[发明专利]低熔点金属材料注射装置

说明书

技术领域

本发明涉及低熔点金属材料注射装置，其能够通过将熔态低熔点有色金属直接注射充填到模具中而模制成型出金属制品。

背景技术

所需的金属制品可以这样模制出来，即在装有柱塞或螺杆的加热筒中熔化低熔点有色金属(例如铅、锌、锡、铝、镁及其合金等)，并且计量熔态金属，这与塑料成型时的情况一样，之后借助于柱塞或螺杆的前进运动而从加热筒末端的喷嘴将金属直接或通过热流道注射充填到模具中，再冷却模具，以成型出预期的金属制品。

在这种金属材料的注射成型中，与塑料不同的是，完全熔化的液相金属的粘度很低，并且几乎不会导致流动阻力。因此，在传统直列式螺杆注射装置中所采用的计量装置会因注射螺杆前进运动时产生的注射负载压力而引起计量材料回流并且使材料量减少，而这会导致计量非常不稳定，而且难以制出具有良好成型精度的金属膜制品。

作为一种解决这个问题的方案，金属材料不被完全融化，而是通过将熔化温度限制在固相曲线温度或以上并在液相曲线温度或以下，从而以半熔化状态实施注射成型。这个温度范围内的熔态金属的晶体结构处于半熔化状态(触变状态)，这将导致流动阻力达到一定程度，而且因注射负载压力所引起的回流而导致的计量材料泄漏也比液相时的低。因此，通过额外计量出因泄漏造成的减少量，可以使计量稳定化。为了满足这一点，需要采用高精度的计量和注射控制。

为此，本发明的申请人曾经研制出一种注射成型机，它是通过这样的方式实施注射成型的，即注射装置倾斜安装在机器底座上，其中喷嘴件一侧指向下方，因此不论是在熔态金属材料处于液相状态还是处于半熔化状态，均能够良好地模制出注射成型制品，该注射成型机包括：一个熔化筒，其周围环绕着加热装置；一个喷嘴件，其在后侧形成为计量室，而且其连接在熔化筒的末端上，从而能够自由安装和拆下；一根中空搅拌轴，其在外周壁上具有位于熔化筒内的搅拌叶片；以及一个注射杆，其插入搅拌轴中，而且其柱塞插入计量室中，并且其以可以前后自由移动的方式装配着。

在这种注射成型机所采用的注射装置中，计量室位于喷嘴件中，喷嘴件位于倾斜安装着的熔化筒的末端和底部，因此，当熔态金属(以下称作熔态金属)的表面产生的熔渣(金属氧化物)在熔化筒中被搅拌而以微粒的形式进入熔态金属中后，熔渣易于在底部沉积在计量室开口的周边上，而且会在柱塞的后退运动作用下与熔态金属一起吸入计量室中。

即使熔渣中的微粒流过了由用于防止材料回流的缝隙构成的柱塞流道并且混合到制品中，它们也不会对制品的外观和强度产生影响，然而，大的颗粒会堵塞流道并引起计量和注射充填故障，或导致计量不稳定。因此，需要通过某些措施防止熔渣对成型造成有害影响。

本发明概述

本发明是考虑到上述情况而研制的，而且目的在于提供一种新式的低熔点金属材料注射装置，其通过将熔化筒内侧分隔成一个金属搅拌部分和一个熔态金属流道部分，从而能够防止熔渣流入计量室中，还能够稳定地供应金属材料并计量熔态金属。

为了达到上述目的，本发明提出了一种低熔点金属材料注射装置，其中该装置包括：一个熔化筒，其被一个加热装置环绕着；一个喷嘴件，其在后部内侧形成为一个计量室，而且其以能够自由安装和拆下的方式安装在熔化筒的末端上；一根中空搅拌轴，其在外周边上设有位于熔化筒中的搅拌叶片；以及一个注射杆，其插入搅拌轴中，从而能够前后自由移动，而且其末端的柱塞插入计量室中；此外，该装置倾斜安装在机器底座上，其中喷嘴件一侧指向下方，而且上述喷嘴件的计量室上的面向着熔化筒内侧的开口外周端面向外突出而形成一个环形支承；上述搅拌轴被位于喷嘴件中的支承件和熔化筒后端面支承着，其中吸口钻通在搅拌轴的末端部分的外壁中；熔化筒的内侧被搅拌轴分隔成一个带有材料供应口的熔化搅拌部分和一个与上述计量室连通的熔态金属池；而且材料供应口布置在熔化筒的上侧部分中，该部分的温度位于不超过低熔点金属的熔点的范围内。

另外，上述搅拌轴被上述喷嘴件支承着，其中搅拌轴的末端部分的内径被扩大；搅拌轴在支承末端与上述吸口之间具有许多位于周边壁上的微小通孔；熔化筒上的布置着通孔的末端部分的内侧因倾斜安装而被用作熔渣容槽；而且搅拌轴具有在熔态金属液面位置的上方钻通于侧壁中的溢流流出口。

此外，位于上述注射杆末端的柱塞上装有一个环阀，该环阀的外侧壁上嵌有密封圈，从而使得环阀能够在柱塞的外周上前后自由移动，而且随着环阀的后端面与位于柱塞后部并且同时用作导向件的阀座环之间的接触或分离，形成在环阀与柱塞之间的流道可以打开和关闭，柱塞如此紧密地插入上述计量室中，以便在其中自由滑动。