半固态铸造的设备和方法技术

一种模铸系统包括一个限定一个带有用于保持一槽１６半固态金属３４处于一种匀质的等温状态的一个受控制的加热器２２和一个搅拌器１４的储器３０的容器１２，一个能将一个已知数量１２２的在半固体状态下的金属转送到一种模铸机的一个模腔中的转送系统１０７，该转送系统１０７包括一个经加热的吸管１０８，一个用于将来自槽１６的半固态金属３４真空舀出至一个模具的真空源，和一个为空气自由流通提供一个通道以允许在铸造期间排空吸管１０８的柱塞头１３２以及一个用于用一个相似数量１２６的液体金属３２替代已知数量１２２的被转送金属的金属替代系统，这样，为模铸操作可得到一槽１６可控制地保持稳定，匀质和等温的半固态金属３４。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的领域本专利技术涉及从半固态金属铸造出构件，更具体地说涉及从取自一槽半固态金属中的半固态金属铸造出构件。本专利技术的背景金属构件的制造商长期以来已认识到适合于用模铸工艺制造的模铸构件的优越性，用半固态(或摇熔)金属模铸构件的优越性已有大量文献记载，它包括(但不限制于)产生能热处理的成品构件，这些构件比用熔化金属铸造的构件有更少的气孔并且呈现出更均匀的结构。参考材料取自于下列若干现有技术的参考文献美国专利1．授于Young等人的美国专利4709746号“连续灌浆铸造的工艺和设备”。2．授于Nichting等人的美国专利5313815号“用连续加热生产成形的金属零件的设备和方法”。3．授于Young的美国专利4565241号“制备一种有浆状结构的金属构成的工艺”。4．授于Moschini的美国专利5464053号“生产流变铸锭的工艺，特别是从该工艺进行高机械性能的模铸生产”。5．授于Ashok等人的美国专利5381847号“垂直铸造工艺”。6．授于Breuker等人的美国专利5375645号“从半固态金属预成型生产成型物件的设备和工艺”。7．授于Moritaka等人的美国专利5287719号“形成半凝固的金属构成的方法”。8．授于Meyer的美国专利5219018号“应用多相电流电磁激励通过连续铸造生产摇熔的金属产品的方法”。9．授于Kelly等人的美国专利5178204号“流变铸造的方法和设备”。10．授于Kiuchi等人的美国专利5110547号“半凝固金属构成的生产的工艺和设备”。11．授于Meyer的美国专利4964455号“通过连续铸造生产摇熔的金属产品的方法”。12．授于Wilmotte的美国专利4874471号“糊相的金属铸造的器件”。13．授于Leathham等人的美国专利4804034号“摇熔淀积的制造方法”。14．授于Young的美国专利4687042号“生产成形的金属零件的方法”。15．授于Watts的美国专利4580616号“金属的受控凝固的方法和设备”。16．授于Flemings等人的美国专利4345637号“通过模铸形成高份额固态构成的方法”。17．授于Flemings等人的美国专利4108643号“形成高份额固态金属构成及其构成的方法”。18．授于Flemings等人的美国专利3902544号“形成一种含有非枝晶的初级固体的合金的连续工艺”。19．授于Drury等人的美国专利5211216号“铸造工艺”。20．授于Flemings等人的美国专利3948650号“制备用于铸造的液-固合金的构成和方法以及应用该液-固合金的铸造方法”。21．授于Flemings等人的美国专利3954455号“液-固合金构成”。22．授于Tungatt的美国专利4972899号“铸造晶粒精细锭的方法和设备”。23．授于Watson的美国专利4577676号“铸造具有精细晶粒结构的铸锭的方法和设备”。24．授于Flock的美国专利4231664号“化学结合的型砂的高速水平向和高速垂直向的混合的方法和设备”。25．授于Smithers等人的美国专利4506982号“用于将粒子状固体与粘性液体相混合的设备”。26．授于Gmeiner等人的美国专利4469444号“用于粘性物质的混合和除气设备”。27．授于Wyss的美国专利5037209号“对特别是糊状媒质的流体的混合的设备及其操作的工艺”。28．授于Wayte的美国专利4893941号“在容器中混合粘性液体的设备”。29．授于Bye的美国专利4397687号“混合熔化的金属的混合装置的方法”。有关文章30．“流变铸造工艺”，Flemings,M.C.,Rick,RG.及Young,K.P.“国际铸造金属杂志”第1卷第3期，1976年9月，11-22页。31．“模铸部分凝固的高铜含量合金”，Fascetta,E.F.,Rick,R.G.,Mehrabian,R.,及Flemings,M.C.