一种用于半固态金属压铸成型的压铸工艺方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于半固态金属压铸成型的压铸工艺方法，所述压铸工艺方法使用半固态压铸机作为加工设备，采用制浆机作为制备半固态浆料和送料的设备；在制备半固态浆料时向液态的金属原料中添加金属变质剂以使其产生较多的晶核，从而使压铸件产品具有较佳的机械性能。本发明采用半固态浆料的压铸方式，在压铸过程中压铸件产品内部致密、不会产生气孔，确保了压铸件产品最佳的内部结构和机械性能，确保了产品的质量；采用半固态浆料压铸，相比于传统的高速高压压射成型工艺，其出模时的压铸件温度较低，形变量极小，不需要对压铸件进行复杂的表面处理，能够保证产品最佳的形状和表面平整性。
【专利说明】-种用于半固态金属压铸成型的压铸工艺方法
[0001]
【技术领域】
[0002] 本发明涉及一种金属压铸工艺方法，具体涉及一种用于半固态金属压铸成型的压 铸工艺方法。
【背景技术】
[0003] 普通高速高压压射成型工艺需要68(TC左右的高温铅液快速充型，成型过程中易 卷气形成内部缩孔和气孔缺陷，铸件加工组装后易产生气密不良；压铸成型后的冷却过程 产品热变形大，压铸毛逐变形量可达到2mm左右，清理时需要人工校形保证后续加工需要 的平面度，给加工定位造成困难，也对产品的质量和精确度造成不利影响。
[0004] 目前，普通压铸工艺产品内部质量不稳定，组装产品气密不良比例在10%左右；压 铸件的清理工序人工劳动强度大，外观质量不易保证，是压铸生产的瓶颈工序，制约了压铸 行业的快速发展。
【发明内容】
[0005] 本发明需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种用于半固态金 属压铸成型的压铸工艺方法，该方法采用半固态浆料的压铸方式，使压铸件产品内部致密、 不会产生气孔，毛逐压铸件的形变量极小，不需要对压铸件进行复杂的表面处理，能够保证 产品最佳的质量和性能。
[0006] 为解决上述问题，本发明采用技术方案为： 一种用于半固态金属压铸成型的压铸工艺方法，所述压铸工艺方法使用半固态压铸机 作为加工设备，采用制浆机作为制备半固态浆料和送料的设备；所述压铸工艺方法的设备 布局为：半固态压铸机的左侧为制浆机，半固态压铸机的右侧是用于向模具喷涂脱模剂的 喷涂机，半固态压铸机的前侧是用于将模具内压铸件取出的取件机，取件机的右侧与传送 带配合，传送带的右端为操作台，操作台上设有用于冲去压铸件上水口的油压机； 所述压铸工艺方法的步骤为： (1) 将模具安装在半固态压铸机上，采用喷涂机将脱模剂喷涂到模具表面，然后合模； (2) 采用加热炉将金属原料烙化，将液态金属原料放入保温炉内保存；金属原料为铅合 金金属原料； (3) 制浆机将保温炉内的液态金属原料制备出半固态浆料；制浆机将烙化的金属原料 放入料勺内，然后将固态的金属变质剂放入料勺的液态金属原料内，使液态金属原料降温 并产生大量的晶核，制备出半固态浆料； (4) 制浆机将半固态浆料输送至半固态压铸机的模具内；由于半固态浆料的温度较烙 融状态的金属浆料温度更低，更容易快速压铸成型，所W，半固态浆料在压铸成型后，其温 度较低，所W其压铸件出模后，具有一定的机械强度，不会因为温度过高而在出模后发生变 形，造成压铸件的形状发生改变，确保了压铸件产品较佳的表面平整和精确规格，不需要后 续加工中进行人工打磨使产品形状矫形。
