[发明专利]一种镁、铝等合金的液态加工工艺及专用设备

说明书

技术领域

本发明属于金属液态压力成型领域，尤其是一种镁合金或铝合金的液态加工工艺及专用设备。

背景技术

镁的化学活性很强，在空气中，液态镁及其合金会迅速氧化、燃烧，而且镁合金在熔炼温度下，其蒸汽压较高并很容易蒸发，因此在熔炼与挤压压铸镁合金时首先要防止镁合金的蒸发、燃烧。此外，镁合金虽然流动性高，但由于镁合金的比热较小、凝固潜热较小，所以合金液的冷却速度快，在模具型腔中凝固迅速，必须要求大流量短充型时间的快速给料方能避免镁合金铸件冷隔、欠铸或成型不良等铸造缺陷，因此快速给料是镁合金制造工艺的难点。

目前镁合金的挤压铸造工艺基本是以开式浇铸、立式挤压方式进行，其熔化保温定量喂料炉采用螺旋量泵和气压控制定量泵两种加料方法，镁料由熔化保温定量喂料炉的保温室定量泵通过鹅颈管抽入压射室，靠压射活塞高速射料充填型腔，鹅颈管与压射室入口是非封闭的。如中国专利(专利号：CN02256766，专利名称：一种倾转式镁合金熔炼炉浇注装置)公开了一种使用固态金属氟化物防止液态镁合金氧化燃烧的方法和与之相匹配的镁合金封闭熔炼炉。该熔炼炉由两套平行四连杆支撑机构、控制顶杆及啮合传动部分和槽型滑轨组成，其浇注装置可保证浇注时镁液出口与模具浇口之间的距离较短且恒定不变以减少镁液氧化。这种镁合金挤压压铸设备与熔化炉之间非全封闭式连接容易造成镁合金浇口处燃烧氧化或铸件冷隔、欠铸或成型不良等铸造缺陷，且压射活塞高速射料充填型腔则令模腔内较易困气，易产生气孔和浇不足。

此外，镁合金压铸行业所普遍使用的机前炉主要为定量浇铸炉，熔融合金由定量泵通过浇嘴流入压射室，利用冲头高速压入型腔。这种方法虽可满足普通零件要求，但对于薄壁大平板或形状复杂大型零件则无法满足铸造的质量特性要求。因为镁合金熔点低、冷却速度快，浇铸时间较长会因镁合金温度降低较快而使零件无法保证充填完整，靠冲头高速充填型腔则易产生气孔和浇不足，而且设备昂贵，维护成本高，对材料有特殊要求。

近年发展起来的立式闭模充型挤压铸造，是以压射机构进行补缩，但其公称压力有限，并未达到挤压铸造的补缩比压要求，严格来说，还不能算作真正意义上的挤压铸造。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种镁合金或铝合金的液态加工工艺及专用设备，该工艺及设备将成型机和熔化炉体一体密封连接并采用立式加工，工艺简单科学，生产周期短，铸件质量高，合金余料少，产品近于净尺寸成型。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种镁合金或铝合金的液态加工工艺，镁合金或铝合金在熔化炉内的熔化区内熔化，经输料管将液态镁合金或铝合金输送至成型机模具型腔内成型，其特征在于：加工工艺的步骤是：

(1).在熔化炉内熔化的液态镁合金或铝合金在熔化炉的保温区内经搅拌器均匀搅拌进入活塞压射室；

(2).设置在成型机上的切断刀阻断输料管，设置在成型机上的压头回退形成型腔内的负压；

(3).活塞压射室的给料活塞下移而在活塞压射室形成压力的同时，切断刀回退开通输料管通道，液态镁合金或铝合金在活塞压射室及型腔双重压力作用下填充型腔，然后切断刀再次阻断输料管，压头向型腔内的镁合金或铝合金施加压力；

(4).型腔内的镁合金或铝合金在由液态转化为固态的过程中，压头始终对型腔施加压力；

(5).型腔内的镁合金或铝合金转化为固态后，动模上移，取下镁合金或铝合金制件，然后进行下一个制件的制造。

而且，液态镁合金或铝合金直接输入由压头、模具型腔、切断刀所形成的封闭腔，同时该封闭腔又是液态镁合金或铝合金的定量装置。

一种镁合金或铝合金的液态加工工艺的专用设备，由熔化炉、挤压铸造成型机构成，熔化炉由熔化区、保温区构成，挤压铸造成型机由合模油缸、合模底板、锁模机构油缸、格林柱、动模栅板、动模、型腔、静模、下支架构成，其特征在于：

(1).熔化炉在保温区中设置一给料区，该给料区设置在给料活塞的活塞压射室内，该活塞压射室连通有一输料管且该输料管直接与挤压铸造成型机的型腔连通；

(2).在静模上安装有一切断刀，该切断刀设置在挤压铸造成型机静模上的输料管上用于通断输料管；

(3).在挤压铸造成型机的动模上安装有上压头，静模上安装有下压头，该两个压头均连通型腔并对型腔内的合金液体施压。

而且，所述的熔化炉在保温区方向的活塞压射室内安装有进料门、进料连杆、压力保险片以及该压力保险片的提拉连杆。

而且，所述的输料管可自加热熔化合金并保温。