一种真空低压铸造手机壳体的方法及其装置与流程

本发明涉及手机壳体的铸造工艺技术领域，更具体地说，涉及一种真空低压铸造手机壳体的方法及其装置。

背景技术：

目前，在手机壳体的铸造生产中，主要是采用铝挤、锻造、压铸造技术进行大批量的生产，尤其是采用压铸技术，压铸技术在对铝材料进行熔炼完成后，将熔炼后的金属液引流入成型空腔中，然后进行冷却处理，待冷却完成后，脱模得到铸造配件，但是，该种铸造方式在将金属液引流到成型空腔时，其引流方式是属于从上往下的自然流动，可见其金属液的流动是相对比较难控制的，在充型时容易卷携有气体，导致铸件被氧化、存在气孔、表面粗糙等问题，导致手机壳体表面易产生流痕，表面光洁度不高，壳体内部组织品质不高，为了解决这些问题，则需要通过采用CNC对该手机壳体进行多次多级数控加工，这就使得其生产工序更加复杂，降低了生产效率，提高了生产成本。

技术实现要素：

本发明提供的真空低压铸造手机壳体的方法及其装置，以解决现有铸造工艺的充型质量低，生产工艺复杂的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种真空低压铸造手机壳体的方法，包括：

控制上模仁和下模仁合模形成至少一个用于铸造所述手机壳体的第一注塑空腔；

讲所述第一注塑空腔与压铸模块上的第二空腔连通，帮增加所述第二空腔中的气压，将所述第二空腔中预先熔炼完成的材料溶液，在反重力的作用下压射到所述第一注塑空腔中充型；

当所述材料溶液在所述第一注塑空腔中凝固成型后，卸除所述第二空腔的气压，得到所述手机壳体的铸造件。

进一步地，在所述控制上模仁和下模仁形成至少一个用于铸造所述手机壳体的第一注塑空腔之后，还包括：在所述压铸模块上设有上压力罐，用于将所述上模仁和下模仁，以及合模时形成的第一注塑空腔进行密封。

进一步地，在所述增加所述第二空腔中的气压之前，还包括：分别对所述第二空腔和所述上压力罐抽真空，直至所述上压力罐与所述第二空腔处于真空气压平衡状态。

进一步地，所述增加所述第二空腔中的气压包括：

通过空气压缩机向所述第二空腔中输入压缩空气增加所述第二空腔中的气压，且所述气压小于第一预设值。

进一步地，所述材料溶液在所述第一注塑空腔中凝固成型包括：控制所述空气压缩机快速向所述第二空腔中输入压缩空气，将所述气压提高至第二预设值，并保持所述第二预设值一定时间，使得所述第一注塑空腔中的材料溶液在该气压下凝固成型。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种真空低压铸造手机壳体的装置，包括：主控模块、上模仁、下模仁、压铸模块和气压控制模块；

所述主控模块用于控制所述下模仁与所述上模仁合模形成至少一个用于铸造所述手机壳体的第一注塑空腔，以及将所述第一注塑空腔与所述压铸模块上的第二空腔连通；

所述气压控制模块用于增加所述压铸模块上的第二空腔中的气压，将所述第二空腔中预先熔炼完成的材料溶液，在反重力的作用下压射到所述上模仁和下模仁形成的第一注塑空腔中充型，以及在所述材料溶液在所述第一注塑空腔中凝固成型后，卸除所述第二空腔中的气压；

所述主控模块还用于控制所述上模仁和下模仁开模得到所述手机壳体的铸造件。

进一步地，所述装置还包括：上压力罐，所述上压力罐设置于所述压铸模块上，用于将所述上模仁和下模仁，以及合模时形成的第一注塑空腔进行密封。

进一步地，所述气压控制模块还用于分别对所述压铸模块上的第二空腔和所述上压力罐抽真空，直至所述上压力罐与所述第二空腔处于真空气压平衡状态。

进一步地，所述气压控制模块还用于通过空气压缩机向所述第二空腔中输入压缩空气增加所述第二空腔中的气压，且所述气压小于第一预设值。

进一步地，所述气压控制模块还用于控制所述空气压缩机快速向所述第二空腔中输入压缩空气，将所述气压提高至第二预设值，并保持所述第二预设值一定时间，使得所述注塑空腔中的材料溶液在该气压下凝固成型。

