[发明专利]一种镁合金薄壁件一体化制备成形设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种合金材料制备成形铸造领域，尤其涉及一种镁合金薄壁件一体化制备成形设备。

背景技术

镁合金因具有比重轻(与塑料相近)、比强度高、比刚度接近于铝合金、阻尼性、导热性、切削加工性、铸造性能好，电磁屏蔽能力强、尺寸稳定、资源丰富、容易回收等一系列优点，在汽车工业、通讯电子和航空航天等领域有着广泛的应用空间。近年来，随着汽车行业的轻量化，环保化需求以及镁合金研发技术和回收利用技术的不断进步，促进了镁合金的快速发展。由于镁合金熔体活性高、比热容小、凝固区间大等，铸造过程中很容易产生夹杂、冷隔等铸造缺陷，因而难以铸造复杂薄壁的镁合金铸件。

压铸是目前最普遍的镁合金成形工艺，90％以上的镁合金铸件都是压铸件，但压铸只能成形尺寸较小、结构简单的铸件，并且由于气孔的存在，铸件不能进行热处理或焊接，也不能进行比较深的机加工。

石膏浆料流动性好，复型能力强，石膏型保温效果好，为镁合金薄壁复杂铸件的精密铸造提供了一种选择。石膏型熔模铸造真空浇注增压凝固技术由美国Tec-Cast(泰克)公司发明于20世纪60年代，主要用于铝合金薄壁件铸造。如果将该技术应用于镁合金铸造，其主要困难在于熔炼时镁合金夹杂多、采用真空浇注增压凝固技术浇注时破真空很容易导致镁合金表面氧化。

对于镁合金石膏型精密铸造氧化问题，中国兵器工业第五研究所发明一种陶瓷石膏复合铸型来解决镁合金充型过程氧化及燃烧问题，此外还有报道在石膏型基础粉中加入防燃剂，或抽真空浇注，将烘干的石膏型取出，清理型腔内的杂质，将抽真空管和真空泵连接，并将浇口密封，用真空泵抽至真空后开始浇注，该方法直接在铸型型腔上安放排气管，但以上几种研究都是对石膏型进行相关改进，并且工艺比较复杂，不适用大批量工业生产。

发明内容

本发明旨在提供一种镁合金薄壁件一体化制备成形设备，以克服现有技术中由于镁合金在浇注过程容易发生燃烧或氧化、吸气而导致镁合金复杂薄壁件难以成形及夹杂、气孔较多的技术问题。本发明的镁合金薄壁件一体化制备成形设备尤其适合用在复杂的薄壁件制备中。

具体而言，本发明提供一种镁合金薄壁件一体化制备成形设备，其特征在于，所述制备成形设备包括用于制备镁合金的熔炼-浇注罐和保护气氛凝固罐，所述熔炼-浇注罐与所述保护气氛凝固罐相邻侧壁上设有输送窗口，与所述保护气氛凝固罐相通，所述输送窗口上设有密封机构，用于保持所述熔炼-浇注罐与保护气氛凝固罐之间的彼此相对密封；

所述熔炼-浇注罐内置有熔炼炉、坩埚、第一浇铸模具驱动装置、浇铸模具和第一滑道，并且所述熔炼-浇注罐与抽真空装置和保护气体注入装置相连通，所述熔炼-浇注罐的顶部还设置有穿过其顶壁的加料桶，下层放置中间合金，上层放置变质剂、加料-搅拌器，所述坩埚置于熔炼炉内，用于容纳并熔化镁合金，所述熔炼炉和所述坩埚上设置有水口，所述熔炼炉上设有坩埚倾转机构，用以驱动坩埚使其向所述浇铸模具倾转，所述浇铸模具位于所述熔炼炉侧部、所述水口下方并且放置于所述第一滑道上,所述第一浇铸模具驱动装置与所述浇铸模具相连，用于驱动所述浇铸模具在所述第一滑道上运动；

所述保护气氛凝固罐包括压力控制装置、模具输入输出口、第二浇铸模具驱动装置(11)和第二滑道(12)，所述第一滑道和所述第二滑道分别位于所述输送窗口的两侧，所述浇铸模具能由一个滑道通过所述输送窗口后置于另一滑道上。

进一步地，所述输送窗口的密封机构包括第一密封圈、密封滑板、导杆、升降气缸以及导套，所述升降气缸与所述密封滑板之间用所述导套连接，所述升降气缸、所述导套和所述导杆各2个，分别置于所述密封滑板两侧，所述密封滑板沿两侧的所述导杆运动，所述第一密封圈用于实现所述密封滑板与所述制备-浇注罐的密封。

进一步地，所述熔炼-浇注罐的顶部设置有密封盖板，所述熔炼-浇注罐的上部采用所述密封盖板与外部隔离，所述加料桶穿过所述密封盖板并指向所述坩埚。

进一步地，所述第二浇铸模具驱动装置前端设有连接环，所述浇铸模具的对应位置设有锁紧机构，所述锁紧机构包括推杆、弹簧，所述弹簧置于所述推杆上，所述弹簧和所述推杆的组合体有2个，彼此相对放置构成锁紧机构，所述锁紧机构可套住所述第二浇铸模具驱动装置前端的连接环，实现连接。

进一步地，所述加料-搅拌器的搅拌部位采用六叶片结构。

进一步地，所述加料桶包括球阀、铰接盖和橡胶圈，采用铰接盖和橡胶圈密封，所述加料桶中装有中间合金和变质剂，通过所述球阀控制加料速度。