用于将半固体铝注入模具中的系统和方法技术方案

用于将半固体金属（3）注入模具（2）中的系统（1），包括：模具（2），包括适于通过模具注入嘴（17）接收金属的模具腔室（16）；至少一个按压装置（4），用于将金属（3）压力-注射入所述模具（2）中；所述至少一个按压装置包括缸体（5）和容纳于缸体内的推力活塞（6），所述缸具有基本上竖直轴线（X-X）和耦接至模具（2）的嘴（17）的嘴（15），推力活塞和缸体限定适于容纳熔融金属（10）的压射腔室（7）；所述缸体（5）具有用于容纳冷却流体（9）的通道（8），所述冷却流体用于冷却以半固体金属（3）状态灌注入压射腔室（7）内的熔融金属（10）；杯（18），用于汲取熔融金属（10）并且将其灌注入所述压射腔室（7）内；定位装置（11）；所述定位装置（11）支撑混合装置（12），所述混合装置（12）具有作用部分（14）并且与罩或盖（13）相关联；所述定位装置（11）被设置成用于选择性地定位所述混合装置（12），使所述作用部分（14）位于所述压射腔室（7）内，并且使所述半固体金属（3）的温度均化，并且同时地将所述罩或盖（13）定位成临时地封闭用于将按压装置（4）耦接至模具（2）的所述嘴（15）；致动装置（19），当压射腔室（7）的耦接嘴（15）打开且连接至所述模具（2）的注入嘴（17）时，致动装置选择性地作用在所述推力活塞（6）上以将所述半固体金属（3）注入进所述模具（2）内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于将半固体金属注入模具中的系统
本专利技术涉及用于将金属(例如铝)在半固体状态下注入模具中的一种系统以及一种方法。
技术介绍
如所周知，在汽车领域尤其感觉到车辆轻量化的必要性。这个必要性必须与有竞争力的成本下具有高品质产品的鲜明反差的需求相调和。但是，不断引入安装在车辆上的用于增加车辆的安全性和舒适性的构件使得车辆的结构轻量化部分地无效。如所周知，强烈感觉到为了降低污染剂而降低车辆消耗的必要性。这个必要性通过提高发动机燃烧的效率，并且尤其还通过引入用于制造主体和结构车辆结构构件的轻质材料来满足。铝合金由于具有低密度值、适合的结构特性以及其完全可回收性，代表了卓越的解决方案。但是，尽管铝转化工艺(特别地冶炼工艺)运用精炼工艺模拟以及控制方法，事实上还没有调和了构件轻质化和构件高机械性能的最终解决方案。例如用于铝转化的已知解决方案，例如有高压压铸(highpressurediecasting)、重力铸造法(gravitycasting)、低压铸造(lowpressurecasting)。具体地，高压压铸允许构件中的薄片段，而不能确保通常仅通过重力铸造法得以保持能实现的结构特征。但是，由于如此获得的零件包含有空气并且也由于由固化导致的收缩(由于铸件的固化以及在它的固化阶段不可能进一步增加材料，这是明确的事件)，使得高压压铸的质量不能常常达到要求的水平。授予麻省理工学院(M.I.T)的文献US3,954,455，描述了一种方法，用于保持铝处于半固体状态，其中只有在固化过程中保持浴槽处于有力的搅拌下而阻止树枝晶(dendrites)的生长，才获得了固相(solidphase)中的球状微观结构。在处于固化范围内的温度时，这个球形结构合金具有假塑性(pseudoplastic)特性和摇溶(thixotropic，触变)特性，其中随着搅拌和搅拌或混合时间的增加而粘度降低。这种解决方案允许通过传统变形工艺模制，允许实现铸件重量和厚度的降低。但是，虽然在一些观点下它是令人满意的，但是该解决方案应用了金属的一系列通道，即，从熔炼炉至混合及冷却炉缸，然后进入注入容器并且最终进入模具中，导致形成薄膜形式的氧化物，同时捕获杂质，这极大地恶化了铸件质量。授予THTPressInc.的文献US6,808,004，描述了布置在注入缸中的熔融金属的冷却，没有进行搅拌，而是引入促进固化核心的生成的添加剂，并且因此形成小球体而不是长枝晶状分枝(dendriticbranches)。这个解决方案也没有解决氧化物形成的问题，以及特别是在部分冷却过程中金属的表面薄膜仍然存在，当注入模具时薄膜弯曲，形成了具有高结构不连续性的铸件部分。授予THTPressInc.的文献US6,901,991，描述了一种解决方案，在其中提供了一种装置，一旦将该装置插入进熔融金属中，在短时间内形成小球体的尝试中加速熔融金属的冷却并且因此限制氧化物薄膜在金属表面上的生长，但是薄膜还是不可避免地形成。