液態金屬壓鑄機和壓鑄方法

液態金屬壓鑄機和壓鑄方法
【專利摘要】本發明適用于非晶合金的真空熔煉壓鑄技術領域，公開了一種液態金屬壓鑄機和壓鑄方法。液態金屬壓鑄機包括壓鑄機本體、真空室和連接于真空室的加料室，真空室具有真空腔，真空腔內設置有加熱杯，加料室連接有加料門，加料門內設置有加料部件，真空室連接有抽真空裝置；壓鑄機還包括用于將經加熱杯加熱后的液態金屬注入壓鑄模具的打料裝置，打料裝置包括連通于真空室和壓鑄模具的型腔的打料筒，打料筒的一端伸入真空室，打料筒的另一端連接于壓鑄模具。壓鑄方法，采用上述的液態金屬壓鑄機。本發明提供的液態金屬壓鑄機和壓鑄方法，其產品質量佳且生產效率高、生產成本低。
【專利說明】
液態金屬壓鑄機和壓鑄方法
技術領域
[0001]本發明屬于非晶合金的真空熔煉壓鑄技術領域，尤其涉及一種液態金屬壓鑄機和壓鑄方法。
【背景技術】
[0002]非晶合金是一種非晶態固體，通常也稱“金屬玻璃”。非晶合金強度高，但不利于機加工，制備工藝復雜，需較高的冷卻速率，生產的成本高、非晶合金壓鑄技術仍不夠成熟，現有技術中，對非晶合金的壓鑄仍存在可靠性欠佳、生產效率低、生產成本高的問題。

【發明內容】

[0003]本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供了一種液態金屬壓鑄機和壓鑄方法，其產品質量佳且生產效率高、生產成本低。
[0004]本發明的技術方案是:一種液態金屬壓鑄機，包括壓鑄機本體，所述壓鑄機本體具有用于連接壓鑄模具的模具連接結構，所述液態金屬壓鑄機還包括真空室和連接于所述真空室的加料室，所述真空室具有真空腔，所述真空腔內設置有用于對原料進行加熱的加熱杯，所述加料室連接有加料門，所述加料門內設置有用于向所述加熱杯添加原料的加料部件，所述真空室連接有用于對所述真空腔進行抽真空的抽真空裝置;所述壓鑄機還包括用于將經所述加熱杯加熱后的液態金屬注入壓鑄模具的打料裝置，所述打料裝置包括連通于所述真空室和所述壓鑄模具的型腔的打料筒，所述打料筒的一端伸入所述真空室，所述打料筒的另一端連接于所述壓鑄模具。
[0005]可選地，所述真空室連接有用于向所述真空室內充入惰性氣體的洗氣裝置。
[0006]可選地，所述加熱杯連接有用于驅動所述加熱杯傾斜而將所述加熱杯內的液態金屬倒入所述打料筒內的自動倒湯機構。
[0007]可選地，所述模具連接結構連接有壓鑄模具，所述壓鑄模具包括動模和定模，所述動模和所述定模對合設計形成所述型腔;所述動模與所述定模之間設置有密封圈。
[0008]可選地，所述真空室連接有減震裝置。
[0009]可選地，所述打料裝置還包括推料桿和用于驅動所述推料桿沿所述打料筒滑動的驅動件;所述推料桿的一端插入所述打料筒位于所述真空室內的一端，所述推料桿的另一端連接于所述驅動件。
[0010]可選地，所述液態金屬壓鑄機還包括控制模塊，所述真空室內設置有壓力傳感器，所述壓鑄模具連接有溫控裝置和測溫裝置，所述壓力傳感器、溫控裝置和測溫裝置和抽真空裝置均電連接于所述控制模塊。
[0011]可選地，所述加料部件具有進料口和出料口，所述進料口位于所述加料門的下方，所述出料口位于所述加熱杯的上方。
[0012]可選地，所述加料門與所述加料室之間設置有密封部件。
[0013]本發明還提供了一種非晶合金的真空熔煉壓鑄方法，采用上述的液態金屬壓鑄機，包括以下步驟:壓鑄模具合模、將母合金從加料室的加料門加入加料室內的加料部件、關閉加料門、對真空室抽真空、真空室內的加熱杯預熱，當真空室內真空度達到預定值，加料部件將材料加入加熱杯，加熱杯進行加熱，然后將加熱杯內的熔體倒入打料筒，通過打料裝置使熔體進入模具的型腔并經保壓和凝固后得到非晶合金壓鑄件。
[0014]本發明所提供的一種液態金屬壓鑄機和壓鑄方法，其以優于普通非晶合金制造設備，完全做到了熔煉、壓鑄全過程的密封、更理想的冷卻速率，保證了了熔煉、抽真空、打料、取件等過程的良好銜接，生產效率高，克服了傳統非晶合金制備工序復雜、難度大、生產效率低的問題，使非晶合金產品生產流程得到了簡化、生產效率有了很大的提高、設備成本相對來說沒有太大的增加、生產成本也有所降低，實現非晶合金件的高品質、高效率生產，生產合格率高、成本相對低，可以滿足市場對非晶合金件量產需求。
