重力饋料的立式注射機和相關注射成型的方法技術

一種注射液態金屬用的立式注射機和方法。該立式注射機含有：一個計量室，一個垂直注射室，和一條百該計量室與該注射室連通的第一管道。根據該計量室內液態金屬的液位高度可確定出該注射室內金屬的體積。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種制造金屬零件的方法及設備，特別是涉及一種制造金屬零件的方法及其裝置，它采用一種關于將液態金屬注射入成型模的工藝方法(模鑄方法也包括在內)。
技術介紹
常規的模鑄設備分為冷室型和熱室型兩類。在冷室型模鑄設備中，熔化金屬被充注入一個固定在金屬模板上的套管中，該套管與通向鑄型腔的進料開口連通。由于柱塞向前推進驅除空氣或氣體時的動作緩慢，因此套管內的熔化金屬容易被冷卻下來，當它在套管底部散開時，就會形成激冷碎屑或一些固態顆粒。該激冷碎屑或這些固態顆粒被注射到鑄模內，將使鑄件的物理性質惡化。被冷卻的熔化金屬會增加熔化金屬的粘度，并使得熔化金屬難以注滿鑄型腔。另外，它還會在鑄件表面上產生疤痕。特別是對于某些鎂合金，因為鎂合金中鎂的固化潛熱小(小于鋁、鉛和鋅的固化潛熱)，這是一個需要認真對待的問題。由于小的固化潛熱，當鎂合金與具有低溫材料接觸時，合金中的鎂就會迅速地固化。熱套管曾被采用過，但加過熱的套管的溫度不像金屬的液相溫度那樣高，這是由于套管是和一個鑄模連通，而且鑄模的溫度又必須低于金屬的固相溫度。鑄模的溫度之所以要必須充分地低于被熔化金屬的固相溫度，是為了產生足夠的固化率。也就是說，固化率反映出每一操作循環所需的時間。注入套管的熔化金屬所具有的溫度，遠高于金屬的固相溫度，以便遏制套管中的冷卻。這在加熱的能量成本方面是一個缺點。冷室型設備在套管內、位于柱塞頭部和鑄模進料口之間形成一圈厚的、作為鑄件一部分的環形板，它通常被稱為板片。當鑄模被打開，從鑄模中拉出鑄件之后，該板片即從鑄件上被割除下來而再循環使用。可是，有時該板片大于產品。這對于金屬的使用不利，因為這樣使用金屬有著巨大的再循環成本。于熱室型設備情況，在熔爐的熔化金屬內浸沉有一個注射機構。被注射的熔化金屬的溫度被保持在其液相溫度之上。該注射機構具有一個帶柱塞的注射缸，一個鵝頸形腔室和一個位于該腔室末端的噴嘴。熔化金屬經過一條鵝頸形通道再通過一個噴嘴被注射到成型腔內，而不需形成環形板。這是熱室型模鑄設備的優點。熱室型設備超過冷室型設備的另一個優點，是在于每一操作循環所占用的時間。如前所述，在冷室型設備中，鑄件是由注射到閉合的鑄模之間的鑄型腔內的熔化金屬所形成，而且一直到該鑄件被冷卻成為固體。分開鑄模，并拉出鑄件，然后把潤滑噴涂到分開的鑄模上再重新閉合鑄模。從而鑄模準備就緒可以開始下一操作循環。當鑄模閉合時，即當鑄模準備就緒而可開始下一個操作循環時，熔化金屬才被注入注射套管中，因為注射套管直接與鑄模連通，從而熔化金屬不致從鑄模的進料開口處滴漏出來。另一方面，熱室型模鑄設備利用注射柱塞返回到其充滿位置，而把熔化金屬注入鵝頸(gooseneck)和注射缸系統內。熔化金屬的供應是通過注射缸上的一個開口或充注口。在冷卻注射在鑄模內的熔化金屬的同時，通過傾斜鵝頸形腔室來進行噴嘴的定位。噴嘴的鵝頸形系統中的熔化金屬，當鑄模打開時，有流回到熔化爐的傾向，以達到液體靜壓液位。在把熔化金屬注入鵝頸和注射缸系統內時，由于被注射到閉合的鑄模內的金屬同時也在冷卻，因此熱室型設備一個操作循環所用的時間，與冷室型模鑄設備相比而可以縮短。但熔化金屬在鵝頸的噴嘴段處的固化，以及在從噴嘴和鑄澆口處的滴漏，對于熱室型模鑄設備仍然是有一些問題。眾所周知，當柱塞縮回時將在注射機構中建立起真空。可是，一旦縮回的柱塞經過位于注射缸上、從熔化爐供應熔化金屬的開口或充注口，由于熔化爐處于大氣壓力下，真空立即被破壞。因此，熔化金屬被吸回注射缸內，而且當鑄件固化和鑄模分開的同時，鵝頸和噴嘴也均完全被充滿熔化金屬。當鑄件冷卻時，極大多數情況下在噴嘴內都會存在有熔化金屬。當對噴嘴末梢處的冷卻加以適當的控制，如在模鑄工業中所理解者，噴嘴末梢處的金屬就會形成半固態。