[發明專利]一種用于半固態壓鑄成形的開口式料筒及熱平衡溫控方法

在審

• 申請號: 201711473534.6
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN109986045A
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 陳頌;張帆;李大全;張帆
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號: B22D17/20
• 分類號: B22D17/20
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 劉徐紅

本發明涉及一種用于半固態壓鑄成形的開口式料筒及熱平衡溫控方法，屬于有色金屬壓鑄成形領域。該開口式料筒上設有均勻分布、不貫通的軸向深圓孔，深圓孔的開口設于料筒本體的半開放端和封閉式筒壁的開口端；料筒本體上還設有側壁圓孔，軸向深圓孔和側壁圓孔之間連通形成串聯回路；封閉式筒壁的外部設置有法蘭凸臺。將形成的串聯回路，每一個回路留有一個進液口和一個出液口，其余軸向深圓孔和料筒本體側壁圓孔均做封閉處理；將每一個回路的進液口和出液口分別與加熱或冷卻裝置的介質相連通。利用此裝置和方法使料筒溫度整體均勻，料筒的同軸度不會因加熱冷卻而降低，能夠更好的與沖頭配合，提高沖頭和料筒的使用壽命，提高效率、節省成本。

技術領域

本發明涉及一種用于半固態壓鑄成形的開口式料筒及熱平衡溫控方法，屬于有色金屬壓鑄成形領域。

背景技術

傳統液態壓鑄是一種將熔融狀態的金屬溶液澆入壓鑄機的料筒，在高壓力的作用下，以極高的速度充填在壓鑄模的型腔內，并在高壓下使金屬液冷卻凝固成型而獲得鑄件的高效益、高效率的精密鑄造方法。半固態壓鑄成形工藝基本原理與傳統液態壓鑄相同，但半固態壓鑄成形工藝是將半固態金屬漿料/坯料放入壓鑄機料筒中，再進行充填、加壓、凝固成形。兩種工藝主要區別是放入料筒中的金屬狀態不同，傳統液態壓鑄選用的是純液態金屬，而半固態壓鑄選用的是固液混合狀態的半固態金屬。固液混合狀態的半固態金屬尤其在固相分數較高時(固相分數達到30％以上)，在重力作用下無法自由流動，可保持自身固有的形狀。

在傳統液態壓鑄成形工藝中采用的料筒為圓筒閉環形，在其端部靠近沖頭位置開有方形或圓形開口，液態金屬從此處倒入料筒內，隨后完成充型、加壓、凝固成形；而半固態金屬熔體粘度較高，無法自由流動，不能從圓筒閉環形料筒的端部開口處倒入，因此該結構料筒，不能滿足半固態壓鑄工藝的生產要求。另外，圓筒閉環形料筒上沒有設置加熱裝置，半固態金屬漿料/坯料放入其中后與料筒之間發生傳熱導致局部溫度迅速下降，半固態坯料溫度、組織不均勻，影響后續成形零件的質量，造成冷隔、充型不良等鑄造缺陷。

另外，現有閉環形或開口形料筒不能保證料筒整體溫度均勻，造成料筒上下溫度不一致現象，由于模具鋼熱脹冷縮現象，料筒上端、下端溫度不均導致同軸度降低而影響料筒與沖頭的配合，降低沖頭和料筒的使用壽命。

在更換料筒的過程中，由于料筒溫度過高，降溫時間長，影響工程師操作，高溫作業增加安全隱患。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種用于半固態壓鑄成形冷室壓鑄機開口式料筒及熱平衡溫控方法。

一種用于半固態壓鑄成形的開口式料筒，包括料筒本體和法蘭凸臺，料筒本體為兩端開放的空心圓柱筒，料筒本體一端的筒壁為半開放式，料筒本體另一端的筒壁為封閉式，料筒本體上設有均勻分布、不貫通的軸向深圓孔，軸向深圓孔的開口設于料筒本體的半開放端和開口端；料筒本體上還設有側壁圓孔，軸向深圓孔和側壁圓孔之間連通形成串聯回路；料筒本體的封閉式筒壁的外部設置有法蘭凸臺，用于與壓鑄機定模板的安裝定位。

優選的，在料筒本體內的串聯回路數量可為1-10個，每一個回路只留有一個進液口和一個出液口，其余軸向深圓孔和料筒本體側壁圓孔均做封閉處理。優選的，所述的進液口和出液口均為軸向深圓孔。

優選的，每個軸向深圓孔的至少一端與側壁圓孔連通；每個側壁圓孔與至少一個軸向深圓孔連通，或者與至少一個側壁圓孔連通。

優選的，所述軸向深圓孔的數量根據情況設置2-12個；所述的軸向深圓孔，包括開口設于料筒本體半開放端的長深圓孔和開口設于料筒本體開口端的短深圓孔；深圓孔的深度占料筒本體總長度的30％-99％。

優選的，所述的側壁圓孔包括封閉端側壁圓孔、開口端側壁圓孔和半開放端側壁圓孔，分別設置于料筒本體的封閉端、開口端和半開放端。