[0007] ( 5 )半固态压铸机进行压铸动作，然后开模，取件机将模具内的压铸件取出放入传 送带输出； (6)传动带将压铸件输送至操作台，由油压机冲掉压铸件上的水口，得到最终的压铸产 品。
[0008] 优选的，步骤（5)中的半固态压铸机为IOOOT的邸式冷室压铸机，压铸温度为 586°C?594°C，压铸速度为4. 2m/s，系统压力为15. 5MPa，增压压力为29MPa。压铸温度的 控制能够使铅合金在模具内快速冷却定型，取出压铸件后，压铸件已经温度较低，具有一定 的机械强度，不会因为高温而发生形变，确保了压铸件的形状精确性。
[0009] 优选的，步骤（3)中的液态金属原料中各个组分的质量百分比为；娃6?7. 5%，铜 0. 3?1. 7%，锋0. 2?2. 5%，媒0. 4?2. 2%，镇0. 2?0. 7%，铁0. 2?1. 3%，其余为铅。该 液态金属原料可作为散热壳体的压铸原料或者一般设备壳体的压铸原料，其具有极佳的机 械强度和散热效果，具体性能见表1中所示。
[0010] 优选的，步骤（3)中制浆机制备半固态浆料的方法为：保温炉内液态金属原料的 温度为其液相线W上12C?23C ;制浆机将保温炉内烙化的金属原料放入料勺内，然后将 固态的金属变质剂放入料勺内，金属变质剂在料勺内吸收液态金属原料的热量后烙化，使 液态金属原料降温并产生大量的晶核，制备出半固态浆料；在加入金属变质剂的同时向料 勺内的金属原料中吹入氮气W加速混合与冷却，氮气的吹入速度为13升/分钟；金属变质 剂的加入量为料勺内金属原料质量的1. 5%?3. 8%。该样制备的半固态浆料，能够在压铸机 内完整填充模具空腔，不会产生气泡，并且凝固后的压铸件具有极佳的机械强度和表面平 整性。
[0011] 优选的，金属变质剂的组分与液态金属原料的组分相同。相同组分的金属变质剂 能够与液态金属原料有效混合。
[0012] 可选的，金属变质剂的组分及各组分的质量比为：娃（6. 55?6. 90)、铜（0. 22? 0. 85)、猛（0. 003 ?0. 008)、镇（0. 15 ?0. 75)、锋（0. 03 ?0. 075)、铁（0. 06 ?0. 1)、铅 (0. 03?0. 05)、铅（91. 7?92. 8)。经过大量的试验验证和选择，该组分的金属变质剂能够 使半固态浆料产生较佳的机械性能。
[0013] 进一步优选的，金属变质剂的组分及各组分的质量比为：娃（6. 70)、铜（0. 57)、猛 (0. 007)、镇（0. 38)、锋（0. 047)、铁（0. 08)、铅（0. 04)、铅（92. 5)。
[0014] 本发明的优点和有益效果为： 本发明用于半固态金属压铸成型的压铸工艺方法，采用半固态浆料的压铸方式，在压 铸过程中压铸件产品内部致密、不会产生气孔，确保了压铸件产品最佳的内部结构和机械 性能，确保了产品的质量； 本发明用于半固态金属压铸成型的压铸工艺方法，采用半固态浆料压铸，相比于传统 的高速高压压射成型工艺，其出模时的压铸件温度较低，毛逐压铸件在出模时具有一定的 机械强度，而传统的液态压铸出模压铸件，其温度较高，出模时容易发生形变；本发明的毛 逐压铸件的形变量极小，不需要对压铸件进行复杂的表面处理，能够保证产品最佳的形状 和表面平整性； 本发明用于半固态金属压铸成型的压铸工艺方法，采用半固态压铸工艺，使得压铸件 产品中具有较多的球状晶体，使压铸件具有更高的机械性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1为本发明用于半固态金属压铸成型的压铸工艺方法的设备布局示意图。
[0016] 图2为本发明压铸工艺方法的流程图。
