[發明專利]輕金屬半固態注射成型機

有效

• 申請號: 201410545727.8
• 申請日: 2014-10-15
• 公開（公告）號: CN104338932B
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 竇保杰;陳琦;程瑞敏
• 申請（專利權）人: 蘇州有色金屬研究院有限公司
• 主分類號: B22F3/115
• 分類號: B22F3/115
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司32102
• 代理人: 陳忠輝

技術領域

本發明涉及一種輕金屬注射成型機，屬于有色金屬加工制造技術領域。

背景技術

目前國內外輕金屬半固態產品的制造方法主要為分成流變成型、觸變成型、注射成型這三類。

流變成型工藝的工藝過程如下：在金屬從液相到固相的冷卻過程中進行劇烈攪拌，制備出具備一定固相率的半固態金屬漿料，并對其進行保溫，最后將半固態金屬漿料送往成型設備進行鑄造、擠壓、鍛造、軋制等工序。流變成型工藝雖然工作過程簡單，能耗和鑄件成本低，但半固態金屬漿料的保存和運輸不方便，設備自動化生產較為困難，目前已成熟應用的流變成型設備和工藝較少，大部分仍處于實驗室研究階段。流變成型工藝的核心裝置如專利文獻“Method and apparatus for Injection molding of semi-solid metals”(US Patent 5，501，266；授權日期為1996.03.26)所述。該工藝存在的問題就是需要使用一定容積的熔煉爐對金屬進行熔煉，特別對于鎂合金而言，熔煉過程中需要施加各類熔劑或保護氣氛來防止鎂合金氧化和燃燒，不但存在一定的安全隱患，且對環保不利。

觸變成型工藝的工藝過程如下：先將半固態金屬漿料進行凝固成坯料，然后根據產品尺寸進行下料，再重新加熱到半固態溫度后送入成型設備進行加工。由于半固態坯料為固態，其運輸比較方便，自動化操作易實現，因此觸變成型是目前半固態成型的主流技術。但是由于需要鑄坯、切割、二次加熱等工序，相比流變成型，觸變成型的成本較高。

注射成型是在塑料注射成型工藝基礎上開發而來，目前有兩種工藝路線。一種是利用金屬顆粒作為原料，通過外部加熱和螺桿攪拌制備出半固態金屬漿料，經過計量后直接注射成型。這種工藝集半固態金屬漿料制備、保存、運輸和成型于一體，較好的解決了流變成型和觸變成型中存在的問題，且在工業化生產中獲得了應用。這種工藝的核心裝置如專利文獻“Method and apparatus for the Injection molding of metal alloys”(US Patent 5，040，589；授權日期為1991.08.20)所述。但是該注射成型工藝所采用的原料為金屬顆粒料，其制備過程比常規的鑄錠要復雜，且顆粒的表面積大，容易氧化，這對生產的鑄件產品質量可能造成不利影響。另外一種注射成型工藝是采用金屬圓棒作為原料，在圓形熔化筒中熔化，利用金屬受熱膨脹特性實現自密閉功能，避免熔體氧化和燃燒，熔體達到工藝要求后輸送到注射筒中再注射成型。中國專利ZL 03806314.X公開了一種輕金屬注射成形機的注射裝置，包括熔化裝置、柱塞注射裝置、坯段供給裝置及連接部件，該工藝設備以短棒狀的輕金屬作為原材料，坯段供給裝置將輕金屬原材料送入熔化裝置，而后熔化裝置將輕金屬原材料制備成金屬熔液，最后金屬溶液通過柱塞注射裝置注射成型。但是該工藝制備必須將輕金屬原材料制備成金屬熔液，在注塑過程中也必須保持金屬熔液狀態，其過程對溫度要求較高，能耗較大，生產成本也隨之加大；而且，若發生輕金屬原材料熔化不完全的情況，會造成柱塞注射裝置堵塞，導致工藝設備無法正常工作。

基于以上技術現狀，設計出一種新型輕金屬半固態注射成型機，避免現有半固態注射成型工藝需要采用金屬顆粒作為原料所產生的不便，直接使用鑄棒作為原料，并在一個設備中完成熔化、半固態制漿、輸送和注射等工藝過程，是一項具有意義的技術課題。

發明內容

本發明的目的是克服現有半固態成型技術存在的不足，提供一種集半固態金屬漿料制備、輸送、注射成型一體化的輕金屬半固態注射成型機。