【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1是本發明實施例提供的液態金屬壓鑄機的平面示意圖；
[0017]圖2是本發明實施例提供的壓鑄方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0018]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0019]需要說明的是，當元件被稱為“固定于”或“設置于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者可能同時存在居中元件。當一個元件被稱為是“連接于”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。
[0020]還需要說明的是，本發明實施例中的左、右、上、下等方位用語，僅是互為相對概念或是以產品的正常使用狀態為參考的，而不應該認為是具有限制性的。
[0021]如圖1所示，本發明實施例提供的一種液態金屬壓鑄機，可以用于非晶合金的真空熔煉壓鑄，包括壓鑄機本體，所述壓鑄機本體具有用于連接壓鑄模具9的模具連接結構，所述液態金屬壓鑄機還包括真空室I和連接于所述真空室I的加料室2，真空室I可以連接于壓鑄機本體一側。所述真空室I具有真空腔10，加料室2具有加料腔20，加料腔20與真空腔10相連通，所述真空腔10內設置有用于對原料進行加熱的加熱杯3，加熱杯3可以為高頻感應加熱杯3。所述加料室2連接有加料門21，所述加料門21內設置有用于向所述加熱杯3添加原料的加料部件4，可以通過上料裝置預先將母合金等所需原料預先加入加料部件4。所述真空室I連接有用于對所述真空腔10進行抽真空的抽真空裝置(圖中未示出)；抽真空裝置可以為真空栗等。所述壓鑄機還包括用于將經所述加熱杯3加熱后的液態金屬注入壓鑄模具9的打料裝置5，所述打料裝置5包括連通于所述真空室I和所述壓鑄模具9的型腔的打料筒51，所述打料筒51的一端伸入所述真空室I，所述打料筒51的另一端連接于所述壓鑄模具9。抽真空裝置可以對真空腔10進行抽真空，與真空腔10相連通的加料腔20、壓鑄模具9的型腔和打料筒51的內部均處于真空環境。可以理解地，本實施例中的真空環境，其可以是接近真空的環境，并非單獨意指絕對真空狀態。因此，加熱杯3加熱后的熔體，其可以在真空環境下倒入打料筒51，并在打料裝置5的作用下進行壓鑄模具9，經過保壓、凝固后得到非晶合金的壓鑄件。使非晶合金的制備從熔煉到壓鑄完成處于真空狀態，做到了入料、熔煉、抽真空、打料、保壓、凝固、完成壓鑄、取件等關鍵工序的高效銜接，生產效率較普通設備有明顯的提升，綜合成本也得到了降低，克服了普通壓鑄設備所面臨的瓶頸，生產合格率有了很大的提高，可以滿足市場對非晶合金件量產需求。
[0022]具體地，所述真空室I連接有用于向所述真空室I內充入惰性氣體的洗氣裝置(圖中未示出)，惰性氣體可以為氬氣。洗氣裝置可以為惰性氣體罐，例如氬氣罐。采用充入惰性氣體的方式進行洗氣，保證高的真空環境，防止液態金屬氧化，利于進一步提高非晶合金壓鑄件的質量。
[0023]具體地，所述加熱杯3連接有用于驅動所述加熱杯3傾斜而將所述加熱杯3內的液態金屬(熔體)倒入所述打料筒51內的自動倒湯機構(圖中未示出)。自動倒湯機構可以位于真空室I內或加料室2內，其自動化程度高，可以在真空環境下完成將熔體倒至推料筒21的倒湯工序。自動倒湯機構可為旋轉電機或其它旋轉機構。有效地解決了普通設備不能規避的難題，抑制了異質形核的可能。