該所形成的半固態金屬會像堵塞物那樣起作用，當鑄模被分開時可防止熔化金屬從噴嘴處滴漏出來。如果冷卻不充分，當鑄模分開時在噴嘴末梢處以及在鑄澆口處的金屬仍舊是液態，從而會發生滴漏。另一方面，如果過分冷卻，在噴嘴末梢內的金屬固化并與鑄澆口凍結在一起，當鑄模分開后，鑄件將會被卡在固定模內。美國第3,123,875、3,172,174、3,270,378、3,474,875和3,491,827號專利提議利用柱塞的返回沖程或逆沖程在鵝頸中建立起真空，從噴嘴和鑄澆口最末梢處把熔化金屬抽吸回來。這些專利揭示了一些附著在注射缸上的機構以及一種柱塞系統，以便用來始終保持所建立的真空可以完整無損，一直到鑄模被分開并將固化的鑄件從固定模的鑄澆口撤出之后。熱室型模鑄設備中的一些問題，是由浸沉在熔化爐熔化金屬中的一種笨重的注射機構所引起。帶有一個鵝頸形腔室和一個注射缸系統的注射機構難以清潔干凈。而且一些被磨損的柱塞環和套管也難以更換。一個磨損的柱塞環和套管由于泄漏也會使的注射壓力降低，從而導致所注射入熔化金屬體積與鑄型腔不協調。該不協調注射體積也就會產生質量不穩定的鑄件。根據注射系統的布置情況，模鑄設備還可以分為水平的(通常稱臥式的)和垂直的(通常稱立式的)。在臥式模鑄設備中，為了沿水平方向把熔化金屬注射到鑄模內，而把注射系統作水平布置。在立式模鑄設備中，為了沿垂直方向把熔化金屬注射到鑄模內，而把注射系統是作垂直布置。常規的立式模鑄設備通常是垂直布置的冷室型設備，它具有和上述冷室型設備相同的優缺點。可是，立式模鑄設備的一個特點是熔化金屬的進料口可以位于垂直的注射室的頂部。但這樣的布置對于臥式的設備就不能應用。在美國第4,088,178和4,278,935中，揭示了一些機械，這些機械中有一根豎立的澆鑄套管可旋轉地被安裝在一塊基板上，并與垂直位置略有偏斜，以便接受熔化金屬。為了替代把熔化金屬供應到澆鑄套管，日產汽車公司(Nissan Motors，亦稱尼桑汽車公司)在美國第4,347,889號專利中揭示了一種垂直模鑄機械，其中有一根向下移動的垂直澆鑄套管并在該套管內嵌有一個固態的金屬塊。該嵌入的金屬塊則利用高頻感應線圈來使之熔化。這些設備所帶來的問題，是在于它們的結構復雜性。
技術實現思路
本專利技術的一個實施例包括一種用于注射液態金屬的立式注射機，它由一個計量室，一個垂直的注射室和一條連接該計量室與該注射室的第一管道組成，其中該計量室內液態金屬的液位高度確定了注射室內金屬的體積。本專利技術的另一實施例包括一種注射成型方法，該方法包含在一個計量室中將金屬熔化成液體狀態；退縮垂直注射室內的一根注射桿，將位于該垂直注射室內的一個進料開口露出；因而容許一部分液態金屬由該計量室經過一條管道流到該垂直注射室內，此處流到該垂直注射室內那部分液態金屬的體積由該計量室內液態金屬的液位高度確定；推進注射桿，關閉進料開口，并驅除該注射室內的空氣；朝向固定的成型模提升該注射室；再推進該注射桿將那部分液態金屬從該注射室經過噴嘴注射入成型模中。本專利技術的另一實施例包括一種注射成型方法，該方法包含在一個液態金屬供料器將金屬熔化成液態；將第一部分液態金屬經過一條第一管道傳送計量室；縮回垂直注射室內的注射桿，露出該垂直注射室內的進料開口；使得第二部分液態金屬有可能經過一條第二管道從計量室流入該垂直注射室，此處該注射室內的第二部分液態金屬的體積由計量室內液態金屬的液位高度確定；推進注射桿，關閉進料開口；朝向本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于注射液態金屬的立式注射機，其特征在于它含有：一個計量室；一個立式注射室；以及一條把計量室與該注射室連通的第一管道，其中注射室的金屬體積由該計量室內液體金屬的液位高度而確定。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：平井林治，深田久幸，長田雄治，
申請(專利權)人：高田株式會社，
類型：發明
國別省市：JP[日本]