并且这个解决方案在它的实施方式中是极其复杂的，而且不能完全地解决问题。授予THTPressInc.的文献US7,441,584，教导了将熔融金属布置在活塞缸单元的腔室内，并且为了进一步缩短半固体模铸时间，设想引入布置在缸壁以及活塞底部或顶部的邻近处的搅拌器。这个解决方案导致将杂质引入熔融金属中的更高可能性，并且如描述中清晰地指明的，它需要实际上非常长的循环时间并且不适合工业系统(例如，US7,441,584清晰地指出最佳循环周期是约25秒)。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供用于将半固体铝注入到模具中的系统以及方法，其具有满足前述必要性的结构和功能特征，并且同时，消除了参考现有技术所提到的缺点。这个问题通过下文所描述的系统以及方法解决。一种用于将半固体金属注入模具中的系统，包括：所述模具，所述模具包括适用于通过模具注入嘴接收所述半固体金属的模具腔室；至少一个按压装置，用于将半固体金属压力-注射入所述模具中；所述至少一个按压装置包括缸体和容纳于所述缸体中的推力活塞，所述缸体具有竖直轴线以及用于耦接至所述模具的所述注入嘴的耦接嘴，所述推力活塞与所述缸体限定适合于容纳熔融金属的压射腔室；所述缸体具有用于容纳以半固体金属状态灌注入所述压射腔室内中的所述熔融金属的冷却流体的冷却通道；杯，用于汲取所述熔融金属并且将熔融金属灌注入所述压射腔室内；定位装置；所述定位装置支撑混合装置，所述混合装置具有第一作用部分并且与罩或盖相关联；所述定位装置被设置成用于选择性地定位所述混合装置，使所述第一作用部分位于所述压射腔室内，并且使所述半固体金属的温度均化，并且同时地将所述罩或盖定位成临时地封闭用于将所述按压装置耦接至所述模具的所述耦接嘴；致动装置，当所述压射腔室的所述耦接嘴打开并且连接至所述模具的所述注入嘴时，所述致动装置选择性地作用在所述推力活塞上以将所述半固体金属注入进所述模具内。一种用于将半固体金属注入模具内的方法，其中：所述模具包括适用于通过模具注入嘴接收所述半固体金属的模具腔室；设置至少一个按压装置，所述至少一个按压装置能与所述模具结合，用于将半固体金属压力注射入所述模具中；所述至少一个按压装置包括缸体和容纳在所述缸体内的推力活塞，所述缸体具有竖直轴线和位于所述模具的注入嘴处的耦接嘴，所述推力活塞与所述缸体限定了适用于容纳熔融金属的压射腔室。所述方法包括以下步骤：使用杯汲取熔融金属并且将所述熔融金属灌注到所述压射腔室中；借助于定位装置支撑罩或盖以及与所述罩或盖相关联的混合装置，将所述混合装置的第一作用部分定位在所述压射腔室内，并且同时地将所述罩或盖定位成临时地关闭用于将所述按压装置耦接至所述模具的所述耦接嘴；使用设置在冷却通道内的冷却流体同时地冷却放置于所述压射腔室内的所述熔融金属，所述冷却通道用于容纳设置在所述缸体内的所述冷却流体，并且同时地用所述混合装置的所述第一作用部分混合灌注入所述压射腔室中的所述熔融金属，同时所述罩或盖封闭用于耦接所述按压装置的所述耦接嘴将所述熔融金属转变为半固体金属并且将所述半固体金属的温度均化，然后随后地当所述压射腔室的所述耦接嘴打开并且连接至所述模具的所述注入嘴时，使用选择性地作用于所述推力活塞上的致动装置将所述半固体金属注入所述模具中。附图说明根据本专利技术的系统和方法的进一步的特征和优点将会从以下它们的优选实施方式的描述中变得更加清晰，实施方式参考附图以非限制性的实例的方式给出，其中：图1概略地示出了根据第一实施方式的系统的轴测投影图；图2示出了根据第二实施方式的系统的轴测投影图；图3示出了横穿图1的系统的细节的压射腔室(injectionchamber)的局部截面视图；图4示出了图2的系统的细节的轴测投影图，特别地处于其使用步骤中，在该使用步骤中设想将熔融金属灌注到压射腔室中；图5示出了图2的系统的细节轴测投影图，特别地处于压射腔室关闭步骤中；图6示出了横穿系统的又一细节的压射腔室的截面视图，其中压射腔室处于耦接至用于将半固体金属注入模具腔室的模具的位置中；图7示出了图4的操作步骤的放大细节的轴测投影图；图8示出了图2的系统的另一个操作步骤的轴测投影图，其中当浸入搅拌器或混合器时，压射腔室被盖封闭；图9示出了图2的系统的又一操作步骤的细节的轴测投影图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将半固体金属（3）注入