进一步地，所述压铸模块包括坩埚和用于密封所述坩埚的密封板，以及分别设置在所述密封板上的引流管和熔炼单元；

在所述密封板上还设有气孔，所述气压控制模块通过所述气孔向所述坩埚内的第二空腔输入压缩空气，将所述第二空腔中被所述熔炼单元熔炼后的材料溶液通过所述引流管从下往上输出至所述第一注塑空腔中充型。

进一步地，所述气压控制模块包括真空处理单元、增压单元和负压罐；

所述真空处理单元用于对所述负压罐进行抽真空，直至到达预设的高真空度；

所述负压罐分别与所述气孔和上压力罐连接，用于对所述坩埚和上压力罐中的空腔抽真空；

所述增压单元与所述气孔连接，用于向所述坩埚输入压缩空气，将所述材料溶液压射至所述第一注塑空腔中充型。

本发明实施例提供的真空低压铸造手机壳体的方法及其装置，该方法首先控制上下模仁的合模，形成至少一个用于铸造所述手机壳体的第一注塑空腔，然后向压铸模块上的第二空腔增加气压，将所述压铸模块第二空腔中预先熔炼完成的材料溶液，在反重力的作用下压射到所第一述注塑空腔中，直到所述材料溶液在所述第一注塑空腔中凝固成型后，卸除所述第二空腔的气压，从而得到所述首届壳体的铸造件；通过本发明提供的方案的实施，由于给压铸模块中的第二空腔增加了气压，使得材料溶液可以从第二空腔中注射到第一注塑空腔中进行充型，并且增加气压的作用下，实现了反重力压射，使得材料溶液在该反重力的作用下保持平稳的流速流入注塑空腔中充型，充分规避了现有的压铸工艺因材料溶液高速充填型腔带来的铸件氧化夹杂、气孔、缩松、缩孔、表面留痕、表面光洁度不高等问题，从而提高了充型的质量，同时也减小了后续加工的工序，节约了生产工时，提高了压铸配件的生产效率。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明第一实施例提供的真空低压铸造手机壳体的方法流程图；

图2为本发明第一实施例提供的真空低压铸造手机壳体的方法的另一种流程图；

图3为本发明第二实施例提供的真空低压铸造手机壳体的装置的一种结构框图；

图4为本发明实施例铸造的手机壳体的结构示意图；

图5为本发明第二实施例提供的真空低压铸造手机壳体的装置的另一种结构示意图；

图6为本发明第三实施例提供的真空低压铸造手机壳体的装置的又一结构框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明实施例作进一步详细说明。

第一实施例：

请参考图1，图1为本实施例提供的真空低压铸造手机壳体的方法流程图。本实施例采用的真空低压铸造技术，具体是用于辅以金属模具、压力罐使铸造材料在真空状态，通过反重力铸造的方式充填注塑空腔，最后在压力状态下保压凝固，完成合金铸件生的产工艺过程，其控制过程具体如下：

S101，控制上模仁和下模仁合模形成至少一个用于铸造所述手机壳体的第一注塑空腔。

S102，将第一注塑空腔与压铸模块上的第二空腔连通，并增加所述第二空腔中的气压，将所述第二空腔中预先熔炼完成的材料溶液，在反重力的作用下压射到所述第一注塑空腔中充型，优选的，所述材料溶液可以是一种合金液，也可以是一种塑胶混合液。

在实际应用中，所述上模仁和下模仁组装合模后，还通过下模仁安装于所述压铸模块上，安装完成后启动铸造操作，向压铸模块上的第二空腔内输入空气，提高第二空腔中的气压，随着气压的不断上升，在所述压铸模块中存放的预先熔炼完成的材料溶液会被压射到上模仁和下模仁形成的第一注塑空腔中，直到将所述第一注塑空腔充满，完成充型。

