觸融壓鑄坯料制造設備制造技術

制造觸融壓鑄坯料的設備，該設備組成部分包括：　　　　一個第一套筒；　　　　一個容納熔融金屬的第二套筒，第二套筒的一端通過鉸鏈以一個預定角度與第一套筒的一端相連；　　　　一個給第二套筒里面部分施加電磁場的攪動單元；　　　　一個插入到第二套筒另一端的第二柱塞，構成第二套筒的底，以容納熔融金屬，并對預備好的生料加壓，以及　　　　一個插入到第一套筒另一端的第一柱塞，第一柱塞以這樣一種方式工作：當第二柱塞將生料推向第一柱塞時，第一柱塞固定在第一套筒中，而當形成預定尺寸的坯料后，第一柱塞從坯料抽回。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一項觸融壓鑄坯料制造設備，詳細地說，涉及用一種微細而均勻的粒子結構進行觸融壓鑄的坯料制造設備。
技術介紹
本申請已經申請過韓國專利，申請號為2003-25996，該專利申請已在2003年4月23日于韓國知識產權局登記注冊，這里全文披露，以資參考。觸融壓鑄是與流變鑄造緊密相關的一種鑄造方法，因此也可以說成流變鑄造/觸融壓鑄。流變鑄造是指用一個預定粘度的半固態金屬生料通過鑄造或鍛造過程制造坯料或最終產品的過程。觸融壓鑄是指將由流變鑄造制造的坯料重新加熱到半熔融生料，并對其進行鑄造或鍛造，獲得最終產品的過程。在半固態狀態的溫度范圍內，半固態金屬生料由懸浮在液態中的適當比例的球狀固體粒子組成。由于它具有觸變性，因此用一個很小的力就能夠使其變形。并且由于它們具有較高的流動性，因此很容易鑄造，就像液體一樣。這種流變鑄造和觸融壓鑄比采用熔融金屬實施的普通模鑄如鑄造或鍛造過程具有更高的優勢。例如，流變鑄造或觸融壓鑄中所用的半固態或半熔融生料，與熔融金屬相比，在較低的溫度下就具有流動性，因此流變鑄造和觸融壓鑄中的模鑄溫度可以降低，從而確保模具更長的使用壽命。此外，當通過一個缸體擠壓半固態或半熔融金屬生料時，發生紊流的可能性更低，因此在鑄造過程中滲入的空氣更少，從而可以防止在最終產品中形成氣窩。此外，采用半固態或半熔融生料可以減少固化過程中的收縮，提高工作效率，并可以生產出力學性能更高、防腐性能更好、重量更輕的產品。因此，這樣的半固態或半熔融金屬生料可以用作汽車、航天航空領域及電氣、電子信息通訊設備中的新材料。如上所述，流變鑄造制造的坯料用在觸融壓鑄中。在通常的流變鑄造中，需要在比金屬熔化溫度更低的溫度下對金屬生料進行攪動，以加快冷卻速度，破壞樹枝狀結構，形成適于進行流變鑄造的球狀粒子，例如采用機械式攪動、電磁攪動、氣泵、低頻和高頻或電磁波振動、電氣沖擊振動等。下面舉一個例子，美國專利3,948,650介紹了一種制造液-固混合物的方法和設備。在這種方法中，熔化后的金屬在冷卻固化過程中受到強力攪動。這個專利中介紹的一種半熔融金屬生料制造設備使用一個攪拌機來產生具有預定粘度的固-液混合物流，來破壞樹枝狀晶體結構，或分散液-固混合物中的被破壞的樹枝狀晶體結構。在這種方法中，在冷卻過程中形成的樹枝狀晶體結構被破壞，并用來作為球狀粒子的核心。但是由于在早期冷卻階段固化產生的潛熱，這種方法將導致冷卻速度慢、制造時間長、混合容器中的溫度分布不一致、晶體結構不均勻等問題。半固態金屬生料制造設備中采用的機械攪動也同樣會導致混合容器中溫度分布不均勻。另外，因為設備工作在一個腔體中，很難連續進行后續過程。美國專利4,465,118介紹了一種制造半固態合金生料的方法和設備。該設備包括一個線圈電磁場單元、一個冷卻管，還有一套模具，這些組件依次向里。熔化后的金屬不斷注入到容器中，冷卻水流經冷卻管，對模具外壁進行冷卻。在制造半固態合金生料過程中，通過模具頂部的開口將熔化后的金屬注射到模具中，并通過冷卻管進行冷卻，從而在模具里面形成一個固化區。當電磁場單元施加電磁場時，冷卻就能夠破壞在固化帶中形成的樹枝狀晶體結構。最后，生料形成鑄塊，然后從設備的下端拉出來。這種方法和設備的基本技術想法是在固化后通過振動破壞樹枝狀晶體結構。但是這種方法存在很多問題，如過程復雜，粒子結構不均勻。