一種用于半固態(tài)金屬壓鑄成型的壓鑄工藝方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于半固態(tài)金屬壓鑄成型的壓鑄工藝方法，所述壓鑄工藝方法使用半固態(tài)壓鑄機(jī)作為加工設(shè)備，采用制漿機(jī)作為制備半固態(tài)漿料和送料的設(shè)備；在制備半固態(tài)漿料時(shí)向液態(tài)的金屬原料中添加金屬變質(zhì)劑以使其產(chǎn)生較多的晶核，從而使壓鑄件產(chǎn)品具有較佳的機(jī)械性能。本發(fā)明采用半固態(tài)漿料的壓鑄方式，在壓鑄過程中壓鑄件產(chǎn)品內(nèi)部致密、不會產(chǎn)生氣孔，確保了壓鑄件產(chǎn)品最佳的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能，確保了產(chǎn)品的質(zhì)量；采用半固態(tài)漿料壓鑄，相比于傳統(tǒng)的高速高壓壓射成型工藝，其出模時(shí)的壓鑄件溫度較低，形變量極小，不需要對壓鑄件進(jìn)行復(fù)雜的表面處理，能夠保證產(chǎn)品最佳的形狀和表面平整性。
【專利說明】-種用于半固態(tài)金屬壓鑄成型的壓鑄工藝方法
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明涉及一種金屬壓鑄工藝方法，具體涉及一種用于半固態(tài)金屬壓鑄成型的壓 鑄工藝方法。

【背景技術(shù)】
[0003] 普通高速高壓壓射成型工藝需要68(TC左右的高溫鉛液快速充型，成型過程中易 卷氣形成內(nèi)部縮孔和氣孔缺陷，鑄件加工組裝后易產(chǎn)生氣密不良；壓鑄成型后的冷卻過程 產(chǎn)品熱變形大，壓鑄毛逐變形量可達(dá)到2mm左右，清理時(shí)需要人工校形保證后續(xù)加工需要 的平面度，給加工定位造成困難，也對產(chǎn)品的質(zhì)量和精確度造成不利影響。
[0004] 目前，普通壓鑄工藝產(chǎn)品內(nèi)部質(zhì)量不穩(wěn)定，組裝產(chǎn)品氣密不良比例在10%左右；壓 鑄件的清理工序人工勞動強(qiáng)度大，外觀質(zhì)量不易保證，是壓鑄生產(chǎn)的瓶頸工序，制約了壓鑄 行業(yè)的快速發(fā)展。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題就在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種用于半固態(tài)金 屬壓鑄成型的壓鑄工藝方法，該方法采用半固態(tài)漿料的壓鑄方式，使壓鑄件產(chǎn)品內(nèi)部致密、 不會產(chǎn)生氣孔，毛逐壓鑄件的形變量極小，不需要對壓鑄件進(jìn)行復(fù)雜的表面處理，能夠保證 產(chǎn)品最佳的質(zhì)量和性能。
[0006] 為解決上述問題，本發(fā)明采用技術(shù)方案為： 一種用于半固態(tài)金屬壓鑄成型的壓鑄工藝方法，所述壓鑄工藝方法使用半固態(tài)壓鑄機(jī) 作為加工設(shè)備，采用制漿機(jī)作為制備半固態(tài)漿料和送料的設(shè)備；所述壓鑄工藝方法的設(shè)備 布局為：半固態(tài)壓鑄機(jī)的左側(cè)為制漿機(jī)，半固態(tài)壓鑄機(jī)的右側(cè)是用于向模具噴涂脫模劑的 噴涂機(jī)，半固態(tài)壓鑄機(jī)的前側(cè)是用于將模具內(nèi)壓鑄件取出的取件機(jī)，取件機(jī)的右側(cè)與傳送 帶配合，傳送帶的右端為操作臺，操作臺上設(shè)有用于沖去壓鑄件上水口的油壓機(jī)； 所述壓鑄工藝方法的步驟為： (1) 將模具安裝在半固態(tài)壓鑄機(jī)上，采用噴涂機(jī)將脫模劑噴涂到模具表面，然后合模； (2) 采用加熱爐將金屬原料烙化，將液態(tài)金屬原料放入保溫爐內(nèi)保存；金屬原料為鉛合 