[实用新型]一种镁、铝合金的液态锻压装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及合金的液态锻压装置，具体是指一种镁、铝合金的液态锻压装置。

背景技术

现有技术的镁、铝合金液态成型工艺分为：高压铸造法、低压铸造法(含重力铸造)和铸造锻压法，参阅图4、图5。

高压铸造法是通过压铸机用高压高速将炽热液态的镁、铝合金压射入成型模具的型腔中冷却定型来完成制品的成型，该技术具有充型速度快的特点，适用于薄壁复杂件的生产，但压射过程中常出现排气不良，合金液易卷气一同压铸进模具，使铸件组织含气，还伴有冷隔、欠铸等缺陷，导致制品的机械性能降低，且不能进行热处理。

低压铸造法(含重力铸造)是通过压铸机用低压低速将炽热液态的镁、铝合金压射入成型模具的型腔中冷却定型来完成制品的成型，该技术充型速度慢，在时间上模具排气较充分，制品的含气量比高压法明显减少，但制品因在冷却凝固过程中所受的压力不足，冷却后虽不含气却组织疏松，晶粒粗大，机械性能较低，需通过后序的热处理或锻压来强化。

铸造锻压法是采用低压或重力铸造等方式先生产出铸件毛坯，再将铸件毛坯加热后通过模具进行挤压锻造，该技术存在着锻件挤裂、锻裂、飞边、尺寸精度不高等成型缺陷，以及二次加工的能源、工时浪费等不足。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型工艺采取大孔径慢速充型，同时充分排气后闭合模具型腔，合金冷却的同时用脉冲增压的技术方案使半固态合金不断受到锻压力成型，使合金液自外向内逐渐成型成为铸锻件。该系统采用斜置的冷室卧式机身、具有导向的锤头、料杯加热、脉冲的增压系统和排气控制的模具设施，旨在使镁、铝合金的液态成型件无冷隔、欠铸缺陷，实现具有精密锻件品质效果的一次性净尺寸成型，达到提高产品质量、成品率、生产效率，降低生产成本、能耗的目的。

本实用新型的目的是这样实现的：一种镁、铝合金的液态锻压装置，包括斜置的冷室卧式机身、具有导向的锤头、料杯加热、脉冲的增压系统和排气控制的模具，其中：所述的压铸机的机身沿轴线设置为一定斜角，让料杯处于底部，使合金液浇入料杯后不能流入模具，压头具有可控慢速高压推进、脉冲增压，以及快速低压返回的冷室压铸机；所述的模具内部符合制品型腔，模具型腔最高点设有由排气口、液压缸、封口刀构成的可控排气装置，工件的形状由模具型腔和锤头共同形成；所述的料杯为钢制的，中空厚壁圆柱管状的，柱面后上部设有浇口，前端与模具型腔的料道接驳，底部设有保温电加热器的注射管；所述的锤头带有部分工件的形状，置于料杯管腔内，可滑动在料杯和模具的料道内，连杆由与料杯轴线平行的导轨导向，后端头与压铸机的压头相连，由压头推动牵引。

工艺过程及原理：

压铸机倾斜设置，使模具亦倾斜，模具的可控排气装置处于型腔的前上部，料道与料杯处于型腔的后下部；工作时，定量的合金液从浇口浇入倾斜料杯后存于料杯后底部，因重力作用而不流入模具的型腔，压铸机的压头以慢速高压方式推进，推动锤头前移，锤头推动合金液，合金液以整体上升的方式压入模具的型腔内充型，在整个慢速高压充型过程中，型腔中的空气始终处于合金液液面的上部，并从位于型腔前上部的可控排气装置的排气口出排，当合金液液面上升到型腔容积的80～90％时，可控排气装置的液压缸受控启动，推动封口刀封闭排气口，型腔中剩余空气由模具的分型面间隙排出，同时，压铸机的压头启动间隙脉冲增压，在保持压射力的前提下，对锤头施以间隔数毫秒的锤式脉动增压，锻压力大于100Mpa，直至完全冷凝成型；其余开模、脱模、取件等工艺过程与冷室压铸工艺同，本文从略。

优势原理：

压铸机的倾斜设置，使模具亦倾斜，合金液在压头、锤头的推动下得以整体液面上升的方式压入模具的型腔内充型，合金液在型腔内整体液面的上升，与型腔各部位的腔壁接触温度均衡，铸件不易卷气产生冷隔、欠铸缺陷；

模具可控排气装置的设置，使合金液在压入型腔充型初期，排气顺畅；

采用间隙脉冲的增压方式，冲压力大于100Mpa，如锻锤不断锻打一样，铸件在不断地锻压下成型，铸件在由外向内顺序凝固中不断地得到补缩和晶粒细化，采用脉冲的增压方式避免静压时合金外部冷却、压力达不到内部、出现缩孔，使制件达到理想的锻件效果，且还可以焊接和热处理加工；

采用较低温度熔融的合金液，成本低；

采用在料杯底部设置保温电加热器是为了使合金液在进入模具型腔前，保持良好的半固态流动性，使料柄小。