专利名称：一种镁、铝合金的液态锻压装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及合金的液态锻压装置，具体是指一种镁、铝合金的液态锻 压装置。
背景技术：
现有技术的镁、铝合金液态成型工艺分为高压铸造法、低压铸造法(含 重力铸造)和铸造锻压法，参阅图4、图5。
高压铸造法是通过压铸机用高压高速将炽热液态的镁、铝合金压射入成型 模具的型腔中冷却定型来完成制品的成型，该技术具有充型速度快的特点，适 用于薄壁复杂件的生产，但压射过程中常出现排气不良，合金液易巻气一同压 铸进模具，使铸件组织含气，还伴有冷隔、欠铸等缺陷，导致制品的机械性能 降低，且不能进行热处理。
低压铸造法(含重力铸造)是通过压铸机用低压低速将炽热液态的镁、铝 合金压射入成型模具的型腔中冷却定型来完成制品的成型，该技术充型速度慢， 在时间上模具排气较充分，制品的含气量比高压法明显减少，但制品因在冷却 凝固过程中所受的压力不足，冷却后虽不含气却组织疏松，晶粒粗大，机械性 能较低，需通过后序的热处理或锻压来强化。
铸造锻压法是采用低压或重力铸造等方式先生产出铸件毛坯，再将铸件毛 坯加热后通过模具进行挤压锻造，该技术存在着锻件挤裂、锻裂、飞边、尺寸 精度不高等成型缺陷，以及二次加工的能源、工时浪费等不足。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本实用新型工艺采取大孔径慢速充型，同时充 分排气后闭合模具型腔，合金冷却的同时用脉冲增压的技术方案使半固态合金 不断受到锻压力成型，使合金液自外向内逐渐成型成为铸锻件。该系统采用斜 置的冷室卧式机身、具有导向的锤头、料杯加热、脉冲的增压系统和排气控制的模具设施，旨在使镁、铝合金的液态成型件无冷隔、欠铸缺陷，实现具有精 密锻件品质效果的一次性'净尺寸成型，达到提高产品质量、成品率、生产效率， 降低生产成本、能耗的目的。
本实用新型的目的是这样实现的 一种镁、铝合金的液态锻压装置，包括 斜置的冷室卧式机身、具有导向的锤头、料杯加热、脉冲的增压系统和排气控 制的模具，其中所述的压铸机的机身沿轴线设置为一定斜角，让料杯处于底 部，使合金液浇入料杯后不能流入模具，压头具有可控慢速高压推进、脉冲增 压，以及快速低压返回的冷室压铸机；所述的模具内部符合制品型腔，模具型 腔最高点设有由排气口、液压缸、封口刀构成的可控排气装置，工件的形状由 模具型腔和锤头共同形成；所述的料杯为钢制的，中空厚壁圆柱管状的，柱面
后上部设有浇口，前端与模具型腔的料道接驳，底部设有保温电加热器的注射 管；所述的锤头带有部分工件的形状，置于料杯管腔内，可滑动在料杯和模具 的料道内，连杆由与料杯轴线平行的导轨导向，后端头与压铸机的压头相连， 由压头推动牵引。
工艺过程及原理
压铸机倾斜设置，使模具亦倾斜，模具的可控排气装置处于型腔的前上部， 料道与料杯处于型腔的后下部；工作时，定量的合金液从浇口浇入倾斜料杯后
存于料杯后底部，因重力作用而不流入模具的型腔，压铸机的压头以慢速高压 方式推进，推动锤头前移，锤头推动合金液，合金液以整体上升的方式压入模 具的型腔内充型，在整个慢速高压充型过程中，型腔中的空气始终处于合金液 液面的上部，并从位于型腔前上部的可控排气装置的排气口出排，当合金液液
面上升到型腔容积的80 90%时，可控排气装置的液压缸受控启动，推动封口 刀封闭排气口，型腔中剩余空气由模具的分型面间隙排出，同时，压铸机的压 头启动间隙脉冲增压，在保持压射力的前提下，对锤头施以间隔数毫秒的锤式 脉动增压，锻压力大于100Mpa，直至完全冷凝成型；其余开模、脱模、取件等 工艺过程与冷室压铸工艺同，本文从略。 优势原理
