流變成形設備制造技術

一種流變成形設備，包括：　　　　一第一套筒，該第一套筒的一端部與用于釋放漿料的一出口形成為一體；　　　　一第二套筒，該用于容納熔融金屬的第二套筒的一個端部以一預定角與上述的第一套筒的另一個端部鉸接連接；　　　　一攪拌部件，該攪拌部件用于將電磁場應用在上述的內裝有熔融金屬的第二套筒的一區域上；　　　　一柱塞，該柱塞被插入到上述的第二套筒的另一個端部以阻塞該容納熔融金屬的第二套筒的另一個端部和對漿料加壓；和　　　　一成形部件，該成形部件連接到上述的第一套筒的出口上以利用漿料形成具有一預定形狀的產品。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種流變成形設備，特別是涉及一種用于從半固態金屬漿料來制造具有一預定形狀的產品的流變成形設備，該產品具有細微的，均勻的，球狀顆粒的結構。
技術介紹
流變成形是指通過成形或者鍛造從具有一預定粘度的半固態金屬漿料制造坯段或者最終產品的過程。半固態金屬漿料包含處于與半固態狀態相應的溫度范圍內并以合適的比例懸浮于液相中的球狀固體顆粒。因此，由于它們的觸變性能，即使是通過很小的力它們也能被變形，并且由于它們的高流動性，它們能像流體一樣容易地被鑄造。這種流變成形與觸變成形緊密相關，因此該種流變成形也被表述為流變成形/觸變成形。觸變成形是指一種包括通過流變成形回到半熔融態漿料再加熱制造的坯段和成形或者鍛造該漿料以制造出最終產品的過程。這種流變成形/觸變成形比利用熔融金屬的一般成形過程，例如拉模鑄造或者擠壓成形更有優勢。因為用于流變成形/觸變成形的半固態或者半熔融態金屬漿料是在低于熔融金屬的溫度下的流體，所以降低成形溫度是可能的，因此確保延長所述模具的壽命。另外，當半固態或者半熔融態的金屬漿料通過一汽缸被擠壓時，不太可能產生擾動，因此在成形的時候只會混合很少的空氣。所以，防止了最終產品中氣穴的形成。此外，半固態或者半熔融態金屬漿料的應用將導致在凝固的時候收縮量的減少，提高了工作效率，機械性能和耐腐蝕性以及可制造輕型產品。所以，這種半固態或者半熔融態地金屬漿料被作為新的材料應用于汽車，飛機和電器，電子通訊設備的領域中。在傳統的流變成形中，熔融金屬在低于用于冷卻的液線溫度的溫度時被攪拌，以將枝晶結構打碎為適合流變成形的球狀顆粒，例如，通過機械攪拌，電磁攪拌，氣泡沸騰，低頻，高頻，或者電磁波振動，電擊攪拌，等等。例如，在美國第3,948,650號專利中揭示了一種用于制造液固混合物的方法和設備。在這個方法中，熔融金屬當被冷卻至凝固時，它們被劇烈地攪拌。在這個專利中揭示的半固態金屬漿料制造設備利用一個攪拌器來引起具有一個預定粘度的固液混合物的流動以打碎枝晶結構或者使位于液固混合物中的破碎的枝晶結構分散。在這個方法中，在冷卻的時候形成的枝晶結構被打碎并被用作球狀顆粒的小核。但是，由于在冷卻早期凝固潛熱的生成，該方法引起了低的冷卻率，制造時間增加，混合容器中不均勻的溫度分布和不均勻的晶體結構的問題。應用在半固態金屬漿料制造設備中的機械攪拌固有地導致混合容器中不均勻的溫度分布。而且，因為該設備是在房間里工作，所以難以不斷地實施后續過程。在美國第4,465,118號專利中揭示了一種用于制造半固態合金漿料的方法和設備。該設備包括一線圈式電磁場作用部件，一冷卻集管和一模具，它們順序地向內形成，其中熔融金屬被不斷地裝入到容器中，并且冷卻水通過冷卻集管流動以冷卻所述模具的外壁。在制造半固態合金漿料中，熔融金屬通過所述模具的上部開口被注入并通過冷卻集管被冷卻，因此在該模具內產生了凝固區。當磁場通過電磁場作用部件被應用時，冷卻打碎了在凝固區中形成的枝晶結構。最后，從漿料中形成了錠鐵，然后通過設備的下端被提取。本方法和設備的基本的技術思想是通過應用振動到那里打碎凝固后產生的枝晶。但是，伴隨著這個方法產生了很多的問題，例如，復雜的加工和不均勻的顆粒結構。在制造設備中，由于熔融金屬被不斷地供應以形成錠鐵，所以難以控制金屬錠鐵的狀態和全部的過程。