【具体实施方式】
[0017] 下列实施例将进一步说明本发明。
[001引 实施例1 本发明采用技术方案为一种用于半固态金属压铸成型的压铸工艺方法，所述压铸工艺 方法使用半固态压铸机作为加工设备，采用制浆机作为制备半固态浆料和送料的设备；所 述压铸工艺方法的设备布局为：半固态压铸机的左侧为制浆机，半固态压铸机的右侧是用 于向模具喷涂脱模剂的喷涂机，半固态压铸机的前侧是用于将模具内压铸件取出的取件 机，取件机的右侧与传送带配合，传送带的右端为操作台，操作台上设有用于冲去压铸件上 水口的油压机； 所述压铸工艺方法的步骤为： (1) 将模具安装在半固态压铸机上，采用喷涂机将脱模剂喷涂到模具表面，然后合模； (2) 采用加热炉将金属原料烙化，将液态金属原料放入保温炉内保存；金属原料为铅合 金金属原料； (3) 制浆机将保温炉内的液态金属原料制备出半固态浆料；制浆机将烙化的金属原料 放入料勺内，然后将固态的金属变质剂放入料勺的液态金属原料内，使液态金属原料降温 并产生大量的晶核，制备出半固态浆料；液态金属原料中各个组分的质量百分比为：娃6? 7. 5%，铜 0. 3 ?1. 7%，锋 0. 2 ?2. 5%，媒 0. 4 ?2. 2%，镇 0. 2 ?0. 7%，铁 0. 2 ?1. 3%，其余为 铅。
[0019] 制浆机制备半固态浆料的方法为；保温炉内液态金属原料的温度为其液相线W上 12C?23C ;制浆机将保温炉内烙化的金属原料放入料勺内，然后将固态的金属变质剂放 入料勺内，金属变质剂在料勺内吸收液态金属原料的热量后烙化，使液态金属原料降温并 产生大量的晶核，制备出半固态浆料；在加入金属变质剂的同时向料勺内的金属原料中吹 入氮气W加速混合与冷却，氮气的吹入速度为13升/分钟；金属变质剂的加入量为料勺内 金属原料质量的1. 8%。
[0020] 金属变质剂的组分及各组分的质量比为；娃（6. 70)、铜（0.57)、猛（0. 007)、镇（0. 38)、锋（0. 047)、铁（0. 08)、铅（0. 04)、铅（92. 5)。
[0021] (4)制浆机将半固态浆料输送至半固态压铸机的模具内；由于半固态浆料的温度 较烙融状态的金属浆料温度更低，更容易快速压铸成型，所W，半固态浆料在压铸成型后， 其温度较低，所W其压铸件出模后，具有一定的机械强度，不会因为温度过高而在出模后发 生变形，造成压铸件的形状发生改变，确保了压铸件产品较佳的表面平整和精确规格，不需 要后续加工中进行人工打磨使产品形状矫形。
[0022] ( 5 )半固态压铸机进行压铸动作，然后开模，取件机将模具内的压铸件取出放入传 送带输出；半固态压铸机为IOOOT的邸式冷室压铸机，压铸温度为586C?594C，压铸速度 为4. 2m/s，系统压力为15. 5MPa，增压压力为29MPa〇
[0023] (6)传动带将压铸件输送至操作台，由油压机冲掉压铸件上的水口，得到最终的压 铸产品。
[0024] 针对实施例1制备得到的铅合金压铸件产品中随机抽取H个压铸件产品，对其进 行的性能测试，具体测试结果见表1，具体测试方法为： (1)力学性能；采用室温拉伸实验法（GB/T 228. 1)，设备为拉伸试验机，在室温下对直 径为IOmm的标准试样进行测试。测试结果见表1。
[0025] (2)导热性能；采用闪光导热分析仪LFA 447 Nanoflash仪器测试热扩散系数。遵 照的标准为ASTM E1461 ;采用功率补偿型差示扫描量热DSC8000测试比热容。
[002引导热系数=热扩散系数*比热容*密度；测试结果见表1。
