一種用于半固態金屬壓鑄成型的壓鑄工藝方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于半固態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壓鑄機作為加工設備，采用制漿機作為制備半固態漿料和送料的設備；在制備半固態漿料時向液態的金屬原料中添加金屬變質劑以使其產生較多的晶核，從而使壓鑄件產品具有較佳的機械性能。本發明采用半固態漿料的壓鑄方式，在壓鑄過程中壓鑄件產品內部致密、不會產生氣孔，確保了壓鑄件產品最佳的內部結構和機械性能，確保了產品的質量；采用半固態漿料壓鑄，相比于傳統的高速高壓壓射成型工藝，其出模時的壓鑄件溫度較低，形變量極小，不需要對壓鑄件進行復雜的表面處理，能夠保證產品最佳的形狀和表面平整性。
【專利說明】-種用于半固態金屬壓鑄成型的壓鑄工藝方法
[0001]
【技術領域】
[0002] 本發明涉及一種金屬壓鑄工藝方法，具體涉及一種用于半固態金屬壓鑄成型的壓 鑄工藝方法。
【背景技術】
[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 卷氣形成內部縮孔和氣孔缺陷，鑄件加工組裝后易產生氣密不良；壓鑄成型后的冷卻過程 產品熱變形大，壓鑄毛逐變形量可達到2mm左右，清理時需要人工校形保證后續加工需要 的平面度，給加工定位造成困難，也對產品的質量和精確度造成不利影響。
[0004] 目前，普通壓鑄工藝產品內部質量不穩定，組裝產品氣密不良比例在10%左右；壓 鑄件的清理工序人工勞動強度大，外觀質量不易保證，是壓鑄生產的瓶頸工序，制約了壓鑄 行業的快速發展。
【發明內容】
[0005] 本發明需要解決的技術問題就在于克服現有技術的缺陷，提供一種用于半固態金 屬壓鑄成型的壓鑄工藝方法，該方法采用半固態漿料的壓鑄方式，使壓鑄件產品內部致密、 不會產生氣孔，毛逐壓鑄件的形變量極小，不需要對壓鑄件進行復雜的表面處理，能夠保證 產品最佳的質量和性能。
[0006] 為解決上述問題，本發明采用技術方案為： 一種用于半固態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壓鑄機 作為加工設備，采用制漿機作為制備半固態漿料和送料的設備；所述壓鑄工藝方法的設備 布局為：半固態壓鑄機的左側為制漿機，半固態壓鑄機的右側是用于向模具噴涂脫模劑的 噴涂機，半固態壓鑄機的前側是用于將模具內壓鑄件取出的取件機，取件機的右側與傳送 帶配合，傳送帶的右端為操作臺，操作臺上設有用于沖去壓鑄件上水口的油壓機； 所述壓鑄工藝方法的步驟為： (1) 將模具安裝在半固態壓鑄機上，采用噴涂機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，將液態金屬原料放入保溫爐內保存；金屬原料為鉛合 金金屬原料； (3) 制漿機將保溫爐內的液態金屬原料制備出半固態漿料；制漿機將烙化的金屬原料 放入料勺內，然后將固態的金屬變質劑放入料勺的液態金屬原料內，使液態金屬原料降溫 并產生大量的晶核，制備出半固態漿料； (4) 制漿機將半固態漿料輸送至半固態壓鑄機的模具內；由于半固態漿料的溫度較烙 融狀態的金屬漿料溫度更低，更容易快速壓鑄成型，所W，半固態漿料在壓鑄成型后，其溫 度較低，所W其壓鑄件出模后，具有一定的機械強度，不會因為溫度過高而在出模后發生變 形，造成壓鑄件的形狀發生改變，確保了壓鑄件產品較佳的表面平整和精確規格，不需要后 續加工中進行人工打磨使產品形狀矯形。
[0007] ( 5 )半固態壓鑄機進行壓鑄動作，然后開模，取件機將模具內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，由油壓機沖掉壓鑄件上的水口，得到最終的壓鑄產 品。
[0008] 優選的，步驟（5)中的半固態壓鑄機為IOOOT的邸式冷室壓鑄機，壓鑄溫度為 586°C?594°C，壓鑄速度為4. 2m/s，系統壓力為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快速冷卻定型，取出壓鑄件后，壓鑄件已經溫度較低，具有一定 的機械強度，不會因為高溫而發生形變，確保了壓鑄件的形狀精確性。
[0009] 優選的，步驟（3)中的液態金屬原料中各個組分的質量百分比為；娃6?7. 5%，銅 0. 3?1. 7%，鋒0. 2?2. 5%，媒0. 4?2. 2%，鎮0. 2?0. 7%，鐵0. 2?1. 3%，其余為鉛。該 液態金屬原料可作為散熱殼體的壓鑄原料或者一般設備殼體的壓鑄原料，其具有極佳的機 械強度和散熱效果，具體性能見表1中所示。