在制造設備中，因為要連續注入熔化后的金屬來形成鑄塊，很難控制金屬鑄件的狀態和整個過程。另外，在施加電磁場前，模具被冷卻水冷卻，這樣在模具的外部和內部區域存在很大的溫差。后面還將介紹已知的其它類型的流變鑄造或觸融壓鑄。但是所有的方法都是基于在成形后破壞樹枝狀晶體結構，來形成球狀粒子的核心。因此存在象上述專利中存在的各種問題。美國專利4,694,881介紹了一種制造觸變材料的方法。在這種方法中，將某種合金加熱到一定溫度，在這個溫度下，合金中所有的金屬成分都呈液態，生成的熔融金屬冷卻到它們液化和固化溫度之間的某個溫度。然后，熔化后的金屬受到一個足夠大的剪切力的作用，在熔融金屬冷卻過程中形成的樹枝狀晶體結構被破壞，從而制成觸變材料。日本專利申請公告目錄Hei.11-33692揭示了一種制造流變鑄造金屬生料的方法。在這種方法中，熔化后的金屬以接近其液化溫度或高于其液化溫度50℃度的溫度注入到容器中。然后，當至少一部分熔融金屬的溫度降低到低于其液化溫度的某個溫度時，即，至少一部分熔融金屬開始冷卻到低于其液化溫度時，給熔融金屬施加一個力，例如，超聲振動。最后熔融金屬慢慢地冷卻成含有球形粒子的金屬生料。這種方法也是使用一種物理力，如超聲振動，來破壞在固化早期生成的樹枝狀晶體結構。在這一點上，如果鑄造溫度高于金屬的液化溫度，就很難形成球形粒子結構，并快速冷卻熔融金屬。而且，這種方法將導致表面和核心結構的不均勻。日本專利申請公告目錄Hei10-128516介紹了一種觸變金屬材料的鑄造方法。按照這種方法，熔化后的金屬注入到容器中，并用一根浸入到熔融金屬中的振動棒進行振動，直接將其振動力傳遞給熔融金屬。在一個低于其液化溫度的溫度范圍內形成含有核的半固態熔融合金后，熔融金屬冷卻到某一溫度，在這個溫度下，熔融金屬具有預定的液體含量，然后擱置30秒到60分鐘，以便其核成長，這樣就得到觸變金屬。但是這種方法得到的粒子較大，大約有100μm，并且要耗費相當長的時間，操作不能在比預定尺寸大的容器中進行。美國專利6,432,160揭示了一種制作觸變金屬生料的方法。這種方法同時控制熔融金屬的冷卻和攪動過程，來生成觸變金屬生料。詳細地說就是在注入到攪拌容器后，安裝在攪拌容器四周的一個定子組件開始工作，產生一個足夠大的磁動勢，快速地攪動容器中的熔融金屬。然后，通過一個裝置在攪拌容器四周的熱套筒對熔融金屬進行快速冷卻，以對攪拌容器和熔融金屬進行精確的溫度控制。在冷卻過程中，不停地以下述方式攪動熔融金屬，當熔融金屬的固體含量較低時，以較快的速度進行攪拌，當固體含量增加后，以較大的磁動勢進行攪拌。上述普通流變鑄造和觸融壓鑄方法和設備中大多數都是在冷卻過程中使用剪切力來破壞樹枝狀結構，生成球狀結構。因為象振動這樣的力都是至少有一部分熔融金屬冷卻到其液化溫度以下以后施加的，都會因為形成早期固化層而產生潛熱，因此存在很多缺點，如降低冷卻速度、延長制造時間。另外，由于容器內壁和中心的溫度不一致，很難形成微細的、均勻的球狀金屬結構。而且如果不對注入到容器中的熔融金屬的溫度進行控制，這種金屬粒子的結構非均勻性將更加突出。為了解決這些問題，本專利技術人申請了韓國專利203-13516，標題為“觸融壓鑄坯料的制造方法和設備”。
技術實現思路
本專利技術提供一種制造觸融壓鑄坯料的設備，制造的坯料具有球形粒子，結構微細、均勻，能耗低、力學性能高、成本低、鑄造方便、制造時間更短等優點。本專利技術還提供了一種在短時間內連續生產多個高質量的觸融壓鑄坯料的設備。根據本專利技術的理念，提供了一臺用來制造觸融壓鑄坯料的設備。該設備由以下部分組成第一套筒；接收熔融金屬的第二套筒，第二套筒的一端以預定的角度用鉸鏈連接到第一套筒的一端；攪動單元給第二套筒的內部施加一個電磁力；第二個柱塞插入到第二套筒的另一端，構成第二套筒的底，以接收熔融金屬，并給預備好的生料加本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：洪俊杓，
申請(專利權)人：洪俊杓，
類型：發明
國別省市：