[发明专利]用于半固态铸造的先进进给系统

说明书

技术领域

本发明涉及金属铸造的方法，更具体地涉及用于半固态金属（SSM）铸造部件的进给系统和方法。

背景技术

半固态金属（SSM）铸造（也称为半固态成型）是结合了铸造和锻造元素的混合制造方法。半固态金属铸造（SSM）是压铸的近终形变体。压铸是一种用于形成金属或金属合金部件的受欢迎的金属成型技术。压铸在各种技术中都有应用，例如汽车部件、飞机部件、玩具、器皿等。在典型的压铸工艺中，熔融金属或金属合金在高压下进入模具腔中。

与典型的压铸不同，SSM工艺是以半固态中的非枝晶微结构引入生料。在金属处于其液相温度和固相温度之间的温度完成SSM。理想地，金属应该是30%至65%的固态。金属必须具有低粘度以便可用，并且为了达到该低粘度，材料需要被液相围绕的球状初晶。可能的温度范围取决于材料，并且对于铝合金来说是5-10℃，但对于窄熔融范围的铜合金来说可能仅是一度的十分之几。

半固态金属（SSM）铸造通常用于带有非铁金属（诸如铝、铜和镁）的高端铸造。对于铝合金来说，常见的部件包括发动机悬挂安装件、空气歧管传感器线束、发动机本体和油泵过滤器壳体。

在SSM工艺中，金属通常通过将金属或金属合金坯切割为预先限定的长度和宽度而被制备以引入压铸机中。然后原料被加热到半固态，并且引入铸造机中。由于金属在被放置到铸造机中之前通常在大气中加热，因此金属（表面）受到氧污染，通常在金属部分上形成一层氧化物。这种污染可能降低所成型的部件的质量，导致性能问题。

因此，本发明利用提出的先进的进给系统和制造该进给系统的方法而提供一种制造高质量半固态金属铸件的改进的方法。

发明内容

通过在至少一个实施例中提供了用于半固态金属铸造的进给系统，本发明解决了现有技术的一个或多个问题。进给系统包括用于接收金属合金坯的第一室。第一室包括加热器和切割系统。金属合金坯被加热器加热，并且被切割系统切割为预先确定的长度，以形成半固态金属合金部分。进给系统还包括第二室，该第二室通过通道连接到第一室以接收半固态金属合金部分。第二室包括打开和关闭通道的门、以及柱塞系统，该柱塞系统将半固态金属部分引入压铸机。气氛控制系统与第一室和第二室流体连通。气氛控制系统从进给系统移除氧。

在另一实施例中，提供了一种用于半固态金属铸造的进给系统。进给系统包括用于接收金属合金坯的第一室。第一室还包括加热器和切割系统。金属合金坯被加热器加热，并且被切割系统切割为预先确定的长度，以形成半固态金属部分。第二室通过通道连接到第一室。第二室包括打开和关闭通道的门、以及柱塞系统，该柱塞系统将半固态金属部分引入压铸机。气体吹扫系统与第一室和第二室流体连通，并且将正压力的惰性气体提供给第一室和第二室。

在另一实施例中，提供了一种使用上述进给系统将金属合金坯进给到压铸机的方法。该方法包括将合金坯引入具有加热器和切割系统的第一室中的步骤。在第一室中在基本不含氧的环境中将合金坯加热到合金坯是半固态的温度。然后在第一室中将合金坯切割为具有预先确定的长度的半固态金属合金部分。通过第一室和第二室之间的通道将半固态金属合金部分引入第二室中。第二室包括打开和关闭通道的门、以及柱塞系统。通过柱塞系统将半固态金属合金部分引入压铸机中。

此外，本发明还涉及以下技术方案。

1. 一种用于半固态金属铸造的进给系统，该系统包括：

用于接收金属合金坯的第一室，所述第一室包括加热器和切割系统，所述金属合金坯被所述加热器加热并且被所述切割系统切割为预先确定的长度以形成半固态金属合金部分，所述第一室与气氛控制系统流体连通；

第二室，该第二室通过通道连接到所述第一室以便接收所述半固态金属合金部分，所述第二室包括打开和关闭所述通道的门、以及柱塞系统，所述柱塞系统将所述半固态金属部分引入压铸机；和

气氛控制系统，用于从所述进给系统移除氧，所述气氛控制系统与所述第一室和所述第二室流体连通。

2. 如技术方案1所述的进给系统，其中，所述柱塞系统包括柱塞，该柱塞将所述半固态金属推入所述压铸机中。

3. 如技术方案2所述的进给系统，其中，所述柱塞可以定位在第一位置，使得所述第二室接收半熔融的金属部分，并且可以定位在第二位置，在该第二位置，所述门被关闭。

4. 如技术方案3所述的进给系统，其中，所述柱塞系统还包括护套，该护套操作为所述门，所述护套随着所述柱塞移动。

5. 如技术方案4所述的进给系统，其中，所述柱塞系统还包括偏置部件，该偏置部件作用使得所述护套朝向所述压铸机移动。