[0010] 優選的，步驟（3)中制漿機制備半固態漿料的方法為：保溫爐內液態金屬原料的 溫度為其液相線W上12C?23C ;制漿機將保溫爐內烙化的金屬原料放入料勺內，然后將 固態的金屬變質劑放入料勺內，金屬變質劑在料勺內吸收液態金屬原料的熱量后烙化，使 液態金屬原料降溫并產生大量的晶核，制備出半固態漿料；在加入金屬變質劑的同時向料 勺內的金屬原料中吹入氮氣W加速混合與冷卻，氮氣的吹入速度為13升/分鐘；金屬變質 劑的加入量為料勺內金屬原料質量的1. 5%?3. 8%。該樣制備的半固態漿料，能夠在壓鑄機 內完整填充模具空腔，不會產生氣泡，并且凝固后的壓鑄件具有極佳的機械強度和表面平 整性。
[0011] 優選的，金屬變質劑的組分與液態金屬原料的組分相同。相同組分的金屬變質劑 能夠與液態金屬原料有效混合。
[0012] 可選的，金屬變質劑的組分及各組分的質量比為：娃（6. 55?6. 90)、銅（0. 22? 0. 85)、猛（0. 003 ?0. 008)、鎮（0. 15 ?0. 75)、鋒（0. 03 ?0. 075)、鐵（0. 06 ?0. 1)、鉛 (0. 03?0. 05)、鉛（91. 7?92. 8)。經過大量的試驗驗證和選擇，該組分的金屬變質劑能夠 使半固態漿料產生較佳的機械性能。
[0013] 進一步優選的，金屬變質劑的組分及各組分的質量比為：娃（6. 70)、銅（0. 57)、猛 (0. 007)、鎮（0. 38)、鋒（0. 047)、鐵（0. 08)、鉛（0. 04)、鉛（92. 5)。
[0014] 本發明的優點和有益效果為： 本發明用于半固態金屬壓鑄成型的壓鑄工藝方法，采用半固態漿料的壓鑄方式，在壓 鑄過程中壓鑄件產品內部致密、不會產生氣孔，確保了壓鑄件產品最佳的內部結構和機械 性能，確保了產品的質量； 本發明用于半固態金屬壓鑄成型的壓鑄工藝方法，采用半固態漿料壓鑄，相比于傳統 的高速高壓壓射成型工藝，其出模時的壓鑄件溫度較低，毛逐壓鑄件在出模時具有一定的 機械強度，而傳統的液態壓鑄出模壓鑄件，其溫度較高，出模時容易發生形變；本發明的毛 逐壓鑄件的形變量極小，不需要對壓鑄件進行復雜的表面處理，能夠保證產品最佳的形狀 和表面平整性； 本發明用于半固態金屬壓鑄成型的壓鑄工藝方法，采用半固態壓鑄工藝，使得壓鑄件 產品中具有較多的球狀晶體，使壓鑄件具有更高的機械性能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015] 圖1為本發明用于半固態金屬壓鑄成型的壓鑄工藝方法的設備布局示意圖。
[0016] 圖2為本發明壓鑄工藝方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0017] 下列實施例將進一步說明本發明。
[001引 實施例1 本發明采用技術方案為一種用于半固態金屬壓鑄成型的壓鑄工藝方法，所述壓鑄工藝 方法使用半固態壓鑄機作為加工設備，采用制漿機作為制備半固態漿料和送料的設備；所 述壓鑄工藝方法的設備布局為：半固態壓鑄機的左側為制漿機，半固態壓鑄機的右側是用 于向模具噴涂脫模劑的噴涂機，半固態壓鑄機的前側是用于將模具內壓鑄件取出的取件 機，取件機的右側與傳送帶配合，傳送帶的右端為操作臺，操作臺上設有用于沖去壓鑄件上 水口的油壓機； 所述壓鑄工藝方法的步驟為： (1) 將模具安裝在半固態壓鑄機上，采用噴涂機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，將液態金屬原料放入保溫爐內保存；金屬原料為鉛合 金金屬原料； (3) 制漿機將保溫爐內的液態金屬原料制備出半固態漿料；制漿機將烙化的金屬原料 放入料勺內，然后將固態的金屬變質劑放入料勺的液態金屬原料內，使液態金屬原料降溫 并產生大量的晶核，制備出半固態漿料；液態金屬原料中各個組分的質量百分比為：娃6? 7. 5%，銅 0. 3 ?1. 7%，鋒 0. 2 ?2. 5%，媒 0. 4 ?2. 2%，鎮 0. 2 ?0. 7%，鐵 0. 2 ?1. 3%，其余為 鉛。
[0019] 制漿機制備半固態漿料的方法為；保溫爐內液態金屬原料的溫度為其液相線W上 12C?23C ;制漿機將保溫爐內烙化的金屬原料放入料勺內，然后將固態的金屬變質劑放 入料勺內，金屬變質劑在料勺內吸收液態金屬原料的熱量后烙化，使液態金屬原料降溫并 產生大量的晶核，制備出半固態漿料；在加入金屬變質劑的同時向料勺內的金屬原料中吹 入氮氣W加速混合與冷卻，氮氣的吹入速度為13升/分鐘；金屬變質劑的加入量為料勺內 金屬原料質量的1. 8%。
[0020] 金屬變質劑的組分及各組分的質量比為；娃（6. 70)、銅（0.57)、猛（0. 007)、鎮（0. 38)、鋒（0. 047)、鐵（0. 08)、鉛（0. 04)、鉛（92. 5)。
