[發(fā)明專利]一種鎂合金連續(xù)鑄擠過程封閉式澆注裝置

在審

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• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112387954A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發(fā)明（設計）人: 吳曉玉;李英龍;朱靜雯;邵琦;張校烽
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學
• 主分類號: B22D18/02
• 分類號: B22D18/02;B22D21/04;B22D27/04;B22D46/00;B22D11/055;B22D11/11;B22D11/18
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

一種鎂合金連續(xù)鑄擠過程封閉式澆注裝置，包括陶瓷管、圓柱斜管、澆注塊體、鑄擠靴體及鑄擠輪；陶瓷管上端為漏斗形且下端為圓柱形；澆注塊體固連在鑄擠靴體頂部，澆注塊體上豎直設有陶瓷管插槽，陶瓷管及陶瓷管插槽底部設有圓柱斜管插裝孔；陶瓷管插裝在插槽內(nèi)，鑄擠輪與澆注塊體及鑄擠靴體密封滑動接觸配合，鑄擠輪內(nèi)部設有熔體冷卻水道，鑄擠輪外表面周向設有鑄擠輪槽；圓柱斜管穿裝在圓柱斜管插裝孔內(nèi)，陶瓷管通過圓柱斜管與鑄擠輪槽相連通；澆注塊體底部設有第一封槽塊且與鑄擠輪槽滑動接觸配合；鑄擠靴體底部固裝有密封塊體，密封塊體中部設有第二封槽塊且與鑄擠輪槽滑動接觸配合；密封塊體頂部設有成形模孔，孔后方鑄擠靴體內(nèi)設有成形模具。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬材料加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鎂合金連續(xù)鑄擠過程封閉式澆注裝置。

背景技術(shù)

鎂及鎂合金具有密度小、比強度和比剛度高的特性，同時具有良好的鑄造、減震、切削加工和電磁屏蔽性能，以及具有資源豐富、容易回收等一系列優(yōu)點。鎂合金不但是常用金屬中最輕的金屬，也是使用量最廣的金屬，已經(jīng)廣泛應用于航空、航天、運輸、化工等領(lǐng)域。鎂為密排六方晶格結(jié)構(gòu)，其存在滑移系少、塑性差、變形抗力大及對應變速率敏感的問題，同時還存在鎂合金的第二相與基體相的界面相容性和變形協(xié)調(diào)性問題，導致常規(guī)的成形方法不能有效地實現(xiàn)鎂的工業(yè)化生產(chǎn)。

根據(jù)加工方式的不同，主要分為鑄造鎂合金和變形鎂合金，鑄造鎂合金存在脆性、晶粒粗大、易成分偏析、耐腐蝕性差等問題，因此難以制備高性能的鎂合金制品。而變形鎂合金則可以消除微觀空洞、偏析等鑄造缺陷，其具有優(yōu)良的綜合性能，塑性成形工藝也是鎂合金成形的發(fā)展方向。

為此，在連續(xù)擠壓技術(shù)基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展出了一種全新的金屬加工技術(shù)，即連續(xù)鑄擠技術(shù)，其是鑄造與擠壓為一體的金屬凝固成形技術(shù)，能連續(xù)完成動態(tài)凝固→半固態(tài)形變→塑性成形的過程，屬于典型的短流程工藝。在連續(xù)鑄擠工藝中，金屬液是直接澆入鑄擠輪與固定靴塊之間形成的擠壓型腔內(nèi)，液態(tài)金屬則在擠壓型腔內(nèi)進行結(jié)晶與變形，然后通過摩擦力積累產(chǎn)生三向壓力使金屬被擠出模孔成材。連續(xù)鑄擠技術(shù)與常規(guī)生產(chǎn)同類產(chǎn)品的塑性加工技術(shù)相比具有如下優(yōu)點：①、可提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，并可連續(xù)生產(chǎn)長度很長的產(chǎn)品，同時可以節(jié)約能源30％左右，成品率高達90％以上，可降低成本30％以上；②、具有產(chǎn)品精度高、表面光潔平整、設備結(jié)構(gòu)緊湊、投資小、環(huán)境污染小的特點；③、連續(xù)鑄擠過程是在高壓下的結(jié)晶凝固和塑性變形，也是強制補縮和致密化兩種過程的復合，可一次大變形量加工形狀復雜的制件，外加壓力提供的膨脹能又增加了形核率，有利于提高材料的綜合力學性能，且理論上零件長度可以無限。因此，連續(xù)鑄擠技術(shù)可以解決鎂合金及其復合材料成形性能差、大斷面棒型材與大口徑管材生產(chǎn)設備龐大、能耗高的技術(shù)問題，而且易于實現(xiàn)工業(yè)化。

但是，鎂金屬與其它有色金屬相比，其熔體狀態(tài)時易于吸氣，而現(xiàn)有的鎂合金連續(xù)鑄擠過程中又普遍采用開放式澆注，由于澆注時與鎂合金熔體與空氣直接接觸，導致鎂合金熔體容易產(chǎn)生吸氣、氧化、夾雜等缺陷，進而影響鎂合金熔體的純凈度，同時在變形中容易形成應力集中，從而降低了變形協(xié)調(diào)性，不但會導致產(chǎn)品的力學性能下降，而且也不利于產(chǎn)品表面的光潔平整。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種鎂合金連續(xù)鑄擠過程封閉式澆注裝置，澆注時可以使鎂合金熔體與空氣隔絕，避免了鎂合金熔體中產(chǎn)生吸氣、氧化、夾雜等缺陷，進而對鎂合金熔體的凈化和細化起到一定的保護作用，也避免了在變形中鎂合金與外部環(huán)境物質(zhì)產(chǎn)生交換，有效提高了產(chǎn)品的力學性能和產(chǎn)品精度，有利于產(chǎn)品表面的光潔平整。