在本实施例中，所述反重力作用指的是将压铸模块中的材料溶液从下往上注射，克服材料溶液的自然重力作用，将材料溶液引流入第一注塑空腔中完成充型。

S103，当所述材料溶液在所述第一注塑空腔中凝固成型后，卸除所述第二空腔中的气压，开模得到所述手机壳体的铸造件。

在本实施例中，所述材料溶液在所述第一注塑空间凝固成型具体是控制空气压缩机快速向所述第二空腔中输入压缩空气，将所述气压提高至第二预设值，并保持空腔持续处于第二预设值一段时间，直到材料溶液在该第一注塑空腔中完全凝固成型，然后卸除气压，使得材料溶液回流到压铸模块上的第二空腔内，最后进行脱模操作即可得到一个高质量的复合要求的手机壳体的铸造件。

在本实施例中，在步骤S101之后，还包括：在所述压铸模块上设置一个上压力罐，优选的，在将下模仁安装在压铸模块上后，通过所述上压力罐将下模仁和上模仁，以及形成的第一注塑空腔密封在压铸模块上。

然后，将所述上压力罐和压铸模块中的第二空腔抽真空，使得所述上压力罐和第二空腔之间保持真空气压平衡状态。

最后，执行步骤S102，通过空气压缩机向压铸模块的第二空腔中输入压缩空气，使得第二空腔中的气压持续不断上升，直到材料溶液在第一注塑空腔中充型完成。

在本实施例中，所述增加所述第二空腔中的气压包括：

通过空气压缩机向所述第二空腔中输入压缩空气增加所述第二空腔中的气压，且所述气压小于第一预设值。

当在第二空腔内的气压在第一预设值时，所述材料溶液在第一注塑空腔中初步完成充型操作，并且在完成充型操作的同时，继续通过空气压缩机将输送压缩空气至第二空腔中，使得气压迅速提升至第二预设值，并保持在该第二预设值一定时间，直到材料溶液凝固成型完成，在该第二预设值的高强度压强下，避免了该手机壳体的铸造件因凝固而造成的缩松缩孔的问题，有效地补缩了凝固松弛的现象，进一步地，在该高压强的作用下，使得材料溶液可以与第一注塑空腔上的侧边充分接触，保证表面的高光洁度，以及配件内部组织的致密。

下面以带压力罐的砂型压铸模具为例，对本实施例提供的真空低压铸造方法进行详细的说明，该实施例利用反重力铸造的原理，在真空状态下，将金属液沿着升液管缓慢压射入金属模具型腔或处于压力罐中的砂型型腔，充填完毕后在同步压力下保压凝固，完成手机壳体件生产，其控制步骤如图2所示。

S201，将铸锭放置熔炼炉中进行熔炼与精炼，得到用于铸造手机壳体的材料溶液，之后将该材料溶液转移到保温炉中；优选的，该保温炉为压铸模块中的第二空腔。

S202，对上压力罐及保温炉同时抽真空；

具体的，通过设置一个负压力罐将上压力罐及保温炉中的空气抽取出来，使得上压力罐处于真空状态，以及保温炉中的材料溶液也处于真空状态；

S203，对保温炉增加气压；

具体的，通过空气压缩机向保温炉中输入压缩空气实现加压，在增压的同时，所述负压罐继续对上压力罐抽高真空，使得在上压力罐与保温炉之间建立充型压差，保证材料溶液在不断增压的过程中注射到第一注塑空腔中，直到气压达到第一预设值时，充型完成；

S204，将上压力罐及保温炉中的气压增加至第二预设值；

在充型完成的瞬间，控制所述空气压缩机对上压力罐及保温炉以较高的增压速度同时增压至凝固结晶压力，使上压力罐与保温炉在该压力上保持一段时间，直到第一注塑空腔中的材料溶液完全凝固；

