专利名称：金属半固态浆体制备及成形的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种金属成形技术中金属半固态浆体制备及成形的装置，属于金属加工技术领域。
(三)技术内容本实用新型提供了一种金属半固态浆体制备及成形的装置，其结构合理，通过该装置可简化工艺流程，降低成本，提高成形质量。
本实用新型所设计的一种金属半固态浆体制备及成形的装置主要由保温炉、输送泵、制浆器、压室、模具及冲头构成，输送泵管道与制浆器连接，制浆器的出料口与定量保持室连通，定量保持室一端带有推杆，另一端带有阀门，阀门与压铸机或锻压机的压室连通，压室的一端连接有模具，另一端连接有压铸机或锻压机的冲头。
本装置中的保温炉为熔化炉或中间包。
本装置中的制浆器为内外双筒式结构，由内壁带齿的外筒和外壁带齿的内筒构成，内外筒的齿相互错开，其间形成制浆室。
制浆器中内外筒的齿为矩形齿、圆柱齿或棱柱齿等等。
本装置中的制浆器的外围设有冷却器和加热器，对通过制浆室的金属熔体的温度进行调控。
本装置的定量保持室及压室的外围亦设有加热器。
本实用新型所设计的金属半固态浆体制备及成形的装置在应用时，合格的合金熔体在输送泵的驱动下从保温炉中进入制浆器的制浆室内，在内外筒相对旋转时齿的作用下，受到高剪切速率的搅拌和剪切，金属熔体通过制浆室时，受到在金属凝固温度范围内的温度控制(冷却和加热)，金属熔体在输送泵的驱动下在制浆室中前进，通过制浆室到达制浆器末端形成半固态浆体，并在末端经出料口流出，通过滑道进入定量保持室作进一步性能调整，达到一定量之后开启定量保持室的阀门，由推杆将定量保持室内的半固态浆体推入压铸机或锻压机的压室，并积累到所需量，在压铸机或锻压机的冲头作用下充满模具型腔凝固成形。
本实用新型通过金属半固态浆体制备及成型的装置与压铸或锻压设备结合，即可实现金属半固态成型。这是一种先进的金属成形的装置，具有以下方面的优点1.装置简单，加工温度低，易于控制；2.可近净成形形状复杂的零部件；3.成型制品质量高，无气孔、偏析等缺陷；4.该装置使原工艺流程简化，生产效率高。
其中的组件包括1、保温炉 2、输送泵 3、制浆器内筒4、制浆器外筒 5、制浆室 6、加热器 7、冷却器
8、出料口 9、定量保持室 10、阀门 11、滑道12、压室 13、模具 14、冲头 15、推杆实施例如
图1所示的金属半固态浆体制备及成型的装置，主要由保温炉1、输送泵2、制浆器、定量保持室9、压室12、模具13及冲头14构成，输送泵2将保温炉1及制浆器连接，制浆器为内外双筒式结构，由内壁带齿的外筒4和外壁带齿的内筒3构成，内外筒的齿为相互间隔交错的矩形齿，其间形成制浆室5，制浆器的出料口8与定量保持室9连通，定量保持室9的一端带有阀门10，阀门10一端与压室12连通，在连接口处带有滑道11，定量保持室9的另一端带有推杆15。压室12的一端连接有模具13，另一端连接有压铸机(或锻压机)的冲头14，制浆室5的外围设有加热器6和冷却器7，在定量保持室9及压室12的外围也设置有加热器。保温炉1为熔化炉，其中的金属熔体(镁合金或铝合金)是运用已知技术制备的具有一定过热度的合格熔体。用输送泵2将该熔体输送到制浆器中。制浆器主要由内壁带矩形齿的外筒4和外壁带矩形齿的内筒3构成，内外筒的齿相互间隔有规律地交错。内筒3的外表面和外筒4的内表面和制浆器的内端面构成制浆室5。