[0021] (4)制漿機將半固態漿料輸送至半固態壓鑄機的模具內；由于半固態漿料的溫度 較烙融狀態的金屬漿料溫度更低，更容易快速壓鑄成型，所W，半固態漿料在壓鑄成型后， 其溫度較低，所W其壓鑄件出模后，具有一定的機械強度，不會因為溫度過高而在出模后發 生變形，造成壓鑄件的形狀發生改變，確保了壓鑄件產品較佳的表面平整和精確規格，不需 要后續加工中進行人工打磨使產品形狀矯形。
[0022] ( 5 )半固態壓鑄機進行壓鑄動作，然后開模，取件機將模具內的壓鑄件取出放入傳 送帶輸出；半固態壓鑄機為IOOOT的邸式冷室壓鑄機，壓鑄溫度為586C?594C，壓鑄速度 為4. 2m/s，系統壓力為15. 5MPa，增壓壓力為29MPa〇
[0023] (6)傳動帶將壓鑄件輸送至操作臺，由油壓機沖掉壓鑄件上的水口，得到最終的壓 鑄產品。
[0024] 針對實施例1制備得到的鉛合金壓鑄件產品中隨機抽取H個壓鑄件產品，對其進 行的性能測試，具體測試結果見表1，具體測試方法為： (1)力學性能；采用室溫拉伸實驗法（GB/T 228. 1)，設備為拉伸試驗機，在室溫下對直 徑為IOmm的標準試樣進行測試。測試結果見表1。
[0025] (2)導熱性能；采用閃光導熱分析儀LFA 447 Nanoflash儀器測試熱擴散系數。遵 照的標準為ASTM E1461 ;采用功率補償型差示掃描量熱DSC8000測試比熱容。
[002引導熱系數=熱擴散系數*比熱容*密度；測試結果見表1。
[0027] (3)平面度：采用H坐標測試儀測試平面上的14個點的Z向坐標，可得平面度數 據。測試結果見表1。
[0028] 表 1
【權利要求】
1. 一種用于半固態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 用半固態壓鑄機作為加工設備，采用制漿機作為制備半固態漿料和送料的設備；所述壓鑄 工藝方法的設備布局為：半固態壓鑄機的左側為制漿機，半固態壓鑄機的右側是用于向模 具噴涂脫模劑的噴涂機，半固態壓鑄機的前側是用于將模具內壓鑄件取出的取件機，取件 機的右側與傳送帶配合，傳送帶的右端為操作臺，操作臺上設有用于沖去壓鑄件上水口的 油壓機； 所述壓鑄工藝方法的步驟為： (1) 將模具安裝在半固態壓鑄機上，采用噴涂機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，將液態金屬原料放入保溫爐內保存；金屬原料為鋁合 金金屬原料； (3) 制漿機將保溫爐內的液態金屬原料制備出半固態漿料； (4) 制漿機將半固態漿料輸送至半固態壓鑄機的模具內； (5 )半固態壓鑄機進行壓鑄動作，然后開模，取件機將模具內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，由油壓機沖掉壓鑄件上的水口，得到最終的壓鑄產 品。
2. 如權利要求1所述的壓鑄工藝方法，其特征在于，步驟（5)中的半固態壓鑄機為 1000T的臥式冷室壓鑄機，壓鑄溫度為586°C?594°C，壓鑄速度為4. 2m/s，系統壓力為 I5· 5MPa，增壓壓力為29MPa。
3. 權利要求2所述的壓鑄工藝方法，其特征在于，步驟（3)中的液態金屬原料中各個組 分的質量百分比為：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)中制漿機制備半固態漿料 的方法為：保溫爐內液態金屬原料的溫度為其液相線以上12°C?23°C ;制漿機將保溫爐內 熔化的金屬原料放入料勺內，然后將固態的金屬變質劑放入料勺內，金屬變質劑在料勺內 吸收液態金屬原料的熱量后熔化，使液態金屬原料降溫并產生大量的晶核，制備出半固態 楽料；在加入金屬變質劑的同時向料勺內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；金屬變質劑的加入量為料勺內金屬原料質量的1. 5%?3. 8%。
5. 如權利要求4所述的壓鑄工藝方法，其特征在于，金屬變質劑的組分與液態金屬原 料的組分相同。
6. 如權利要求4所述的壓鑄工藝方法，其特征在于，金屬變質劑的組分及各組分的質 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. 如權利要求6所述的壓鑄工藝方法，其特征在于，金屬變質劑的組分及各組分的質 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 優先權日:2014年9月23日
【發明者】任懷德, 王繼成, 李谷南 申請人:珠海市潤星泰電器有限公司