金金屬原料； (3) 制漿機(jī)將保溫爐內(nèi)的液態(tài)金屬原料制備出半固態(tài)漿料；制漿機(jī)將烙化的金屬原料 放入料勺內(nèi)，然后將固態(tài)的金屬變質(zhì)劑放入料勺的液態(tài)金屬原料內(nèi)，使液態(tài)金屬原料降溫 并產(chǎn)生大量的晶核，制備出半固態(tài)漿料； (4) 制漿機(jī)將半固態(tài)漿料輸送至半固態(tài)壓鑄機(jī)的模具內(nèi)；由于半固態(tài)漿料的溫度較烙 融狀態(tài)的金屬漿料溫度更低，更容易快速壓鑄成型，所W，半固態(tài)漿料在壓鑄成型后，其溫 度較低，所W其壓鑄件出模后，具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，不會因?yàn)闇囟冗^高而在出模后發(fā)生變 形，造成壓鑄件的形狀發(fā)生改變，確保了壓鑄件產(chǎn)品較佳的表面平整和精確規(guī)格，不需要后 續(xù)加工中進(jìn)行人工打磨使產(chǎn)品形狀矯形。
[0007] ( 5 )半固態(tài)壓鑄機(jī)進(jìn)行壓鑄動作，然后開模，取件機(jī)將模具內(nèi)的壓鑄件取出放入傳 送帶輸出； (6)傳動帶將壓鑄件輸送至操作臺，由油壓機(jī)沖掉壓鑄件上的水口，得到最終的壓鑄產(chǎn) 品。
[0008] 優(yōu)選的，步驟（5)中的半固態(tài)壓鑄機(jī)為IOOOT的邸式冷室壓鑄機(jī)，壓鑄溫度為 586°C?594°C，壓鑄速度為4. 2m/s，系統(tǒng)壓力為15. 5MPa，增壓壓力為29MPa。壓鑄溫度的 控制能夠使鉛合金在模具內(nèi)快速冷卻定型，取出壓鑄件后，壓鑄件已經(jīng)溫度較低，具有一定 的機(jī)械強(qiáng)度，不會因?yàn)楦邷囟l(fā)生形變，確保了壓鑄件的形狀精確性。
[0009] 優(yōu)選的，步驟（3)中的液態(tài)金屬原料中各個(gè)組分的質(zhì)量百分比為；娃6?7. 5%，銅 0. 3?1. 7%，鋒0. 2?2. 5%，媒0. 4?2. 2%，鎮(zhèn)0. 2?0. 7%，鐵0. 2?1. 3%，其余為鉛。該 液態(tài)金屬原料可作為散熱殼體的壓鑄原料或者一般設(shè)備殼體的壓鑄原料，其具有極佳的機(jī) 械強(qiáng)度和散熱效果，具體性能見表1中所示。
[0010] 優(yōu)選的，步驟（3)中制漿機(jī)制備半固態(tài)漿料的方法為：保溫爐內(nèi)液態(tài)金屬原料的 溫度為其液相線W上12C?23C ;制漿機(jī)將保溫爐內(nèi)烙化的金屬原料放入料勺內(nèi)，然后將 固態(tài)的金屬變質(zhì)劑放入料勺內(nèi)，金屬變質(zhì)劑在料勺內(nèi)吸收液態(tài)金屬原料的熱量后烙化，使 液態(tài)金屬原料降溫并產(chǎn)生大量的晶核，制備出半固態(tài)漿料；在加入金屬變質(zhì)劑的同時(shí)向料 勺內(nèi)的金屬原料中吹入氮?dú)釽加速混合與冷卻，氮?dú)獾拇等胨俣葹?3升/分鐘；金屬變質(zhì) 劑的加入量為料勺內(nèi)金屬原料質(zhì)量的1. 5%?3. 8%。該樣制備的半固態(tài)漿料，能夠在壓鑄機(jī) 內(nèi)完整填充模具空腔，不會產(chǎn)生氣泡，并且凝固后的壓鑄件具有極佳的機(jī)械強(qiáng)度和表面平 整性。
[0011] 優(yōu)選的，金屬變質(zhì)劑的組分與液態(tài)金屬原料的組分相同。相同組分的金屬變質(zhì)劑 能夠與液態(tài)金屬原料有效混合。
[0012] 可選的，金屬變質(zhì)劑的組分及各組分的質(zhì)量比為：娃（6. 55?6. 90)、銅（0. 22? 0. 85)、猛（0. 003 ?0. 008)、鎮(zhèn)（0. 15 ?0. 75)、鋒（0. 03 ?0. 075)、鐵（0. 06 ?0. 1)、鉛 (0. 03?0. 05)、鉛（91. 7?92. 8)。經(jīng)過大量的試驗(yàn)驗(yàn)證和選擇，該組分的金屬變質(zhì)劑能夠 使半固態(tài)漿料產(chǎn)生較佳的機(jī)械性能。