利用制浆器内外筒的相对转动时齿的作用对熔体进行搅拌和剪切，搅拌和剪切的强弱由制浆器内外筒的相对转动的转速和间隙来控制和调整。输送泵提供的熔体压力和制浆器内外筒的相对转动提供了熔体在制浆室中向前运动的驱动力，熔体在制浆室中向前运动的速度由输送泵提供的熔体压力和制浆室内外筒的相对转动的转速控制和调整。制浆室中熔体的温度由加热器6和冷却器7共同控制和调整。在内外筒的相对转动产生的搅拌和剪切作用下以及加热器6和冷却器7对熔体温度共同控制的作用下，制浆室中的熔体变成半固态浆体。半固态浆体的固相体积分数、初生相晶粒大小、组织结构等由内外筒的相对转动产生的搅拌和剪切强度以及加热器和冷却器共同控制和调整。半固态浆体由制浆室末端出料口8通过滑道11进入定量保持室9，作进一步保温、性能调整，之后开启阀门10使半固态浆体进入压室12(或锻压机料室)，当压室12(或锻压机料室)中的半固态浆体积累到设定量时，压铸机冲头14(或锻压机压头)将该半固态浆体压入零件模具型腔13，在压力作用下半固态浆体在模具型腔中凝固成型。
本实用新型的主要技术特点是，通过对金属熔体剧烈剪切及金属熔体向前推进与半固态浆体送出的特殊方式；金属熔体在搅拌与凝固过程中调控温度，一次加工成形，从而简化工艺流程，提高生产效率。
权利要求1.一种金属半固态浆体制备及成形的装置，主要由保温炉、输送泵、制浆器、压室、模具及冲头构成，其特征是输送泵管道与制浆器连接，制浆器的出料口与定量保持室连通，定量保持室一端带有推杆，另一端带有阀门，阀门与压铸机或锻压机的压室连通，压室的一端连接有模具，另一端连接有压铸机或锻压机的冲头。
2.根据权利要求1所述的金属半固态浆体制备及成形的装置，其特征是保温炉为熔化炉或中间包。
3.根据权利要求1所述的金属半固态浆体制备及成形的装置，其特征是制浆器为内外双筒式结构，由内壁带齿的外筒和外壁带齿的内筒构成，内外筒的齿相互错开，且内外筒在转动时其上的齿互不干涉，齿间形成制浆室。
4.根据权利要求3所述的金属半固态浆体制备及成形的装置，其特征是内外筒的齿为矩形齿、圆柱齿或棱柱齿。
5.根据权利要求1所述的金属半固态浆体制备及成形的装置，其特征是制浆室的外围设有冷却器和加热器，对通过制浆室的金属熔体的温度进行调控。
6.根据权利要求1所述的金属半固态浆体制备及成形的装置，其特征是在定量保持室及压室的外围亦设有加热器。
7.根据权利要求1所述的金属半固态浆体制备及成形的装置，其特征是在定量保持室与压室的连通处带有滑道。
专利摘要本实用新型涉及一种将金属半固态浆体注入压铸机或锻压机进行加工成形的装置。该装置主要由保温炉、输送泵、制浆器、压室、模具及冲头构成，金属熔体(铝合金、镁合金等)在熔体输送泵的驱动下进入制浆器中；制浆器的制浆室外围设有加热器和冷却器；金属熔体经过制浆室受到剪切作用及温度控制，形成半固态浆体；在制浆室的末端经出料口注入压铸机或锻压机的压室中，再由冲头将浆体压射到型腔并凝固成形，实现金属半固态流变成形。通过本实用新型的装置，能够提高产品性能及质量，提高生产率，降低加工成本。
文档编号B21J9/00GK2569943SQ0225391
公开日2003年9月3日 申请日期2002年9月12日 优先权日2002年9月12日
发明者张奎, 朱学新, 张景新, 杜东朝, 徐骏, 石力开 申请人:北京有色金属研究总院