[发明专利]一种气压快速充型液态模锻成形装置及成形方法

说明书

一种气压快速充型液态模锻成形装置及成形方法，涉及材料加工工程领域。现有液态模锻技术存在造价高、金属熔液充型过程中容易氧化、金属熔液变形力有限和金属制件力学性能难以提高的问题。液态模锻成形装置包括气压压射装置、液压机、模具型腔、升液管和熔化炉；模具型腔设置在液压机的上、下平台之间；熔化炉设置在液压机下平台的下方，升液管贯穿液压机的下平台，熔化炉的内腔与模具型腔的内腔通过升液管相通，气压压射装置的出气口伸入到熔化炉的内腔中。通过气压压射装置向熔化炉内施加气压，将熔化炉内的金属熔液填充到模具型腔中，再利用液压机对模具型腔中的金属熔液施加高压压力，金属熔液发生塑性变形。本发明用于液态金属模锻成形。

技术领域

本发明涉及材料加工工程领域，尤其涉及一种气压快速充型液态模锻成形装置及成形方法。

背景技术

液态模锻是以铸造和模锻工艺为基础，逐步发展起来的集两种工艺优点于一身的成形技术。其工艺过程并不复杂，即将金属液直接浇注到已经经过预热并喷涂润滑剂的液锻模具模腔中，当金属液处于熔融或半熔融状态时，合上模具，通过冲头施加一定的静压力，使金属液在压力下结晶凝固，并产生微小的塑性变形。该技术不但能够消除制件在凝固过程中形成的气孔、缩孔等缺陷，降低废品率，成型出高质量零件，还能在一定程度上提高零件的性能。与铸造相比，避免制件出现缩孔、疏松，细化了晶粒，提高了强度；与模锻相比，节省了成形工序和成形压力约为模锻力的1/5～1/3，且性能接近锻件指标；无模锻飞边和铸造冒口，材料利用率高。因此液态模锻是一种省力、节能、节材的先进制造技术。

液态模锻技术主要分为直接液态模锻法和间接液态模锻法。直接液态模锻成形方法与固态模锻类似，冲头直接加载于液态金属上，可以制得性能与锻件相当、形状较为简单的制件。间接液态模锻成形方法与压铸类似，模具于金属液浇注之前已闭合，金属液通过挤压活塞注入型腔，其内浇道尺寸比较大与压铸相比,因而挤压活塞所提供的压力能够有效传递到制件各部位,使其在高压下结晶并塑性变形。

目前，直接液态模锻技术存在的主要问题是定量浇注较为困难，虽然可以从国外进口定量浇注机，但不仅价格太高，而且无法完全解决金属液充型过程中的氧化问题；间接液态模锻需要专用液态模锻机，普通液压机无法完全满足其使用要求，但专用液态模锻机造价很高，而且变形力有限，制件的力学性能很难进一步得到提高。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是：现有液态模锻技术存在造价高、金属熔液充型过程中容易氧化、金属熔液变形力有限和金属制件力学性能难以提高的问题；进而提供一种气压快速充型液态模锻成形装置及成形方法。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是：所述的气压快速充型液态模锻成形装置包括气压压射装置、液压机、模具型腔、升液管和熔化炉；

所述的模具型腔设置在液压机的上、下平台之间；熔化炉设置在液压机下平台的下方，升液管贯穿液压机的下平台，熔化炉的内腔与模具型腔的内腔通过升液管相通，气压压射装置的出气口伸入到熔化炉的内腔中。

进一步的，所述的模具型腔包括上凸摸和下凹模，上凸摸和下凹模上下相对设置，上凸摸与液压机的上平台下表面固定连接，下凹模与液压机的下平台上表面固定连接，下凹模的底部加工有一个进液口，升液管的出液端与下凹模底部的进液端固定连接。

进一步的，所述的气压压射装置包括气泵和导气管，气泵的出气端与导气管的一端连接，导气管的另一端伸入到熔化炉的内腔中。

进一步的，所述的升液管的进液端处于熔化炉内腔的中下部。

进一步的，所述的气压快速充型液态模锻成形装置还包括升降台，熔化炉设置在升降台的上面。

进一步的，所述的气压快速充型液态模锻成形装置还包括保温装置，保温装置套在升液管的外表面上，且保温装置处于模具型腔与熔化炉之间的管段上。

进一步的，所述的保温装置为保温棉。