[0027] (3)平面度：采用H坐标测试仪测试平面上的14个点的Z向坐标，可得平面度数 据。测试结果见表1。
[0028] 表 1
【权利要求】
1. 一种用于半固态金属压铸成型的压铸工艺方法，其特征在于，所述压铸工艺方法使 用半固态压铸机作为加工设备，采用制浆机作为制备半固态浆料和送料的设备；所述压铸 工艺方法的设备布局为：半固态压铸机的左侧为制浆机，半固态压铸机的右侧是用于向模 具喷涂脱模剂的喷涂机，半固态压铸机的前侧是用于将模具内压铸件取出的取件机，取件 机的右侧与传送带配合，传送带的右端为操作台，操作台上设有用于冲去压铸件上水口的 油压机； 所述压铸工艺方法的步骤为： (1) 将模具安装在半固态压铸机上，采用喷涂机将脱模剂喷涂到模具表面，然后合模； (2) 采用加热炉将金属原料熔化，将液态金属原料放入保温炉内保存；金属原料为铝合 金金属原料； (3) 制浆机将保温炉内的液态金属原料制备出半固态浆料； (4) 制浆机将半固态浆料输送至半固态压铸机的模具内； (5 )半固态压铸机进行压铸动作，然后开模，取件机将模具内的压铸件取出放入传送带 输出； (6)传动带将压铸件输送至操作台，由油压机冲掉压铸件上的水口，得到最终的压铸产 品。
2. 如权利要求1所述的压铸工艺方法，其特征在于，步骤（5)中的半固态压铸机为 1000T的卧式冷室压铸机，压铸温度为586°C?594°C，压铸速度为4. 2m/s，系统压力为 I5· 5MPa，增压压力为29MPa。
3. 权利要求2所述的压铸工艺方法，其特征在于，步骤（3)中的液态金属原料中各个组 分的质量百分比为：硅6?7. 5%，铜0. 3?1. 7%，锌0. 2?2. 5%，镍0. 4?2. 2%，镁0. 2? 0. 7%，铁0. 2?1. 3%，其余为铝。
4. 如权利要求3所述的压铸工艺方法，其特征在于，步骤（3)中制浆机制备半固态浆料 的方法为：保温炉内液态金属原料的温度为其液相线以上12°C?23°C ;制浆机将保温炉内 熔化的金属原料放入料勺内，然后将固态的金属变质剂放入料勺内，金属变质剂在料勺内 吸收液态金属原料的热量后熔化，使液态金属原料降温并产生大量的晶核，制备出半固态 楽料；在加入金属变质剂的同时向料勺内的金属原料中吹入氦气以加速混合与冷却，氦气 的吹入速度为13升/分钟；金属变质剂的加入量为料勺内金属原料质量的1. 5%?3. 8%。
5. 如权利要求4所述的压铸工艺方法，其特征在于，金属变质剂的组分与液态金属原 料的组分相同。
6. 如权利要求4所述的压铸工艺方法，其特征在于，金属变质剂的组分及各组分的质 量比为：硅（6. 55 ?6. 90)、铜（0· 22 ?0· 85)、锰（0· 003 ?0· 008)、镁（0· 15 ?0· 75)、锌 (0· 03 ?0· 075)、钛（0· 06 ?0· 1)、铅（0· 03 ?0· 05)、铝（91. 7 ?92. 8)。
7. 如权利要求6所述的压铸工艺方法，其特征在于，金属变质剂的组分及各组分的质 量比为：硅（6. 70)、铜（0· 57)、锰（0· 007)、镁（0. 38)、锌（0· 047)、钛（0· 08)、铅（0· 04)、铝 (92. 5)。
【文档编号】B22D17/00GK104259418SQ201410492077
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月23日 优先权日:2014年9月23日
【发明者】任怀德, 王继成, 李谷南 申请人:珠海市润星泰电器有限公司