S205，恢复上压力罐及保温炉中的气压，使得材料溶液回流至保温炉中；

S206，脱模，清理手机壳体的铸造件。

在本实施例中，在通过上述的方式完成铸件后，还可以将得到的压铸配件通过CNC机台进行精加工，得到更加精细的压铸配件。

本实施例提供的真空低压铸造手机壳体的方法，主要是通过控制上下模仁的合模，形成至少一个用于铸造所述手机壳体的第一注塑空腔，然后向压铸模块上的第二空腔增加气压，将所述压铸模块中预先熔炼完成的材料溶液，在反重力的作用下压射到所述第一注塑空腔中，直到所述材料溶液在所述第一注塑空腔中凝固成型后，卸除所述压铸模块中的第二空腔的气压，从而得到手机壳体的铸造件；在本发明的实施例中，由于给压铸模块中的第二空腔增加了气压，使得材料溶液可以从压铸模块中在反重力的作用下保持平稳的流速流入第一注塑空腔中充型，充分解决现有铸造工艺的充型质量低，以及带来的铸件存在气孔、缩松、缩孔、表面留痕、表面光洁度不高等问题。

进一步的，分别对所述压铸模块上的第二空腔和所述上压力罐抽真空，并在气压为第二预设值下凝固成型，减小了材料溶液卷携气体并被截留在铸件内部的风险，由于铸件在较大压力下发生凝固，使得铸件因凝固而造成的缩松缩孔得到有效的补缩，壳体件内部组织致密，表面光洁度高。

同时通过该方法压铸得到的压铸配件齐表面光滑，无需再进行反复的CNC加工，缩短了全CNC工艺的工艺生产路线，减少了加工工时，提高了单品生产效率，有效控制了由于全CNC带来的金属配件生产成本较高的问题，规避了传统工艺因无法成型侧凹部位而带来的后续数控加工问题。

第二实施例：

请参见图3，图3为本实施例提供的真空低压铸造手机壳体的装置的结构框图，该真空低压铸造装置3包括：主控模块31、上模仁32、下模仁33、压铸模块34和气压控制模块35，其中：

主控模块31用于控制所述上模仁32与下模仁33合模形成至少一个用于铸造该手机壳体的第一注塑空腔；

在组装时，所述下模仁33固定于所述压铸模块34上，再与所述上模仁32形成第一注塑空腔。

气压控制模块35用于向压铸模块54上的第二空腔增加气压，将压铸模块34中预先熔炼完成的材料溶液，在反重力的作用下压射到所述上模仁32和下模仁33形成的第一注塑空腔中，以及在所述材料溶液在所述第一注塑空腔中凝固成型后，卸除压铸模块34中的第二空腔的气压，得到手机壳体的铸造件4。

在本实施例中，所述气压控制模块35在向压铸模块34上的第二空腔增加气压时，具体是通过向第二空腔中输送压缩空气，随着压缩空气的增加，其气压也不断地上升，对则气压的上升，所述材料溶液不断地被引流到所述第一注塑空腔中，在输入所述压缩空气达到第一预设值时，所述材料溶液在所述第一注塑空间中充型完成，优选的，输送压缩空气时是通过空气压缩机输送。

在本实施例中，在充型完成的瞬间，所述气压控制模块35还用于通过空气压缩机快速将所述压铸模块上的第二空腔中的气压提高到第二预设值，并保持所述第二预设值一定时间，使得所述材料溶液在所述第一注塑空腔中凝固成型。

在本实施例中，所述真空低压铸造装置3还包括上压力罐36，该上压力罐36设置于所述压铸模块34上，用于将所述上模仁32和下模仁33，以及合模时形成的第一注塑空腔进行密封。

这时，气压控制模块35在向所述压铸模块34中的第二空腔输送压缩空气之前，还包括：分别对所述压铸模块34上的第二空腔和所述上压力罐36抽真空，直至所述上压力罐36与所述压铸模块34上的第二空腔处于真空气压平衡状态。通过真空的设置，可以充分地规避了传统压铸工艺因材料溶液高速充填型腔带来的铸件氧化夹杂、存在气孔等问题，而影响铸件的质量，在两者到达真空平衡状态后，气压控制模块35再进行压缩空气的输送。

