使用三个腔室的立式注射机和相关注射成型的方法技术

一种立式注射机，它含有：一个用来供应液态金属的第一腔室；一个设置得比该第一腔室低的第二腔室；和一条把该第一腔室和该第二腔室连通起来的第一管道。该第一腔室具有一根设置于其内的闸杆，而且在该闸杆的下部附着有一个阀门头。该阀门头适合于把该第一管道的下部密封起来。一根计量杆设置于该第二腔室内。该立式注射机，它还含有：一个朝着垂直方向的第三腔室，以及一根把该第二腔室和该第三腔室连通起来的第二管道。一根注射杆垂直地设置于该第三腔室内，以及一个设置于该第三腔室上部的注射喷嘴。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制造金属零件的方法和设备；更特别地，是涉及一种制造金属零件的方法和设备，它利用把液态金属注射到成型模内的有关工艺过程，而且它所涉及的还包括一些模铸方法在内。
技术介绍
常规的铸造设备分为热室型和冷室型两类。在冷室型模铸设备中，熔化金属被充注到一个固定在模板上的套管内，而且该套管还与连到铸型腔的进料开口相连。熔化金属利用一个柱塞被注射到铸模内。由于柱塞向前推进驱除空气或气体时的动作缓慢，因此套管内的熔化金属容易被冷却下来，当它在套管底部散开时，就会形成激冷碎屑或一些固态颗粒。该激冷碎屑或这些固态颗粒被注射到铸模内，将使铸件的物理性质恶化。被冷却的熔化金属会增加熔化金属的粘度，并使得熔化金属难以注满铸型腔。另外，它还会在铸件表面上产生疤痕。特别是对于某些镁合金，因为镁合金中镁的固化潜热小(小于铝、铅和锌的固化潜热)，这是一个需要认真对待的问题。由于小的固化潜热，当镁合金与具有低温材料接触时，合金中的镁就会迅速地固化。热套管曾被采用过，但加过热的套管的温度不像金属的液相温度那样热，这是由于套管是和一个铸模相连，而且铸模的温度又必须低于金属的固相温度。铸模的温度必须充分地低于被熔化金属的固相温度，以产生足够的固化率。也就是说说，固化率反映出每一操作循环所需的时间。注入套管的熔化金属所具有的温度，远高于金属的固相温度，以便遏制套管中的冷却。这在加热的能量成本方面是一个缺点。冷室型设备在套管内，位于柱塞头部和铸模进料口之间形成一圈厚的、作为铸件一部分的环形板，它通常被称为板片。当铸模被打开，从铸模中拉出铸件之后，该板片即从铸件上被割除下来作为铸造原料而再循环使用。可是，有时该板片大于产品。这对于金属的使用不利，因为这样使用金属有着巨大的再循环成本。于热室型设备情况，在熔炉的熔化金属内浸沉有一个注射机构。被注射的熔化金属的温度被保持在其液相温度之上。该注射机构具有一个带柱塞的注射缸，一个鹅颈形腔室和一个位于该腔室末端的喷嘴。熔化金属经过一条鹅颈形通道再通过一个喷嘴被注射到成型腔内，而不需形成环形板。这是热室型模铸设备的优点。热室型设备超过冷室型设备的另一个优点，是在于每一操作循环所占用的时间。如前所述，在冷室型设备中，铸件是由注射到闭合的铸模之间的铸型腔内的熔化金属所形成，而且一直到该铸件被冷却成为固体。分开铸模，并拉出铸件，然后把润滑喷涂到分开的铸模上再重新闭合铸模。从而铸模准备就绪可以开始下一操作循环。当铸模闭合时，即当铸模准备就绪而可开始下一个操作循环时，熔化金属才被注入注射套管中，因为注射套管直接与铸模连通，从而熔化金属不致从铸模的进料开口处滴漏出来。另一方面，热室型模铸设备利用注射柱塞返回到其充满位置，而把熔化金属注入鹅颈和注射缸系统内。熔化金属的供应是通过注射缸上的一个开口或充注口。在冷却注射在铸模内的熔化金属的同时，通过倾斜鹅颈形腔室来进行喷嘴的定位。喷嘴的鹅颈形系统中的熔化金属，当铸模打开时，有流回到熔化炉的倾向，以达到液体静压液位。在把熔化金属注入鹅颈和注射缸系统内时，由于被注射到闭合的铸模内的金属同时也在冷却，因此热室型设备一个操作循环所用的时间，与冷室型模铸设备相比而可以缩短。但熔化金属在鹅颈的喷嘴段处的固化，以及在从喷嘴和铸浇口处的滴漏，对于热室型模铸设备仍然是有一些问题。众所周知，当柱塞缩回时将在注射机构中建立起真空。可是，一旦缩回的塞缩经过位于注射缸上、从熔化炉供应熔化金属的开口或充注口，由于熔化炉处于大气压力下，真空立即被破坏。因此，熔化金属被吸回注射缸内，而且当铸件固化和铸模分开时，鹅颈和喷嘴也均完全被充满熔化金属。当铸件冷却时，极大多数情况下在喷嘴内都会存在有熔化金属。当对喷嘴末梢处的冷却加以适当的控制，如在模铸工业中所理解者，喷嘴末梢处的金属就会形成半固态。