁、铝等合金转化为固态后，动模上移，取下镁、铝合金制件，然后进行下一个制件的制造。

【技术特征摘要】
1.一种镁、铝等合金的液态加工工艺，镁、铝等合金在熔化炉内的熔化区内熔化，经输料管将液态镁、铝等合金输送至成型机模具型腔内成型，其特征在于加工工艺的步骤是(1).在熔化炉内熔化的液态镁、铝等合金在熔化炉的保温区内经搅拌器均匀搅拌进入活塞压射室；(2).设置在成型机上的切断刀阻断输料管，设置在成型机上的压头回退形成型腔内的负压；(3).活塞压射室的给料活塞下移而在活塞压射室形成压力的同时，切断刀回退开通输料管通道，液态镁、铝合金在活塞压射室及型腔双重压力作用下填充型腔，然后切断刀再次阻断输料管，压头向型腔内的镁、铝等合金施加压力；(4).型腔内的镁、铝合金在由液态转化为固态的过程中，压头始终对型腔施加压力；(5).型腔内的镁、铝等合金转化为固态后，动模上移，取下镁、铝合金制件，然后进行下一个制件的制造。2. 根据权利要求1所述的一种镁、铝等合金的液态加工工艺，其 特征在于液态镁、铝等合金直接输入由压头、模具型腔、切断刀所 形成的封闭腔，同时该封闭腔又是液态镁、铝等合金的定量装置。3. —种如权利要求1所述的一种镁、铝等合金的液态加工工艺的 专用设备，由熔化炉、挤压铸造成型机构成，熔化炉由熔化区、保温 区构成，挤压铸造成型机由合模油缸、合模底板、锁模机构油缸、格 林柱、动模栅板、动模、型腔、静模、下支架构成，其特征在于-(1) .熔化炉在保温区中...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚国志，杨凤强，
申请(专利权)人：姚国志，杨凤强，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]