如图5所示，所述主控模块31为PLC控制柜，所述压铸模块34包括坩埚341和用于密封所述坩埚的密封板342，以及分别设置在所述密封板上的引流管343和熔炼单元344；

在所述密封板342上还设有气孔345，所述气压控制模块35通过所述气孔345向所述坩埚341内的第二空腔输入压缩空气，将所述坩埚341中被所述熔炼单元344熔炼后的材料溶液通过所述引流管343从下往上输出至所述第一注塑空腔中。

在本实施例中，所述气压控制模块35包括真空处理单元351、增压单元352和负压罐353；

所述真空处理单元351用于对所述负压罐353进行抽真空，直至到达预设的高真空度；

所述负压罐353分别与所述气孔345和上压力罐36连接，用于对所述坩埚341和上压力罐36中的空腔抽真空；

所述增压单元352与所述气孔345连接，用于向所述坩埚341输入压缩空气，将所述材料溶液压射至所述第一注塑空腔中充型。

在实际应用中，所述真空处理单元351采用真空泵M2实现，所述增压单元352采用空气压缩机M1实现，此外，为了更好地控制抽真空和压射两个状态的切换，所述气压控制模块35还设置有电池阀(K1～K8)，具体如图5所示。

在本实施例中，通过本实施例提供的真空低压铸造装置3实现压铸配件生产的控制过程如下：

步骤1，将合金铸锭放进熔炼炉中进行熔炼与精炼，进行除渣除气处理，待材料溶液品质合格后，吊装密封板342，将密封板342与坩埚341密封，将上模仁32与下模仁33组型完毕，吊装沙箱在密封板342上定位并紧固，吊装上压力罐36与密封板342密封紧固，连接好气压控制模块35后，确定无误后，准备进行合金配件的真空低压铸造与成型；

步骤2，气压控制模块35响应启动真空泵M2，开启电磁阀K6、K7，对负压罐353抽真空，抽至预定真空度，之后关闭电磁阀K6、K7；

步骤3，当负压罐353抽至预定真空度后，气压控制模块35响应开启电磁阀K2、K3、K4、K5、同时对坩埚341和上压力罐36抽真空，待坩埚341和上压力罐36与负压罐353建立真空气压平衡后，关闭电磁阀K4、K5；

步骤4，当坩埚341和上压力罐36达到真空平衡后，气压控制模块35响应启动空气压缩机M1，开启电磁阀K1，空气压缩机向坩埚341输送一定压力的压缩空气，将坩埚341中的合金溶液沿着升液管压入至第一注塑空腔中，完成充型；

步骤5，当材料溶液充满注塑空腔后，开启电磁阀K1、K2、K3、K4，空气压缩机M1同时向坩埚341和上压力罐36输送压缩空气，使手机壳体的铸造件4在同步压力下凝固成型；

步骤6，当该铸造件4凝固后，气压控制模块35卸去压力，使材料溶液回流至坩埚341中，吊开上压力罐36，将沙箱吊运至铸造件4清理处，进行铸造件4清理，从而得到图如4所示的手机壳体的铸造件4；

在本实施例中，在完成压铸得到铸造件4后，还可以将该铸造件4运送至CNC加工机台进行CNC加工细部特征，使得铸造件4更加精细。

本实施例提供的真空低压铸造手机壳体的装置，主要是主控模块通过控制上下模仁的合模，形成至少一个用于铸造该手机壳体的第一注塑空腔，然后气压控制模块向压铸模块上的第二空腔增加气压，将所述压铸模块中预先熔炼完成的材料溶液，在反重力的作用下压射到所述第一注塑空腔中，直到所述材料溶液在所述第一注塑空腔中凝固成型后，卸除所述压铸模块中的第二空腔的气压，从而得到手机壳体的铸造件；在本发明的实施例中，由于给压铸模块中的第二空腔增加了气压，使得材料溶液可以从压铸模块中在反重力的作用下保持平稳的流速流入第一注塑空腔中充型，充分解决现有铸造工艺的充型质量低，以及带来的铸件存在气孔、缩松、缩孔、表面留痕、表面光洁度不高等问题。

