[發明專利]一種勻加速壓室孕育半固態流變的壓鑄方法

有效

• 申請號: 202110702439.9
• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113399642B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 龔杰;龍文元;宋國金
• 申請（專利權）人: 廈門格耐爾科技有限公司
• 主分類號: B22D17/00
• 分類號: B22D17/00
• 代理公司: 廈門加減專利代理事務所(普通合伙) 35234
• 代理人: 李強

本發明涉及半固態金屬加工技術領域，特別涉及一種勻加速壓室孕育半固態流變的壓鑄方法，其中，包括如下步驟:S100、熔煉和保溫；S200、澆注，澆注速度控制在≤0.2kg/s；S300、控制壓室內金屬液熱焓平衡：通過對壓室進行保溫處理，使壓室內金屬液處于熱焓平衡，以使金屬液產生均勻可控的初生晶；S400、勻加速壓射：帶有初生晶的金屬液進入壓室后，在澆流道里壓射沖頭的推動下形成半固態漿料；S500、增壓、將半固態漿料以層流形式推入鑄件模具型腔，開始增壓，獲得半固態鑄件。該方法不需要增加額外的工序來制備半固態漿料，只需幾秒的時間，省去了額外的半固態熔體制備和澆注轉移工序，成本顯著降低，其工藝成本與普通的壓力鑄造相當制備效率極高。

技術領域

本發明涉及半固態金屬加工技術領域，特別涉及一種勻加速壓室孕育半固態流變的壓鑄方法。

背景技術

半固態金屬成形技術，簡稱SSM，由于成形溫度低，變形抗力小、充型平穩、晶粒細小等特點，被譽為21世紀最有前途的金屬材料加工技術之一，也是當今最活躍的研究領域之一。金屬及半固態成形技術一般分兩類，一類是半固態金屬或觸變成形，即先讓球狀初晶的金屬或半固態漿料完全凝固成坯料，再對適當長度的坯料進行半固態重熔加熱，將處于固液兩相區的半固態坯料送至壓鑄機或鍛造機進行成形；另一類是將球狀初晶的金屬或半固態漿料直接送至壓鑄機或鍛造機進行直接成形，即流變成形。

在工藝流程上，觸變成型必須獲得具有非枝晶組織的坯錠，才能進行后續的壓鑄成型，而流變成型將半固態熔體直接壓鑄成型，在工業應用上，成本要小得多，也成為了目前半固態成形技術研究的主流。

如公開號為CN107790669A，公開日期為2018年3月13日，名稱為《一種半固態漿料制備和壓鑄一體化的流變壓鑄方法》的專利文件公開了一種壓鑄方法，包括如下步驟：(1)保溫：將鑄造鋁(或者壓鑄鋁)熔化精煉后，過熱度調整到5～25℃，保溫0.5h以上；(2)澆注：將液態鋁澆入壓鑄機的壓室，澆注高度H澆控制在壓室長度L壓的1～2.5倍；(3)停留：澆注完畢后停留時間為kM鋁(s)，形成半固態漿料；(4)充填：向模具型腔內充填半固態漿料；(5)增壓：當模具型腔的充填程度達到75％～90％時，開始增壓。該流變壓鑄方法，使得制漿和壓鑄無縫銜接，完成半固態漿料制備和壓鑄一體化，且其工藝流程短，經濟適用，鑄件中的氧化皮和其它氧化夾雜物大為減少，微觀組織比較致密。

然而上述半固態流變成形技術，在漿料的制備以及鑄造成型過程中，易于產生卷氣、氧化、夾渣等缺陷從而影響產品的質量和性能，因此有待進一步地改進。

發明內容

為解決背景技術中的提到的問題，本發明提供一種勻加速壓室孕育半固態流變的壓鑄方法，其中，包括如下步驟：

S100、熔煉和保溫：將鑄造金屬熔化精煉后存儲在保溫爐，保溫爐的溫度調整到比的液相線溫度高15～50℃進行保溫；

S200、澆注：將保溫爐中的液態金屬用澆注湯勺定量勻速澆入壓鑄機的壓室；

S300、控制壓室內液熱焓平衡：通過保溫處理控制壓室的溫度處于固液相之間，使得壓室內金屬液處于熱焓平衡產生均勻可控的初生晶；

S400、勻加速壓射：帶有初生晶的金屬液進入壓室后，在澆流道里壓射沖頭的推動下依次經低速壓射階段和高速壓射階段形成半固態漿料；

如圖1所示，所述低速壓射階段為壓射沖頭以液態金屬初始壓射速度開始以小于臨界加速度的加速度值進行3-9個不同加速階段的勻加速運動，將金屬液填滿整個壓室，當達到臨界速度后，壓射沖頭進入到橫澆道，接著以臨界加速度加速達到高速壓射速度并進入高速壓射階段；

所述高速壓射階段為壓射沖頭以穩定的高速壓射速度運動，使澆口內的金屬液達到穩定的流動速度形成半固態漿料，然后降低速度，進入增壓階段；

S500、增壓：將半固態漿料以層流形式推入鑄件模具型腔，當充填程度為75％-90％時，開始增壓，獲得半固態鑄件。