[0013] 進(jìn)一步優(yōu)選的，金屬變質(zhì)劑的組分及各組分的質(zhì)量比為：娃（6. 70)、銅（0. 57)、猛 (0. 007)、鎮(zhèn)（0. 38)、鋒（0. 047)、鐵（0. 08)、鉛（0. 04)、鉛（92. 5)。
[0014] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果為： 本發(fā)明用于半固態(tài)金屬壓鑄成型的壓鑄工藝方法，采用半固態(tài)漿料的壓鑄方式，在壓 鑄過程中壓鑄件產(chǎn)品內(nèi)部致密、不會產(chǎn)生氣孔，確保了壓鑄件產(chǎn)品最佳的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和機(jī)械 性能，確保了產(chǎn)品的質(zhì)量； 本發(fā)明用于半固態(tài)金屬壓鑄成型的壓鑄工藝方法，采用半固態(tài)漿料壓鑄，相比于傳統(tǒng) 的高速高壓壓射成型工藝，其出模時(shí)的壓鑄件溫度較低，毛逐壓鑄件在出模時(shí)具有一定的 機(jī)械強(qiáng)度，而傳統(tǒng)的液態(tài)壓鑄出模壓鑄件，其溫度較高，出模時(shí)容易發(fā)生形變；本發(fā)明的毛 逐壓鑄件的形變量極小，不需要對壓鑄件進(jìn)行復(fù)雜的表面處理，能夠保證產(chǎn)品最佳的形狀 和表面平整性； 本發(fā)明用于半固態(tài)金屬壓鑄成型的壓鑄工藝方法，采用半固態(tài)壓鑄工藝，使得壓鑄件 產(chǎn)品中具有較多的球狀晶體，使壓鑄件具有更高的機(jī)械性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1為本發(fā)明用于半固態(tài)金屬壓鑄成型的壓鑄工藝方法的設(shè)備布局示意圖。
[0016] 圖2為本發(fā)明壓鑄工藝方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 下列實(shí)施例將進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[001引 實(shí)施例1 本發(fā)明采用技術(shù)方案為一種用于半固態(tài)金屬壓鑄成型的壓鑄工藝方法，所述壓鑄工藝 方法使用半固態(tài)壓鑄機(jī)作為加工設(shè)備，采用制漿機(jī)作為制備半固態(tài)漿料和送料的設(shè)備；所 述壓鑄工藝方法的設(shè)備布局為：半固態(tài)壓鑄機(jī)的左側(cè)為制漿機(jī)，半固態(tài)壓鑄機(jī)的右側(cè)是用 于向模具噴涂脫模劑的噴涂機(jī)，半固態(tài)壓鑄機(jī)的前側(cè)是用于將模具內(nèi)壓鑄件取出的取件 機(jī)，取件機(jī)的右側(cè)與傳送帶配合，傳送帶的右端為操作臺，操作臺上設(shè)有用于沖去壓鑄件上 水口的油壓機(jī)； 所述壓鑄工藝方法的步驟為： (1) 將模具安裝在半固態(tài)壓鑄機(jī)上，采用噴涂機(jī)將脫模劑噴涂到模具表面，然后合模； (2) 采用加熱爐將金屬原料烙化，將液態(tài)金屬原料放入保溫爐內(nèi)保存；金屬原料為鉛合 金金屬原料； (3) 制漿機(jī)將保溫爐內(nèi)的液態(tài)金屬原料制備出半固態(tài)漿料；制漿機(jī)將烙化的金屬原料 放入料勺內(nèi)，然后將固態(tài)的金屬變質(zhì)劑放入料勺的液態(tài)金屬原料內(nèi)，使液態(tài)金屬原料降溫 并產(chǎn)生大量的晶核，制備出半固態(tài)漿料；液態(tài)金屬原料中各個(gè)組分的質(zhì)量百分比為：娃6? 7. 5%，銅 0. 3 ?1. 7%，鋒 0. 2 ?2. 5%，媒 0. 4 ?2. 2%，鎮(zhèn) 0. 2 ?0. 7%，鐵 0. 2 ?1. 3%，其余為 鉛。