[0024]具體地，所述模具連接結構連接有壓鑄模具9，所述壓鑄模具9包括動模91和定模92，所述動模91和所述定模92對合設計形成所述型腔;所述動模91與所述定模92之間設置有密封圈93，動模91或/和定模92相向的一面可以設置有凹槽，密封圈93可以過盈卡于凹槽內，密封效果佳，利于保證真空度。凹槽和密封圈93可以設置于定模92—側。
[0025]具體地，所述真空室I連接有減震裝置6，以消除打料等過程中震動對成型的影響。減震裝置6可為波紋管或橡膠套等。
[0026]具體地，所述打料裝置5還包括推料桿52和用于驅動所述推料桿52沿所述打料筒51滑動的驅動件53;所述推料桿52的一端插入所述打料筒51位于所述真空室I內的一端，所述推料桿52的另一端連接于所述驅動件53。打料筒51位于加熱杯3的側下方，打料筒51靠近于加熱杯3的一端設置有向上的開口 510，加熱杯3傾斜時，加熱杯3內的熔料正好從開口 510進入打料筒51，推料桿52即可將熔體推入模具的型腔中。
[0027]具體地，所述液態金屬壓鑄機還包括控制模塊，所述真空室I內設置有壓力傳感器，所述壓鑄模具9連接有溫控裝置和測溫裝置，所述壓力傳感器、溫控裝置和測溫裝置和抽真空裝置均電連接于所述控制模塊。本實施例的液態金屬壓鑄機在熔煉時，湯溫有電子監控，模具溫度控制也采用了模溫機，與主機程序一體化控制，對湯溫和模具溫度進行了實時反饋，壓鑄件的質量更佳。非晶合金壓鑄設備也可以進一步采用時間、速度、壓力或其它參數，通過采用數字化控制系統或智能控制系統，保證重復性精度要求。
[0028]具體地，非晶合金壓鑄設備同時采用智能在線品質監控模塊，具有不良品分棟及報警輸出的功能，利于實現無人化車間操作。
[0029]具體地，所述加料部件4具有進料口和出料口，所述進料口位于所述加料門21的下方，所述出料口位于所述加熱杯3的上方，以便于在真空環境下自動加料。
[0030]具體地，所述加料門21與所述加料室2之間設置有密封部件，密封部件可為膠圈等，以保證真空度。
[0031]本實施例中，所述壓鑄機包括加料室2，加料室2設置于真空室I之上，并連通于真空室I中的加熱杯3。由于合金的熔煉和澆鑄均需要在真空中進行，因此，對打料筒51也進行了整體密封，模具通過高溫橡膠密封圈密封。其中，加熱杯3，用于合金熔煉，因為在打料過程中，設備震動比較厲害，通過減震裝置6可以有效避免震動的不利影響。當上一次壓鑄完成時，壓鑄模具9開始合模，將母合金從加料門21加入，S卩:將已經電弧熔煉好的粒料從加料室2門加入，預置于加料室2內，關閉加料室2門，真空栗開始抽真空，同時，開始預熱加熱杯3，當真空室I中的真空度達到要求時，將粒料加入加熱杯3，開始感應加熱熔煉，然后將熔體倒入打料筒51，經打料、保壓、凝固，完成壓鑄，進入下一個產品壓鑄。可以適用于Vi t系列的壓鑄，該系列非晶合金在lK/s的冷卻速率下，可以實現非晶轉變。
[0032]真空室I在抽真空的同時會充入氬氣將真空室I內的氧氣含量降低到理想值。加熱杯3置于真空室I內，保證熔融合金不會與氧氣接觸形成氧化物，避免異質形核抑制非晶的形成。打料裝置5的打料筒51置于真空室I內，以保證熔融金屬在壓鑄成型之前不存在第二相，在接下來的工序不會有異質形核。動模91、定模92在合模、保壓，直到凝固形成非晶合金件這段時間，型腔內部也必須進行無氧處理，即處于真空狀態。
[0033]如圖2所示，本發明實施例還提供了一種壓鑄方法，可用于非晶合金的真空熔煉，采用上所述的液態金屬壓鑄機，包括以下步驟:壓鑄模具9合模、將母合金從加料室2的加料門21加入加料室2內的加料部件4、關閉加料門21、對真空室I抽真空、真空室I內的加熱杯3預熱，當真空室I內真空度達到預定值，加料部件4將材料加入加熱杯3，加熱杯3進行加熱，然后將加熱杯3內的熔體倒入打料筒51，通過打料裝置5使熔體進入模具的型腔并經保壓和凝固后得到非晶合金壓鑄件，經開模后可以取出模具型腔的壓鑄件，然后再合模，進行下一循環。抽真空裝置可以對真空腔10進行抽真空，與真空腔10相連通的加料腔20、壓鑄模具9的型腔和打料筒51的內部均處于真空環境。