压铸机的倾斜设置，使模具亦倾斜，合金液在压头、锤头的推动下得以整 体液面上升的方式压入模具的型腔内充型，合金液在型腔内整体液面的上升，与型腔各部位的腔壁接触温度均衡，铸件不易巻气产生冷隔、欠铸缺陷； 模具可控排气装置的设置，使合金液在压入型腔充型初期，排气顺畅； 釆用间隙脉冲的增压方式，冲压力大于100Mpa,如锻锤不断锻打一样，铸 件在不断地锻压下成型，铸件在由外向内顺序凝固中不断地得到补縮和晶粒细 化，采用脉冲的增压方式避免静压时合金外部冷却、压力达不到内部、出现縮 孔，使制件达到理想的锻件效果，且还可以焊接和热处理加工； 采用较低温度熔融的合金液，成本低；
采用在料杯底部设置保温电加热器是为了使合金液在进入模具型腔前，保 持良好的半固态流动性，使料柄小。
综上所述，本实用新型采取大孔径慢速充型，同时充分排气后闭合模具型 腔，合金冷却的同时用脉冲增压的技术方案使半固态合金不断受到锻压力成型， 使合金液自外向内逐渐成型成为铸锻件。该系统采用斜置的冷室卧式机身、具 有导向的锤头、料杯加热、脉冲的增压系统和排气控制的模具设施，上述的技 术方案，克服了现有技术存在的排气不良、冷隔、欠铸、组织疏松、机械性能 低下、不能焊接和热处理加工、废品率高、飞边、尺寸精度不高、二次加工能 源、工时浪费等不足，所提供的一种镁、铝合金的液态锻压装置，使镁、铝合 金的液态成型件无冷隔、欠铸缺陷，实现具有精密锻件品质效果的一次性净尺 寸成型，达到了提高产品质量、成品率、生产效率，降低生产成本、能耗的目 的。
图1是本实用新型的一种镁、铝合金的液态锻压装置的合模后注射前时态 示意图及局部引出放大图2是本实用新型的一种镁、铝合金的液态锻压装置的注射时关闭排气时 态示意图及局部引出放大图3是本实用新型的一种镁、铝合金的液态锻压装置的间隙脉冲增压时态 示意图及局部引出放大图4是现有技术的合模后注射前时态示意图5是现有技术的合模后注射后时态示意图。
以下结合附图中的实施例对本实用新型作进一步详细说明，但不应理解为 对本实用新型的任何限制。
图中压铸机l、压头ll、模具2、排气口21、液压缸22、封口刀23、型 腔24、料道25、料杯3、浇口31、合金液32、加热器33、锤头4、导轨41。
具体实施方式
参阅图1 图3，本实用新型的一种镁、铝合金的液态锻压装置，包括压铸 机l、模具2、料杯3、合金液32、锤头4,其中所述的压铸机l的机身沿轴 线设置为后低前高与地面形成一定斜角的，压头11具有可控慢速高压推进、间 隙脉冲增压，以及快速低压返回的冷室压铸机；所述的模具2为钢制的，内部 合符有制品型腔24，分型面按后低前高设置，前上部设有与型腔24相通的，由 排气口21、液压缸22、封口刀23构成的可控排气装置，型腔24后底部设有料 道25与料杯3接驳的冷室压铸模具；所述的料杯3为钢制的，中空厚壁圆柱管 状的，柱面后上部设有浇口31，前端与模具2型腔24的料道25接驳，底部设 有保温电加热器33的注射管；所述的合金液32为从搅拌熔化炉取得的，经搅 拌排气后炽热熔融的半固态镁合金或铝合金液体；所述的锤头4为钢制的，二 端粗中间细的圆柱台阶形连杆注射活塞，柱体前端端面设有模具2型腔壁型面， 置于料杯3管腔内，可滑动在料杯3和模具2的料道25内，连杆由与料杯3轴 线平行的导轨41导向，后端头与压铸机1的压头11相连，由压头11推动牵引。
工艺过程及原理