[0019] 制漿機(jī)制備半固態(tài)漿料的方法為；保溫爐內(nèi)液態(tài)金屬原料的溫度為其液相線W上 12C?23C ;制漿機(jī)將保溫爐內(nèi)烙化的金屬原料放入料勺內(nèi)，然后將固態(tài)的金屬變質(zhì)劑放 入料勺內(nèi)，金屬變質(zhì)劑在料勺內(nèi)吸收液態(tài)金屬原料的熱量后烙化，使液態(tài)金屬原料降溫并 產(chǎn)生大量的晶核，制備出半固態(tài)漿料；在加入金屬變質(zhì)劑的同時(shí)向料勺內(nèi)的金屬原料中吹 入氮?dú)釽加速混合與冷卻，氮?dú)獾拇等胨俣葹?3升/分鐘；金屬變質(zhì)劑的加入量為料勺內(nèi) 金屬原料質(zhì)量的1. 8%。
[0020] 金屬變質(zhì)劑的組分及各組分的質(zhì)量比為；娃（6. 70)、銅（0.57)、猛（0. 007)、鎮(zhèn)（0. 38)、鋒（0. 047)、鐵（0. 08)、鉛（0. 04)、鉛（92. 5)。
[0021] (4)制漿機(jī)將半固態(tài)漿料輸送至半固態(tài)壓鑄機(jī)的模具內(nèi)；由于半固態(tài)漿料的溫度 較烙融狀態(tài)的金屬漿料溫度更低，更容易快速壓鑄成型，所W，半固態(tài)漿料在壓鑄成型后， 其溫度較低，所W其壓鑄件出模后，具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，不會因?yàn)闇囟冗^高而在出模后發(fā) 生變形，造成壓鑄件的形狀發(fā)生改變，確保了壓鑄件產(chǎn)品較佳的表面平整和精確規(guī)格，不需 要后續(xù)加工中進(jìn)行人工打磨使產(chǎn)品形狀矯形。
[0022] ( 5 )半固態(tài)壓鑄機(jī)進(jìn)行壓鑄動作，然后開模，取件機(jī)將模具內(nèi)的壓鑄件取出放入傳 送帶輸出；半固態(tài)壓鑄機(jī)為IOOOT的邸式冷室壓鑄機(jī)，壓鑄溫度為586C?594C，壓鑄速度 為4. 2m/s，系統(tǒng)壓力為15. 5MPa，增壓壓力為29MPa〇
[0023] (6)傳動帶將壓鑄件輸送至操作臺，由油壓機(jī)沖掉壓鑄件上的水口，得到最終的壓 鑄產(chǎn)品。
[0024] 針對實(shí)施例1制備得到的鉛合金壓鑄件產(chǎn)品中隨機(jī)抽取H個(gè)壓鑄件產(chǎn)品，對其進(jìn) 行的性能測試，具體測試結(jié)果見表1，具體測試方法為： (1)力學(xué)性能；采用室溫拉伸實(shí)驗(yàn)法（GB/T 228. 1)，設(shè)備為拉伸試驗(yàn)機(jī)，在室溫下對直 徑為IOmm的標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行測試。測試結(jié)果見表1。
[0025] (2)導(dǎo)熱性能；采用閃光導(dǎo)熱分析儀LFA 447 Nanoflash儀器測試熱擴(kuò)散系數(shù)。遵 照的標(biāo)準(zhǔn)為ASTM E1461 ;采用功率補(bǔ)償型差示掃描量熱DSC8000測試比熱容。
[002引導(dǎo)熱系數(shù)=熱擴(kuò)散系數(shù)*比熱容*密度；測試結(jié)果見表1。
[0027] (3)平面度：采用H坐標(biāo)測試儀測試平面上的14個(gè)點(diǎn)的Z向坐標(biāo)，可得平面度數(shù) 據(jù)。測試結(jié)果見表1。
[0028] 表 1

【權(quán)利要求】