“铸造金属研究杂志”第9卷第4期，1973年12月，167-171页。上述参考资料给出了从半固态金属形成金属构件所包含的总的概念及优点。这些参考资料也给出了用于一般的模铸的以及用于从半固态金属模铸构件的标准技术。同时也包括了给出各种摇动和搅拌半固态材料的方法和参考材料。所有这些参考材料，以及在其中引用的参考材料，为了建立用于处理半固态金属和模铸构件的方法和程序的目的而结合在本文中。大多数用于从半固态金属模铸构件的现有的方法和装置都使用了从固体棒材中切割下来的带有一种半固态微细结构预成形的圆柱体芯棒或坯料。这些坯料在绝对高的压力(通常在大约16000-30000psi(2.32-4.35巴))下被压进铸造模具之前要被加热以使它们回复到半固态状态。这些坯料容易被表面氧化，从而使被氧化的材料结合进最后的构件中去。还有，这工艺需要金属被加热到半固体状态，坯料被铸造和冷却，储存，切割成需要的长度，可能被运输，以及最后在铸造成最后的构件之前再重新加热。本专利技术提供了一种装置和方法，在该方法中，一槽稳定的，能恒定地被搅拌的，温度受到控制的半固态金属被保存在一个储存容器内并在其原有的半固体状下下被传送到模铸机器，准备立即被铸造成最后的构件。传送可以通过一个经加热的吸管和温度受控制的进料套筒通过真空铸勺来完成。在传送中的半固态金属通过一个柱塞的顶端而被压进模腔内，该柱塞顶端提供有一个放气通路以破坏在舀出过程中形成的真空，以便于使在吸管中的半固态金属在加压处理期间能回到槽中。这样，一槽立即可得到的稳定的均质的，温度受到控制的半固态金属被提供在一个模铸环境中，它可以根据需要以其半固态形式被传送到模铸压机的模腔内，以制造具有增强特性的金属构件。根据本专利技术，一种将经加热的金属传送到一种有至少一个模腔，一个真空门及一个金属馈送门的模铸装置的设备，包括一个保持在一个预先确定的高于其开始凝固的温度的温度范围的熔化的金属的源，一个容纳半固态的金属，其中直至约45％的金属是以金属的流体份额的微粒悬浮的容器，一个加热的吸管，一个和该容器通过该加热吸管有金属流交流，以及和模腔通过金属馈送门也相通的注射套筒，一个在套筒内可逆性配置的用以迫使套筒内的半固态金属在压力下进入模腔的柱塞，以及一个和真空门、模腔、馈送门及注射套筒相通的，以便于使半固态金属从温度控制的容器通过经加热的吸管抽吸到处于一个套筒内能被柱塞迫使进入模具的位置的真空源。该容器包括一个底部，一个侧墙，以及一个顶部，并且该设备可以包括一个配置在容器内的搅拌器和一个其位置适宜于通过容器的底部将热量传递给容器中的半固态金属的加热器。容器的底部可以包括一个有独立尺度的和容器内的半固态金属通过容器的底部有金属流交流的加热腔，并且加热器可以被安置以便对加热腔内的金属进行加热，该加热器可以是一种感应加热器。搅拌器可以置于容器内以便于促进加热腔内的金属和容器内的半固态金属的混合。注射套筒可以装上夹套，流体可以通过该夹套循环。该设备可以包括一个传送装置，该传送装置用于从熔化金属源向容器传送预先确定容量的熔化金属。用于向已加热的注射套筒传送半固态金属的吸管可以从容器中的半固态金属的表面向上延伸。根据本专利技术的另一个方面，一个经过改进的用于保存在等温状态本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将经加热的金属传送到一用于制造模制金属铸件的模铸装置的设备，该模铸装置包括形成至少一个具有一个真空门和一个金属馈送门的模腔的模具，该设备包括：一个熔化金属源，其中该熔化金属的温度保持在一个预先确定的高于金属将开始凝固的温度的温度范围 ；一个含有在半固体状态下的金属的容器，其中直至约４５％的金属是金属的流体份额中悬浮着的微粒；一个加热的吸管；一个和该容器通过该被加热的吸管有金属流体相通的注射套筒，该注射套筒通过金属馈送门和模腔相通，并且有一个在该套筒中能往复移 动的用于迫使在该套筒中的半固态金属在压力下进入模腔的柱塞；以及一个和真空门，模腔，馈送门和注射套筒相通的真空源，该真空源用于从温度受控制的该容器通过经加热的该吸管将半固态金属抽取进入该套筒中处于将由该柱塞迫使其进入模具的一个位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯文L理查德，小理查德I尼尔，克里斯托弗S赖斯，希尼亚米奥金，帕特里西奥门德斯，蒂莫西盖奇，约翰F奥丹尼尔，查理E巴伦，
申请(专利权)人：吉布斯压铸铝股份有限公司，半固体技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]