[发明专利]镁合金半固态注射成形方法

权利要求书

1、镁合金半固态注射成形方法，其特征在于具体步骤如下：

第一步 在金属粉末混合装置中对按照比例加入的镁合金切屑和镁(铝)合金球形金属粉末进行混合，在混合过程中通入氩气进行保护，将混合均匀的金属粉末送入注射机加料斗中；

第二步 料斗中的金属粉末经螺杆定量供给装置定量送入金属套筒中；

第三步 在集注射、搅拌、输送功能为一体的金属套筒装置内，采用螺旋输送杆对金属套筒中的金属粉末施以剪切力，并通过剪切过程中的温度调整，将镁合金切屑完全熔化，镁(铝)合金球形金属粉末表面达到微熔状态，形成固液混合状态；

第四步 利用注射机将上述的半固态浆料射出至一模具内成形，形成半固态注射成形产品。

2、根据权利要求1所述的镁合金半固态注射成形方法，其特征在于所述的镁(铝)合金球形金属粉末由气体雾化方法制备成尺寸为10-30μm的球形金属颗粒，内部晶粒尺寸为3-8μmm；镁合金切屑由镁合金铸锭切削制成，其空间形态为扭曲的柱状长方体，尺寸为(1-1.5)mm×(1-1.5)mm×(2-3)mm，整个切屑具有强烈的加工硬化。

3、根据权利要求1所述的镁合金半固态注射成形方法，其特征在于所述的半固态浆料的固相体积分数为0-60％、初生相晶粒的大小及组织结构可由镁合金切屑和镁(铝)合金球形金属粉末加入比例，螺旋输送杆转动产生的搅拌剪切强度以及加热器共同进行控制和调整。

4、根据权利要求1所述的镁合金半固态注射成形方法，其特征在于所述的镁合金切屑和镁(铝)合金球形金属粉末既可以采用同一化学成分的镁合金，也可以采用不同化学成分的镁合金，还可以采用镁合金切屑和铝合金球形金属粉末组合；即在半固态成型过程中可以利用镁合金切屑和镁(铝)合金球形金属粉末化学成分和合金种类的不同而形成的熔点差，增大半固态加工的温度区间，提高工艺稳定性能。

5、根据权利要求1所述的镁合金半固态注射成形方法，其特征在于所述的镁合金切屑和镁(铝)合金球形金属粉末的特征在于由于加工硬化和颗粒形状的差别，在相同温度的条件下，镁合金切屑的熔化速度大于镁(铝)合金球形金属粉末.

6、根据权利要求1所述的镁合金半固态注射成形方法，其特征在于所述的镁合金切屑和镁(铝)合金球形金属粉末的特征在于螺杆的剪切作用下，由于形状的差异切屑所受到的摩擦力远大于球形金属粉末.

7、用于镁合金半固态注射成形方法的装置，由金属粉末定量给料装置，金属粉末混合装置(7)和注射机(21)组成，其特征在于：金属粉末定量给料装置中的镁合金切屑和镁(铝)合金球形金属粉末由存储料斗(1)、(2)经螺杆定量给料装置(4)、(5)进入金属粉末混合装置(7)；金属粉末混合装置(7)由金属粉末搅拌容器(25)、搅拌螺杆(27)、与搅拌螺杆(27)相连的变频驱动电机(26)、与金属粉末搅拌容器(25)相连的保护气体输入管(24)、进料口(23)和出料口(28)组成；搅拌容器上部开有进料口(23)，下部开有出料口(28)；搅拌螺杆设在金属粉末搅拌容器(25)内；注射机(21)由内部的螺旋输送杆(12)和套筒(13)组成，螺旋输送杆(12)由旋转和注射机构驱动(22)，套筒(13)的外围装有加热器(14)；注射机加料斗(9)与金属套筒(13)装置之间装有螺旋定量供给装置(10)和保护气体输入管(11)，注射机加料斗(9)一端斗与金属粉末混合装置(7)的出料口相连，另一端与套筒(13)相通；金属套筒(13)的出料口穿过静模板与模具(19)相连。

8、根据权利要求5所述的用于镁合金半固态注射成形方法的装置，其特征在于所述的注射机内的外部加热为3段式分段式加热，并附加有一个半固态浆料保温段；第一段(15)加热温度为：480-510℃，第二段(16)加热温度为：510-582℃，第三段(17)加热温度为：588-616℃，半固态浆料保温段(18)温度为：599-616℃；每个加热段由1-3个加热器组成，每个加热器均可以独立控制。

9、根据权利要求5所述的用于镁合金半固态注射成形方法的装置，其特征在于所述的保护气体为氩气。