压铸机l倾斜设置，使模具2亦倾斜，模具2的可控排气装置处于型腔24 的前上部，料道25与料杯3处于型腔24的后下部；工作时，定量的合金液32 从浇口 31浇入倾斜料杯3后存于料杯3后底部，因重力作用而不流入模具2的 型腔24,压铸机l的压头ll以慢速高压方式推进，推动锤头4前移，锤头4推 动合金液32，合金液32以整体上升的方式压入模具2的型腔24内充型，在整 个慢速高压充型过程中，型腔24中的空气始终处于合金液32液面的上部，并 从位于型腔24前上部的可控排气装置的排气口 21出排，当合金液32液面上升 到型腔24容积的80 90%时，可控排气装置的液压缸22受控启动，推动封口 刀23封闭排气口21，型腔24中剩余空气由模具2的分型面间隙出排，同时， 压铸机l的压头ll启动间隙脉冲增压，在保持压射力的前提下，对锤头4施以间隔数毫秒的锤式脉动冲压，冲压力大于lOOMpa，直至完全冷凝成型；余开模、 脱模、取件等工艺过程与冷室压铸工艺同。 优势原理
压铸机1的倾斜设置，使模具2亦倾斜，合金液32在压头11、锤头4的推 动下得以整体液面上升的方式压入模具2的型腔24内充型，合金液32在型腔 24内整体液面的上升，与型腔24各部位的腔壁接触温度均衡，铸件不易巻气产 生冷隔、欠铸缺陷；
模具2可控排气装置的设置，使合金液32在压入型腔24充型初期，排气
顺畅，充型后期，得以实现脉冲锻压；
采用间隙脉冲的增压方式，冲压力大于100Mpa，如锻锤不断锻打一样，铸 件在不断地锻压下成型，铸件在由外向内顺序凝固中不断地得到补縮和晶粒细 化，使制件达到理想的锻件效果，且还可以焊接和热处理加工；
采用经搅拌排气后炽热熔融的半固态合金液32，使合金液体晶格中气体得 以在搅拌中排出，使成型的制件晶相组织更为致密，机械性能更为优良；
采用在料杯3底部设置保温电加热器33是为了使合金液32在进入模具2 型腔24前，保持良好的半固态流动性。
权利要求1、一种镁、铝合金的液态锻压装置，包括压铸机(1)、模具(2)、料杯(3)、合金液(32)、锤头(4)，其特征在于所述的压铸机(1)的机身沿轴线设置为后低前高与地面形成一定斜角的，压头(11)具有可控慢速高压推进、间隙脉冲增压，以及快速低压返回的冷室压铸机；所述的模具(2)为钢制的，内部合符有制品型腔(24)，分型面按后低前高设置，前上部设有与型腔(24)相通的，由排气口(21)、液压缸(22)、封口刀(23)构成的可控排气装置，型腔(24)后底部设有料道(25)与料杯(3)接驳的冷室压铸模具；所述的料杯(3)为钢制的，中空厚壁圆柱管状的，柱面后上部设有浇口(31)，前端与模具(2)型腔(24)的料道(25)接驳，底部设有保温电加热器(33)的注射管；所述的合金液(32)为从搅拌熔化炉取得的，经搅拌排气后炽热熔融的半固态镁合金或铝合金液体；所述的锤头(4)为钢制的，二端粗中间细的圆柱台阶形连杆注射活塞，柱体前端端面设有模具(2)型腔壁型面，置于料杯(3)管腔内，可滑动在料杯(3)和模具(2)的料道(25)内，连杆由与料杯(3)轴线平行的导轨(41)导向，后端头与压铸机(1)的压头(11)相连，由压头(11)推动牵引。
专利摘要本实用新型提供一种镁、铝合金的液态锻压装置，包括压铸机(1)、模具(2)、料杯(3)、合金液(32)、锤头(4)。本实用新型采取斜置的冷室卧式机身、料杯加热、半固态合金液面整体上升大孔径慢速充型、可控上排气、脉冲的增压的技术方案，克服了现有技术存在的排气不良、冷隔、欠铸、组织疏松、机械性能低下、不能焊接和热处理加工、废品率高、飞边、尺寸精度不高、二次加工能源、工时浪费等不足，所提供的一种镁、铝合金的液态锻压装置，使镁、铝合金的液态成型件无冷隔、欠铸缺陷，实现了具有精密锻件品质效果的一次性净尺寸成型，达到了提高产品质量、成品率、生产效率，降低生产成本、能耗的目的。
文档编号B22D17/20GK201283421SQ20082013901
公开日2009年8月5日 申请日期2008年10月5日 优先权日2008年10月5日
发明者姚国志 申请人:姚国志