而且，在應用電磁場之前，該模具利用水被冷卻，所以在該模具的外圍和核心區域之間存在很大的溫度差。在本領域中其它類型的流變成形/觸變成形將在下面進行描述。但是，所有的方法都是基于在枝晶形成之后再打碎它們以生成球狀顆粒的小核的技術思想。因此，引起了如上面所述的問題。在美國第4,694,881號專利中揭示了一種用于制造觸變性材料的方法。在這方法中，一種合金被加熱至一溫度，在該溫度下所有合金中的金屬成分都以液相存在，由此所生成的熔融金屬被冷卻至一個位于它們的液線溫度和固線溫度之間的溫度上。然后，該熔融金屬經受一足夠打碎在冷卻該熔融金屬的時候形成的枝晶的剪切力，由此來制造該觸變性材料。公開號為1999-33692號日本專利申請揭示了一種用于流變鑄造制造金屬漿料的方法。在這方法中，熔融金屬在一溫度處被供應到一個容器中，該溫度是靠近它們的液線溫度的溫度或者是超過它們的液線溫度50℃的溫度。其次，當至少熔融金屬的一部分達到低于該液線溫度的溫度時，也就是，至少該熔融金屬的一部分開始在低于它們的液線溫度處被冷卻時，該熔融金屬經受一力，例如，超聲振動。最后，該熔融金屬被慢慢地冷卻成含有球狀顆粒的金屬漿料。這個方法也利用了一種物理力，例如超聲振動，來打碎在凝固早期生成的枝晶。在這點上，如果鑄造溫度大于液線溫度，則難以形成球狀顆粒結構和快速冷卻該熔融金屬。而且，這方法導致一不均勻的表面和核心的結構。公開號為1998-128516號日本專利申請揭示了一種用于觸變性金屬的鑄造方法。這方法包括將熔融金屬裝入到一容器中并用一浸入在該熔融金屬中的振動桿振動熔融金屬以直接地將振動力傳送到該熔融金屬上。在一半固態和半液態的含有小核的熔融合金在一低于它的液線溫度的溫度范圍處形成之后，該熔融合金被冷卻至一溫度，在該溫度處它具有一預定的液相率，然后它被保持30秒到60分鐘以允許該小核生長，因此產生了觸變性金屬。但是，這方法提供的大約100μm的顆粒相對較大，花費的加工時間相當的長，并且不能在比預定尺寸大的容器中實施。美國第6,432,160號專利揭示了一種用于制造觸變性金屬漿料的方法。這方法包括同時控制冷卻和對熔融金屬的攪拌以形成觸變性金屬漿料。詳細地，在將熔融金屬裝入到一混合容器中之后，一位于該混合容器周圍的定子裝置被操作以產生在該容器中足以快速地攪拌熔融金屬的磁通勢。其次，該熔融金屬通過一設置在該混合容器周圍上的保溫水套被快速冷卻以得到混合容器和熔融金屬的精確的溫度控制。在冷卻的時候，該熔融金屬在某種意義上被不斷地攪拌，所以當該熔融金屬的固相率低的時候，可以提供一高的攪拌率，當該固相率增加的時候，可以應用一較大的磁通勢。上述大多數的傳統的流變成形/觸變成形的方法和設備都是在冷卻的時候應用一剪切力來將枝晶打碎成球狀顆粒。因為在至少該熔融金屬的一部分被冷卻至低于它的液線溫度以下的溫度之后而施加了一如振動的力，所以由于初始的凝固層的形成而產生了潛熱。因此，有許多的缺點，例如降低了冷卻率和增加了制造時間。另外，由于容器的內壁和中心之間有一不均勻的溫度，所以難以形成細微的，均勻的球狀金屬顆粒。因此，如果裝入到該容器中的熔融金屬的溫度不能被控制的話，那么金屬顆粒的這種不均勻的結構將會變大。為了解決這些問題，本專利技術者提出過第2003-13515號韓國專利申請，名為“用于流變鑄造的拉模鑄造方法和設備”。
技術實現思路
本專利技術提供了一種流變成形設備，該流變成形設備確保制造具有細微的，均勻的，球狀顆粒的結構的產品，同時提高產品的能量效率和機械性能，降低成本，成形方便和縮短制造時間。本專利技術還提供了一種流變成形設備，該流變成形設備可在短時間內制造高質量的半固態產品，同時改進所述設備的構成元件的耐用性降低和由于增壓而引起的能量損失。依照本專利技術的一方面，所提供的流變成形設備包括一第一套筒，該第一套筒的一端部與一用來釋放漿料的出口形成為一體；一用來容納熔融金屬的本文檔來自技高網...

【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：