该所形成的半固态金属会像堵塞物那样起作用，当铸模被分开时可防止熔化金属从喷嘴处滴漏出来。如果冷却不充分，当铸模分开时在喷嘴末梢处以及在铸浇口处的金属仍旧是液态，从而会发生滴漏。另一方面，如果过分冷却，在喷嘴末梢内的金属固化并与铸浇口冻结在一起，当铸模分开后，铸件将会被卡在固定模内。美国第3,123,875、3,172,174、3,270,378、3,474,875和3,491,827号专利提议利用柱塞的返回冲程或逆冲程在鹅颈中建立起真空，从喷嘴和铸浇口最末梢处把熔化金属抽吸回来。这些专利揭示了一些附着在注射缸上的机构以及一种柱塞系统，以便用来始终保持所建立的真空可以完整无损，一直到铸模被分开并将固化的铸件从固定模的铸浇口撤出之后。热室型模铸设备中的一些问题，是由浸沉在熔化炉熔化金属中的一种沉重的注射机构所引起。带有一个鹅颈形腔室和一个注射缸系统的注射机构难以清洁干净。而且一些被磨损的柱塞环和套管也难以更换。一个磨损的柱塞环和套管由于泄漏也会使的注射压力降低，从而导致所注射入熔化金属体积与铸型腔不协调。该不协调注射体积也就会产生质量不稳定的铸件。根据注射系统的布置情况，模铸设备还可以分为水平的(通常称卧式的)和垂直的(通常称立式的)。在卧式模铸设备中，为了沿水平方向把熔化金属注射到铸模内，而把注射系统作水平布置。在立式模铸设备中，为了沿垂直方向把熔化金属注射到铸模内，而把注射系统是作垂直布置。常规的立式模铸设备通常是垂直布置的冷室型设备，它具有和上述冷室型设备相同的优缺点。可是，立式模铸设备的一个特点是熔化金属的进料口可以位于垂直的注射室的顶部。但这样的布置对于卧式的设备就不能应用。在美国第4,088,178和4,278,935中，揭示了一些铸造机械，这些机械中有一根竖立的浇铸套管可旋转地被安装在一块基板上，并与垂直位置略有偏斜，以便接受熔化金属。为了替代把熔化金属供应到浇铸套管，日产汽车公司(Nissan Motors，亦称尼桑汽车公司)在美国第4,347,889号专利中揭示了一种垂直模铸机械，其中有一根向下移动的垂直浇铸套管并在该套管内嵌有一个固态的金属块。该嵌入的金属块则利用高频感应线圈来使之熔化。这些设备所带来的问题，是在于它们的结构复杂性。
技术实现思路
本专利技术的一个实施例所包括的立式注射机，其组成部分有一个供应液态金属的第一腔室；一个设置得低于该第一腔室的第二腔室；一条把该第一腔室和该第二腔室连通起来的第一管道，其内设置有一根闸杆；一个附着在该闸杆下部的阀门头，该阀门头适合于将该第一管道下部密封起来；一根计量杆设置在该第二腔室内；一个朝着垂直方向的第三腔室；一条把该第二腔室和该第三腔室连通起来的第二管道；一根垂直地设置于该第三腔室内的注射杆；以及一个位于该第三腔室上部的注射喷嘴。本专利技术另一个实施例所包括的注射成型方法，它含有在第一腔室内把金属熔化成液态；把一部分液态金属传送到一条第一管道；打开设置于该第一腔室内的闸门(闸杆和阀门头构造只是闸门各种构造形式中的一种)，使该部分已熔化的金属能够从该第一管道流入位于该第一腔室下面的第二腔室；退回一根位于该第二腔室内的计量杆；以及关闭位于该第一管道，停止从该第一管道至该第二腔室的金属流动。该方法还含有推进该计量杆迫使该部分金属经过第一开口从该第二腔室进入第三腔室；推进注射杆来关闭该第一开口并排出该第三腔室内的空气；以及朝向一个固定成型模升高该第三腔室本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种立式注射机，它含有：　　　　一个供应液态金属的第一腔室；　　　　一个位置设置得低于该第一腔室的第二腔室；　　　　一条把该第一腔室和该第二腔室连通起来的第一管道，该第一管道其内设置有一根闸杆；　　　　一个附着于该闸杆下部的阀门头，该阀门头适合于把该第一管道的下部密封起来；　　　　一根设置于该第二腔室内的计量杆；　　　　一个朝着垂直方向的第三腔室；　　　　一根把该第二腔室和该第三腔室连通起来的第二管道；　　　　一个垂直地设置于该第三腔室内的注射杆；以及　　　　一个设置于该第三腔室下部的注射喷嘴。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：平井林治，深田久幸，长田雄治，
申请(专利权)人：高田株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]