第三实施例：

请参见图6，图6为本发明实施例提供的真空低压铸造手机壳体的装置的又一结构框图，该真空低压铸造装置3包括处理器41、存储器42和压铸模具43，其中，所述压铸模43包括上模仁、下模仁和压铸模块。

所述储存器42用于存储执行所述真空低压铸造手机壳体的方法的控制指令；

所述处理器41用于根据所述控制指令，控制上模仁和下模仁合模形成至少一个用于铸造所述手机壳体的第一注塑空腔，增加压铸模块上的第二空腔的气压，将所述压铸模块中预先熔炼完成的材料溶液，在反重力的作用下压射到由所述上模仁和下模仁形成的第一注塑空腔中，当所述材料溶液在所述第一注塑空腔中凝固成型后，卸除所述压铸模块中第二空腔的气压，得到该手机壳体的铸造件。

所述处理器41还用于控制真空泵分别对所述压铸模块上的第二空腔和所述上压力罐抽真空，直至所述上压力罐与所述压铸模块上的第二空腔处于真空气压平衡状态。

所述处理器41在控制增加压铸模块上的第二空腔的气压，将所述压铸模块中预先熔炼完成的材料溶液，在反重力的作用下压射到由所述上模仁和下模仁形成的第一注塑空腔中具体是通过控制通过空气压缩机向所述压铸模块中的第二空腔输入压缩空气；将所述材料溶液压铸引流到所述第一注塑空腔中；在输入所述压缩空气达到第一预设值时，所述材料溶液在所述第一注塑空间中充型。

在本实施例中，所述处理器41在控制所述材料溶液在所述第一注塑空腔中充型完成之后，还用于控制所述空气压缩机快速将所述压铸模块上的第二空腔中的气压提高到第二预设值，并保持所述第二预设值一定时间，使得所述材料溶液在所述第一注塑空腔中凝固成型。

综上所述，本发明提供的真空低压铸造手机壳体的方法及其装置，该方法首先控制上下模仁的合模，形成至少一个用于铸造手机壳体的第一注塑空腔，然后向压铸模块上的第二空腔增加气压，将所述压铸模块中预先熔炼完成的材料溶液，在反重力的作用下压射到所述第一注塑空腔中，直到所述材料溶液在所述第一注塑空腔中凝固成型后，卸除所述压铸模块中的第二空腔的气压，从而得到手机壳体的铸造件；通过本发明提供的方案的实施，由于给压铸模块中的第二空腔增加了气压，使得材料溶液可以从压铸模块中注射到第一注塑空腔中进行充型，并且增加气压的作用下，实现了反重力压射，使得材料溶液在该反重力的作用下保持平稳的流速流入第一注塑空腔中充型，充分规避了现有的压铸工艺因材料溶液高速充填型腔带来的铸件氧化夹杂、气孔、缩松、缩孔、表面留痕、表面光洁度不高等问题，从而提高了充型的质量，同时也减小了后续加工的工序，节约了生产工时，提高了压铸配件的生产效率。

进一步地，所述真空低压铸造手机壳体的装置还分别对所述压铸模块上的第二空腔和所述上压力罐抽真空，并在气压为第二预设值下凝固成型，减小了材料溶液卷携气体并被截留在铸件内部的风险，由于铸件在较大压力下发生凝固，使得铸造件因凝固而造成的缩松缩孔得到有效的补缩，壳体件内部组织致密，表面光洁度高，无需再进行反复的CNC加工，缩短了全CNC工艺的工艺生产路线，减少了加工工时，进一步提高了单品生产效率。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。