1. 一種用于半固態(tài)金屬壓鑄成型的壓鑄工藝方法，其特征在于，所述壓鑄工藝方法使 用半固態(tài)壓鑄機(jī)作為加工設(shè)備，采用制漿機(jī)作為制備半固態(tài)漿料和送料的設(shè)備；所述壓鑄 工藝方法的設(shè)備布局為：半固態(tài)壓鑄機(jī)的左側(cè)為制漿機(jī)，半固態(tài)壓鑄機(jī)的右側(cè)是用于向模 具噴涂脫模劑的噴涂機(jī)，半固態(tài)壓鑄機(jī)的前側(cè)是用于將模具內(nèi)壓鑄件取出的取件機(jī)，取件 機(jī)的右側(cè)與傳送帶配合，傳送帶的右端為操作臺，操作臺上設(shè)有用于沖去壓鑄件上水口的 油壓機(jī)； 所述壓鑄工藝方法的步驟為： (1) 將模具安裝在半固態(tài)壓鑄機(jī)上，采用噴涂機(jī)將脫模劑噴涂到模具表面，然后合模； (2) 采用加熱爐將金屬原料熔化，將液態(tài)金屬原料放入保溫爐內(nèi)保存；金屬原料為鋁合 金金屬原料； (3) 制漿機(jī)將保溫爐內(nèi)的液態(tài)金屬原料制備出半固態(tài)漿料； (4) 制漿機(jī)將半固態(tài)漿料輸送至半固態(tài)壓鑄機(jī)的模具內(nèi)； (5 )半固態(tài)壓鑄機(jī)進(jìn)行壓鑄動作，然后開模，取件機(jī)將模具內(nèi)的壓鑄件取出放入傳送帶 輸出； (6)傳動帶將壓鑄件輸送至操作臺，由油壓機(jī)沖掉壓鑄件上的水口，得到最終的壓鑄產(chǎn) 品。
2. 如權(quán)利要求1所述的壓鑄工藝方法，其特征在于，步驟（5)中的半固態(tài)壓鑄機(jī)為 1000T的臥式冷室壓鑄機(jī)，壓鑄溫度為586°C?594°C，壓鑄速度為4. 2m/s，系統(tǒng)壓力為 I5· 5MPa，增壓壓力為29MPa。
3. 權(quán)利要求2所述的壓鑄工藝方法，其特征在于，步驟（3)中的液態(tài)金屬原料中各個(gè)組 分的質(zhì)量百分比為：硅6?7. 5%，銅0. 3?1. 7%，鋅0. 2?2. 5%，鎳0. 4?2. 2%，鎂0. 2? 0. 7%，鐵0. 2?1. 3%，其余為鋁。
4. 如權(quán)利要求3所述的壓鑄工藝方法，其特征在于，步驟（3)中制漿機(jī)制備半固態(tài)漿料 的方法為：保溫爐內(nèi)液態(tài)金屬原料的溫度為其液相線以上12°C?23°C ;制漿機(jī)將保溫爐內(nèi) 熔化的金屬原料放入料勺內(nèi)，然后將固態(tài)的金屬變質(zhì)劑放入料勺內(nèi)，金屬變質(zhì)劑在料勺內(nèi) 吸收液態(tài)金屬原料的熱量后熔化，使液態(tài)金屬原料降溫并產(chǎn)生大量的晶核，制備出半固態(tài) 楽料；在加入金屬變質(zhì)劑的同時(shí)向料勺內(nèi)的金屬原料中吹入氦氣以加速混合與冷卻，氦氣 的吹入速度為13升/分鐘；金屬變質(zhì)劑的加入量為料勺內(nèi)金屬原料質(zhì)量的1. 5%?3. 8%。
5. 如權(quán)利要求4所述的壓鑄工藝方法，其特征在于，金屬變質(zhì)劑的組分與液態(tài)金屬原 料的組分相同。
6. 如權(quán)利要求4所述的壓鑄工藝方法，其特征在于，金屬變質(zhì)劑的組分及各組分的質(zhì) 量比為：硅（6. 55 ?6. 90)、銅（0· 22 ?0· 85)、錳（0· 003 ?0· 008)、鎂（0· 15 ?0· 75)、鋅 (0· 03 ?0· 075)、鈦（0· 06 ?0· 1)、鉛（0· 03 ?0· 05)、鋁（91. 7 ?92. 8)。
7. 如權(quán)利要求6所述的壓鑄工藝方法，其特征在于，金屬變質(zhì)劑的組分及各組分的質(zhì) 量比為：硅（6. 70)、銅（0· 57)、錳（0· 007)、鎂（0. 38)、鋅（0· 047)、鈦（0· 08)、鉛（0· 04)、鋁 (92. 5)。
【文檔編號】B22D17/00GK104259418SQ201410492077
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月23日
【發(fā)明者】任懷德, 王繼成, 李谷南 申請人:珠海市潤星泰電器有限公司