模具（2）中的系统（1），包括：‑所述模具（2），所述模具包括适用于通过模具注入嘴（17）接收所述金属的模具腔室（16）；‑至少一个按压装置（4），用于将金属（3）压力‑注射入所述模具（2）中；‑所述至少一个按压装置包括缸体（5）和容纳于所述缸体中的推力活塞（6），所述缸体具有基本上竖直轴线（X‑X）以及用于耦接至所述模具（2）的所述注入嘴（17）的嘴（15），所述推力活塞与所述缸体限定适合于容纳熔融金属（10）的压射腔室（7）；‑所述缸体（5）具有用于容纳以半固体金属（3）状态灌注入所述压射腔室（7）内中的所述熔融金属（10）的冷却流体（9）的通道（8）；‑杯（18），用于汲取所述熔融金属（10）并且将熔融金属灌注入所述压射腔室（7）内；‑定位装置（11）；‑所述定位装置（11）支撑混合装置（12），所述混合装置（12）具有作用部分（14）并且与罩或盖（13）相关联；‑所述定位装置（11）被设置成用于选择性地定位所述混合装置（12），使所述作用部分（14）位于所述压射腔室（7）内，并且使所述半固体金属（3）的温度均化，并且同时地将所述罩或盖（13）定位成临时地封闭用于将所述按压装置（4）耦接至所述模具（2）的所述嘴（15）；‑致动装置（19），当所述压射腔室（7）的所述耦接嘴（15）打开并且连接至所述模具（2）的所述注入嘴（17）时，所述致动装置选择性地作用在所述推力活塞（6）上以将所述半固体金属（3）注入进所述模具（2）内。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.20 IT MI2011A0009031.一种用于将半固体金属注入模具中的系统，所述系统包括：-所述模具，所述模具包括适用于通过注入嘴接收所述半固体金属的模具腔室；-至少一个按压装置，用于将所述半固体金属压力-注射入所述模具中，所述至少一个按压装置包括缸体、压射腔室以及推力活塞，所述缸体具有竖直轴线，所述压射腔室构造成接收和容纳熔融金属，并具有用于耦接至所述模具的所述注入嘴的耦接嘴，以能够将所述半固体金属从所述压射腔室直接注入所述模具中，所述推力活塞定位在所述缸体的所述压射腔室内，所述推力活塞构造成朝向所述压射腔室的所述耦接嘴行进，以迫使所述半固体金属从所述压射腔室进入所述模具中，其中所述缸体具有构造成容纳冷却流体的冷却通道，冷却流体冷却容纳在所述压射腔室内的所述熔融金属，以形成用于注入所述模具中的所述半固体金属；-定位装置，所述定位装置支撑混合装置，所述混合装置具有第一作用部分和盖，其中所述定位装置构造成将所述混合装置的所述第一作用部分选择性地移动到所述压射腔室内，并且同时地将所述盖定位在所述压射腔室的所述耦接嘴上方，以便临时地封闭所述压射腔室；以及-致动装置，当所述压射腔室的所述耦接嘴连接至所述模具的所述注入嘴时，所述致动装置选择性地驱动所述推力活塞以将所述半固体金属从所述压射腔室注入进所述模具内。2.根据权利要求1所述的系统，其中，进一步包括金属温度检测装置，所述金属温度检测装置具有第二作用部分，当所述盖被设置成封闭所述缸体的耦接至所述模具的所述注入嘴的所述耦接嘴时，所述金属温度检测装置与所述盖相关联以选择性地将所述金属温度检测装置的所述第二作用部分浸入所述熔融金属或所述半固体金属中，其中所述金属温度检测装置连接至所述系统的控制装置或致动装置，所述致动装置在所述金属温度检测装置插入所述压射腔室内以及将所述金属温度检测装置从所述压射腔室撤回的过程中移动所述金属温度检测装置。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述推力活塞包括用于容纳冷却流体的冷却通道，冷却流体用于冷却所述熔融金属，并且其中，所述缸体的所述冷却通道以及所述推力活塞的所述冷却通道与连接至冷却流体流调节装置的冷却管路流体连接，并且其中，所述冷却流体流调节装置在受控模式下运行。4.根据权利要求3所述的系统，其中，进一步包括设置在所述缸体的所述冷却通道和所述推力活塞的所述冷却通道内的用于冷却流体的冷却流体温度检测装置，其中，所述冷却流体温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：伦佐·莫斯基尼，马尔塞洛·博斯基尼，克里斯蒂安·克里帕，
申请(专利权)人：福乐尼·乐姆宝公开有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT