液态金属压铸机和压铸方法

文档序号:10707339
液态金属压铸机和压铸方法
【专利摘要】本发明适用于非晶合金的真空熔炼压铸技术领域,公开了一种液态金属压铸机和压铸方法。液态金属压铸机包括压铸机本体、真空室和连接于真空室的加料室,真空室具有真空腔,真空腔内设置有加热杯,加料室连接有加料门,加料门内设置有加料部件,真空室连接有抽真空装置;压铸机还包括用于将经加热杯加热后的液态金属注入压铸模具的打料装置,打料装置包括连通于真空室和压铸模具的型腔的打料筒,打料筒的一端伸入真空室,打料筒的另一端连接于压铸模具。压铸方法,采用上述的液态金属压铸机。本发明提供的液态金属压铸机和压铸方法,其产品质量佳且生产效率高、生产成本低。
【专利说明】
液态金属压铸机和压铸方法
技术领域
[0001]本发明属于非晶合金的真空熔炼压铸技术领域,尤其涉及一种液态金属压铸机和压铸方法。
【背景技术】
[0002]非晶合金是一种非晶态固体,通常也称“金属玻璃”。非晶合金强度高,但不利于机加工,制备工艺复杂,需较高的冷却速率,生产的成本高、非晶合金压铸技术仍不够成熟,现有技术中,对非晶合金的压铸仍存在可靠性欠佳、生产效率低、生产成本高的问题。

【发明内容】

[0003]本发明的目的在于克服上述现有技术的不足,提供了一种液态金属压铸机和压铸方法,其产品质量佳且生产效率高、生产成本低。
[0004]本发明的技术方案是:一种液态金属压铸机,包括压铸机本体,所述压铸机本体具有用于连接压铸模具的模具连接结构,所述液态金属压铸机还包括真空室和连接于所述真空室的加料室,所述真空室具有真空腔,所述真空腔内设置有用于对原料进行加热的加热杯,所述加料室连接有加料门,所述加料门内设置有用于向所述加热杯添加原料的加料部件,所述真空室连接有用于对所述真空腔进行抽真空的抽真空装置;所述压铸机还包括用于将经所述加热杯加热后的液态金属注入压铸模具的打料装置,所述打料装置包括连通于所述真空室和所述压铸模具的型腔的打料筒,所述打料筒的一端伸入所述真空室,所述打料筒的另一端连接于所述压铸模具。
[0005]可选地,所述真空室连接有用于向所述真空室内充入惰性气体的洗气装置。
[0006]可选地,所述加热杯连接有用于驱动所述加热杯倾斜而将所述加热杯内的液态金属倒入所述打料筒内的自动倒汤机构。
[0007]可选地,所述模具连接结构连接有压铸模具,所述压铸模具包括动模和定模,所述动模和所述定模对合设计形成所述型腔;所述动模与所述定模之间设置有密封圈。
[0008]可选地,所述真空室连接有减震装置。
[0009]可选地,所述打料装置还包括推料杆和用于驱动所述推料杆沿所述打料筒滑动的驱动件;所述推料杆的一端插入所述打料筒位于所述真空室内的一端,所述推料杆的另一端连接于所述驱动件。
[0010]可选地,所述液态金属压铸机还包括控制模块,所述真空室内设置有压力传感器,所述压铸模具连接有温控装置和测温装置,所述压力传感器、温控装置和测温装置和抽真空装置均电连接于所述控制模块。
[0011]可选地,所述加料部件具有进料口和出料口,所述进料口位于所述加料门的下方,所述出料口位于所述加热杯的上方。
[0012]可选地,所述加料门与所述加料室之间设置有密封部件。
[0013]本发明还提供了一种非晶合金的真空熔炼压铸方法,采用上述的液态金属压铸机,包括以下步骤:压铸模具合模、将母合金从加料室的加料门加入加料室内的加料部件、关闭加料门、对真空室抽真空、真空室内的加热杯预热,当真空室内真空度达到预定值,加料部件将材料加入加热杯,加热杯进行加热,然后将加热杯内的熔体倒入打料筒,通过打料装置使熔体进入模具的型腔并经保压和凝固后得到非晶合金压铸件。
[0014]本发明所提供的一种液态金属压铸机和压铸方法,其以优于普通非晶合金制造设备,完全做到了熔炼、压铸全过程的密封、更理想的冷却速率,保证了了熔炼、抽真空、打料、取件等过程的良好衔接,生产效率高,克服了传统非晶合金制备工序复杂、难度大、生产效率低的问题,使非晶合金产品生产流程得到了简化、生产效率有了很大的提高、设备成本相对来说没有太大的增加、生产成本也有所降低,实现非晶合金件的高品质、高效率生产,生产合格率高、成本相对低,可以满足市场对非晶合金件量产需求。
【附图说明】
[0015]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1是本发明实施例提供的液态金属压铸机的平面示意图;
[0017]图2是本发明实施例提供的压铸方法的流程图。
【具体实施方式】
[0018]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0019]需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
[0020]还需要说明的是,本发明实施例中的左、右、上、下等方位用语,仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的,而不应该认为是具有限制性的。
[0021]如图1所示,本发明实施例提供的一种液态金属压铸机,可以用于非晶合金的真空熔炼压铸,包括压铸机本体,所述压铸机本体具有用于连接压铸模具9的模具连接结构,所述液态金属压铸机还包括真空室I和连接于所述真空室I的加料室2,真空室I可以连接于压铸机本体一侧。所述真空室I具有真空腔10,加料室2具有加料腔20,加料腔20与真空腔10相连通,所述真空腔10内设置有用于对原料进行加热的加热杯3,加热杯3可以为高频感应加热杯3。所述加料室2连接有加料门21,所述加料门21内设置有用于向所述加热杯3添加原料的加料部件4,可以通过上料装置预先将母合金等所需原料预先加入加料部件4。所述真空室I连接有用于对所述真空腔10进行抽真空的抽真空装置(图中未示出);抽真空装置可以为真空栗等。所述压铸机还包括用于将经所述加热杯3加热后的液态金属注入压铸模具9的打料装置5,所述打料装置5包括连通于所述真空室I和所述压铸模具9的型腔的打料筒51,所述打料筒51的一端伸入所述真空室I,所述打料筒51的另一端连接于所述压铸模具9。抽真空装置可以对真空腔10进行抽真空,与真空腔10相连通的加料腔20、压铸模具9的型腔和打料筒51的内部均处于真空环境。可以理解地,本实施例中的真空环境,其可以是接近真空的环境,并非单独意指绝对真空状态。因此,加热杯3加热后的熔体,其可以在真空环境下倒入打料筒51,并在打料装置5的作用下进行压铸模具9,经过保压、凝固后得到非晶合金的压铸件。使非晶合金的制备从熔炼到压铸完成处于真空状态,做到了入料、熔炼、抽真空、打料、保压、凝固、完成压铸、取件等关键工序的高效衔接,生产效率较普通设备有明显的提升,综合成本也得到了降低,克服了普通压铸设备所面临的瓶颈,生产合格率有了很大的提高,可以满足市场对非晶合金件量产需求。
[0022]具体地,所述真空室I连接有用于向所述真空室I内充入惰性气体的洗气装置(图中未示出),惰性气体可以为氩气。洗气装置可以为惰性气体罐,例如氩气罐。采用充入惰性气体的方式进行洗气,保证高的真空环境,防止液态金属氧化,利于进一步提高非晶合金压铸件的质量。
[0023]具体地,所述加热杯3连接有用于驱动所述加热杯3倾斜而将所述加热杯3内的液态金属(熔体)倒入所述打料筒51内的自动倒汤机构(图中未示出)。自动倒汤机构可以位于真空室I内或加料室2内,其自动化程度高,可以在真空环境下完成将熔体倒至推料筒21的倒汤工序。自动倒汤机构可为旋转电机或其它旋转机构。有效地解决了普通设备不能规避的难题,抑制了异质形核的可能。
[0024]具体地,所述模具连接结构连接有压铸模具9,所述压铸模具9包括动模91和定模92,所述动模91和所述定模92对合设计形成所述型腔;所述动模91与所述定模92之间设置有密封圈93,动模91或/和定模92相向的一面可以设置有凹槽,密封圈93可以过盈卡于凹槽内,密封效果佳,利于保证真空度。凹槽和密封圈93可以设置于定模92—侧。
[0025]具体地,所述真空室I连接有减震装置6,以消除打料等过程中震动对成型的影响。减震装置6可为波纹管或橡胶套等。
[0026]具体地,所述打料装置5还包括推料杆52和用于驱动所述推料杆52沿所述打料筒51滑动的驱动件53;所述推料杆52的一端插入所述打料筒51位于所述真空室I内的一端,所述推料杆52的另一端连接于所述驱动件53。打料筒51位于加热杯3的侧下方,打料筒51靠近于加热杯3的一端设置有向上的开口 510,加热杯3倾斜时,加热杯3内的熔料正好从开口 510进入打料筒51,推料杆52即可将熔体推入模具的型腔中。
[0027]具体地,所述液态金属压铸机还包括控制模块,所述真空室I内设置有压力传感器,所述压铸模具9连接有温控装置和测温装置,所述压力传感器、温控装置和测温装置和抽真空装置均电连接于所述控制模块。本实施例的液态金属压铸机在熔炼时,汤温有电子监控,模具温度控制也采用了模温机,与主机程序一体化控制,对汤温和模具温度进行了实时反馈,压铸件的质量更佳。非晶合金压铸设备也可以进一步采用时间、速度、压力或其它参数,通过采用数字化控制系统或智能控制系统,保证重复性精度要求。
[0028]具体地,非晶合金压铸设备同时采用智能在线品质监控模块,具有不良品分栋及报警输出的功能,利于实现无人化车间操作。
[0029]具体地,所述加料部件4具有进料口和出料口,所述进料口位于所述加料门21的下方,所述出料口位于所述加热杯3的上方,以便于在真空环境下自动加料。
[0030]具体地,所述加料门21与所述加料室2之间设置有密封部件,密封部件可为胶圈等,以保证真空度。
[0031]本实施例中,所述压铸机包括加料室2,加料室2设置于真空室I之上,并连通于真空室I中的加热杯3。由于合金的熔炼和浇铸均需要在真空中进行,因此,对打料筒51也进行了整体密封,模具通过高温橡胶密封圈密封。其中,加热杯3,用于合金熔炼,因为在打料过程中,设备震动比较厉害,通过减震装置6可以有效避免震动的不利影响。当上一次压铸完成时,压铸模具9开始合模,将母合金从加料门21加入,S卩:将已经电弧熔炼好的粒料从加料室2门加入,预置于加料室2内,关闭加料室2门,真空栗开始抽真空,同时,开始预热加热杯3,当真空室I中的真空度达到要求时,将粒料加入加热杯3,开始感应加热熔炼,然后将熔体倒入打料筒51,经打料、保压、凝固,完成压铸,进入下一个产品压铸。可以适用于Vi t系列的压铸,该系列非晶合金在lK/s的冷却速率下,可以实现非晶转变。
[0032]真空室I在抽真空的同时会充入氩气将真空室I内的氧气含量降低到理想值。加热杯3置于真空室I内,保证熔融合金不会与氧气接触形成氧化物,避免异质形核抑制非晶的形成。打料装置5的打料筒51置于真空室I内,以保证熔融金属在压铸成型之前不存在第二相,在接下来的工序不会有异质形核。动模91、定模92在合模、保压,直到凝固形成非晶合金件这段时间,型腔内部也必须进行无氧处理,即处于真空状态。
[0033]如图2所示,本发明实施例还提供了一种压铸方法,可用于非晶合金的真空熔炼,采用上所述的液态金属压铸机,包括以下步骤:压铸模具9合模、将母合金从加料室2的加料门21加入加料室2内的加料部件4、关闭加料门21、对真空室I抽真空、真空室I内的加热杯3预热,当真空室I内真空度达到预定值,加料部件4将材料加入加热杯3,加热杯3进行加热,然后将加热杯3内的熔体倒入打料筒51,通过打料装置5使熔体进入模具的型腔并经保压和凝固后得到非晶合金压铸件,经开模后可以取出模具型腔的压铸件,然后再合模,进行下一循环。抽真空装置可以对真空腔10进行抽真空,与真空腔10相连通的加料腔20、压铸模具9的型腔和打料筒51的内部均处于真空环境。
[0034]本发明实施例所提供的一种液态金属压铸机和非晶合金的真空熔炼压铸方法,其以优于普通非晶合金制造设备,完全做到了熔炼、压铸全过程的密封、更理想的冷却速率,保证了了熔炼、抽真空、打料、取件等过程的良好衔接,生产效率高,克服了传统非晶合金制备工序复杂、难度大、生产效率低的问题,使非晶合金产品生产流程得到了简化、生产效率有了很大的提高、设备成本相对来说没有太大的增加、生产成本也有所降低,实现非晶合金件的高品质、高效率生产,生产合格率高、成本相对低,可以满足市场对非晶合金件量产需求。
[0035]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种液态金属压铸机,包括压铸机本体,所述压铸机本体具有用于连接压铸模具的模具连接结构,其特征在于,所述液态金属压铸机还包括真空室和连接于所述真空室的加料室,所述真空室具有真空腔,所述真空腔内设置有用于对原料进行加热的加热杯,所述加料室连接有加料门,所述加料门内设置有用于向所述加热杯添加原料的加料部件,所述真空室连接有用于对所述真空腔进行抽真空的抽真空装置;所述压铸机还包括用于将经所述加热杯加热后的液态金属注入压铸模具的打料装置,所述打料装置包括连通于所述真空室和所述压铸模具的型腔的打料筒,所述打料筒的一端伸入所述真空室,所述打料筒的另一端连接于所述压铸模具。2.如权利要求1所述的液态金属压铸机,其特征在于,所述真空室连接有用于向所述真空室内充入惰性气体的洗气装置。3.如权利要求1所述的液态金属压铸机,其特征在于,所述加热杯连接有用于驱动所述加热杯倾斜而将所述加热杯内的液态金属倒入所述打料筒内的自动倒汤机构。4.如权利要求1所述的液态金属压铸机,其特征在于,所述模具连接结构连接有压铸模具,所述压铸模具包括动模和定模,所述动模和所述定模对合设计形成所述型腔;所述动模与所述定模之间设置有密封圈。5.如权利要求1所述的液态金属压铸机,其特征在于,所述真空室连接有减震装置。6.如权利要求1至5中任一项所述的液态金属压铸机,其特征在于,所述打料装置还包括推料杆和用于驱动所述推料杆沿所述打料筒滑动的驱动件;所述推料杆的一端插入所述打料筒位于所述真空室内的一端,所述推料杆的另一端连接于所述驱动件。7.如权利要求1至5中任一项所述的液态金属压铸机,其特征在于,所述液态金属压铸机还包括控制模块,所述真空室内设置有压力传感器,所述压铸模具连接有温控装置和测温装置,所述压力传感器、温控装置和测温装置和抽真空装置均电连接于所述控制模块。8.如权利要求1至5中任一项所述的液态金属压铸机,其特征在于,所述加料部件具有进料口和出料口,所述进料口位于所述加料门的下方,所述出料口位于所述加热杯的上方。9.如权利要求1至5中任一项所述的液态金属压铸机,其特征在于,所述加料门与所述加料室之间设置有密封部件。10.—种液态金属压铸方法,其特征在于,采用如权利要求1至9中任一项所述的液态金属压铸机,包括以下步骤:压铸模具合模、将母合金从加料室的加料门加入加料室内的加料部件、关闭加料门、对真空室抽真空、真空室内的加热杯预热,当真空室内真空度达到预定值,加料部件将材料加入加热杯,加热杯进行加热,然后将加热杯内的熔体倒入打料筒,通过打料装置使熔体进入模具的型腔并经保压和凝固后得到非晶合金压铸件。
【文档编号】B22D17/14GK106077563SQ201610682050
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月17日 公开号201610682050.1, CN 106077563 A, CN 106077563A, CN 201610682050, CN-A-106077563, CN106077563 A, CN106077563A, CN201610682050, CN201610682050.1
【发明人】刘相尚, 潘玲玲, 李富儒, 陈小文
【申请人】深圳领威科技有限公司
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