[0034]本發明實施例所提供的一種液態金屬壓鑄機和非晶合金的真空熔煉壓鑄方法，其以優于普通非晶合金制造設備，完全做到了熔煉、壓鑄全過程的密封、更理想的冷卻速率，保證了了熔煉、抽真空、打料、取件等過程的良好銜接，生產效率高，克服了傳統非晶合金制備工序復雜、難度大、生產效率低的問題，使非晶合金產品生產流程得到了簡化、生產效率有了很大的提高、設備成本相對來說沒有太大的增加、生產成本也有所降低，實現非晶合金件的高品質、高效率生產，生產合格率高、成本相對低，可以滿足市場對非晶合金件量產需求。
[0035]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換或改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種液態金屬壓鑄機，包括壓鑄機本體，所述壓鑄機本體具有用于連接壓鑄模具的模具連接結構，其特征在于，所述液態金屬壓鑄機還包括真空室和連接于所述真空室的加料室，所述真空室具有真空腔，所述真空腔內設置有用于對原料進行加熱的加熱杯，所述加料室連接有加料門，所述加料門內設置有用于向所述加熱杯添加原料的加料部件，所述真空室連接有用于對所述真空腔進行抽真空的抽真空裝置;所述壓鑄機還包括用于將經所述加熱杯加熱后的液態金屬注入壓鑄模具的打料裝置，所述打料裝置包括連通于所述真空室和所述壓鑄模具的型腔的打料筒，所述打料筒的一端伸入所述真空室，所述打料筒的另一端連接于所述壓鑄模具。2.如權利要求1所述的液態金屬壓鑄機，其特征在于，所述真空室連接有用于向所述真空室內充入惰性氣體的洗氣裝置。3.如權利要求1所述的液態金屬壓鑄機，其特征在于，所述加熱杯連接有用于驅動所述加熱杯傾斜而將所述加熱杯內的液態金屬倒入所述打料筒內的自動倒湯機構。4.如權利要求1所述的液態金屬壓鑄機，其特征在于，所述模具連接結構連接有壓鑄模具，所述壓鑄模具包括動模和定模，所述動模和所述定模對合設計形成所述型腔;所述動模與所述定模之間設置有密封圈。5.如權利要求1所述的液態金屬壓鑄機，其特征在于，所述真空室連接有減震裝置。6.如權利要求1至5中任一項所述的液態金屬壓鑄機，其特征在于，所述打料裝置還包括推料桿和用于驅動所述推料桿沿所述打料筒滑動的驅動件;所述推料桿的一端插入所述打料筒位于所述真空室內的一端，所述推料桿的另一端連接于所述驅動件。7.如權利要求1至5中任一項所述的液態金屬壓鑄機，其特征在于，所述液態金屬壓鑄機還包括控制模塊，所述真空室內設置有壓力傳感器，所述壓鑄模具連接有溫控裝置和測溫裝置，所述壓力傳感器、溫控裝置和測溫裝置和抽真空裝置均電連接于所述控制模塊。8.如權利要求1至5中任一項所述的液態金屬壓鑄機，其特征在于，所述加料部件具有進料口和出料口，所述進料口位于所述加料門的下方，所述出料口位于所述加熱杯的上方。9.如權利要求1至5中任一項所述的液態金屬壓鑄機，其特征在于，所述加料門與所述加料室之間設置有密封部件。10.—種液態金屬壓鑄方法，其特征在于，采用如權利要求1至9中任一項所述的液態金屬壓鑄機，包括以下步驟:壓鑄模具合模、將母合金從加料室的加料門加入加料室內的加料部件、關閉加料門、對真空室抽真空、真空室內的加熱杯預熱，當真空室內真空度達到預定值，加料部件將材料加入加熱杯，加熱杯進行加熱，然后將加熱杯內的熔體倒入打料筒，通過打料裝置使熔體進入模具的型腔并經保壓和凝固后得到非晶合金壓鑄件。
【文檔編號】B22D17/14GK106077563SQ201610682050
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月17日 公開號201610682050.1, CN 106077563 A, CN 106077563A, CN 201610682050, CN-A-106077563, CN106077563 A, CN106077563A, CN201610682050, CN201610682050.1
【發明人】劉相尚, 潘玲玲, 李富儒, 陳小文
【申請人】深圳領威科技有限公司