專利名稱：穿梭式鎂合金半固態成形裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種半固態成形裝置，特別是鎂合金和鋁合金半固態成形裝置。
背景技術：
鎂作為最輕的工程金屬材料(密度1. 8g/cm3，為鋁的2/3，鋼的1/4)，具有比重輕、 比強度及比剛度高、阻尼性及切削加工性好、導熱性好、電磁屏蔽能力強以及易于回收等一 系列獨特的性質，可滿足航空、航天、現代汽車工業對減重、節能的要求，并可替代工程塑料 作電子設備的殼體及結構件，以滿足產品的輕、薄、小型化，高集成度及環保等要求，提高能 源利用效益。而鎂合金在常規壓鑄時，易產生氣孔、縮松和熱裂等缺陷。半固態壓鑄成形是近年 來發展起來的一種新的短流程成形技術。在金屬漿料充型前已形成一半左右的固相，具有 可減輕合金的氧化和裹氣，減少凝固收縮和使組織均勻、致密等優點，且易于成型形狀復雜 和尺寸精密的零件。半固態壓鑄溫度比常規壓鑄溫度低，表面無液體，減少污染，節約能源， 降低成本。但現有的鎂合金、鋁合金半固態壓鑄工藝都較復雜，生產成本較高，在實際生產過 程中仍存在局限性，如半固態坯料加熱和壓鑄過程是分離的，即都需要一個轉運裝置，以 使加熱好的半固態坯料順利的輸送至壓鑄機壓注室，而轉運裝置一般都較復雜，不易實現， 且半固態坯料在轉運的過程中熱量損失較大，工藝參數不易控制。一方面，半固態坯料中存 在一定的液相，轉運過程中坯料難以保持原有形狀，導致工藝穩定性和組織均勻性降低，且 易出現夾氣等缺陷。另一方面，半固態坯料含有一定量的固體，為保證半固態坯料準確輸送 到壓鑄機的壓注室，壓注室澆口要比常規壓鑄時的澆口要大。因此，壓鑄機的壓射行程需要 加長以適應加大的澆口 ；壓注室直徑也要加大以適應增多的半固態漿料。因此，對于同樣的 壓射重量，壓射活塞直徑通常要大一些，增加的壓射活塞直徑降低了對合金坯料的壓力，因 此需要增加壓射系統的能力。代價高昂的壓鑄設備修改，再加上固有的流體流動性的挑戰 以及固體顆粒含量高的合金限制，使得這些半固態工藝不能成為大多數壓鑄生產廠家的理
uM .廣.I -產 l· O

實用新型內容本實用新型的目的在于克服上述半固態壓鑄工藝的不足，提供一種半固態成形裝 置，使加熱室直接與壓鑄機壓注室相連接，實現半固態坯料加熱和壓鑄同步進行，省去中間 轉運裝置，簡化工藝，節約能源，降低成本，提高產品質量和穩定性。本實用新型的技術解決方案是這樣實現的—種穿梭式鎂合金半固態成形裝置，包括壓鑄機和感應加熱裝置，所述感應加熱 裝置包括多個加熱室，其特征在于所述的單個加熱室內徑與壓鑄機壓室內徑及壓射活塞外徑逐一匹配，并在所述的 壓鑄機壓室、每個加熱室和壓射活塞套上分別設有定位裝置；在壓射狀態下，加熱室之一恰與壓鑄機壓室在其壓射位置配合連接，并與壓射活塞同軸。所述的感應加熱裝置兩側設有密封保溫擋板，所述擋板相對基座固定不動，其上 對應壓射位置和加熱室分別開設壓射口和進料口，所述進料口兼作除渣口。所述的多個加熱室功率獨立可調。所述的加熱室上方聯接視頻、觸變性及溫度檢測裝置，以便綜合、直觀、精確、有效 地在線控制成型能力。所述感應加熱裝置可以為平移穿梭式感應加熱裝置，多個加熱室并列排成一排， 可往復運動，運動周期與壓鑄機生產節拍同步。所述感應加熱裝置也可以為滾動穿梭式感應加熱裝置，多個加熱室排成一個曲 面，加熱室沿曲面往復運動，運動周期與壓鑄機生產節拍同步。利用上述穿梭式鎂合金半固態成形裝置進行半固態成形的工藝，其步驟如下a)啟動感應加熱裝置，將常溫或預熱合金坯料由進料口放入感應加熱裝置的加熱 室中，所述感應加熱裝置按節拍自動移動，則由進料口依次向每個加熱室中分別放入合金 坯料；b)各個加熱室中的合金坯料依次升溫至半固態區間；c)到達半固態區間的加熱室順次移動至壓鑄機的壓射位置處進行壓鑄成形；d)每次壓射完成，所述壓射位置的加熱室自動移動至進料口處，再繼續放入合金 坯料。所述的工藝過程通過視頻、觸變性及溫度檢測裝置進行實時控制。所述的半固態成形工藝，合金坯料加熱至半固態即可進行壓鑄，省去保溫輸送過 程，簡化工藝，避免氧化，減少熱量損失，提高壓鑄件質量。與現有技術相比，本實用新型具有以下顯著的優點1、所述穿梭式鎂合金半固態成形裝置，采用多級快速加熱技術，鑄件溫度分布均 勻，可縮短生產周期，減小熱損失和坯件表面氧化，提高生產效率。多級加熱溫度比常規壓 鑄溫度低100°C以上，表面無液體，無氣體(有害)保護，整個生產過程無污染(無塵、無煙、 無毒、無味)，節能環保。2、所述穿梭式感應加熱裝置，無論平移式，亦或滾動式，均省去保溫輸送過程，簡 化裝置，節省能源，減少熱量損失，提高生產效率，保證產品質量及穩定性。3、視頻、觸變性及溫度檢測裝置可綜合、直觀、精確、有效地在線控制成型能力。總之，本實用新型具有工藝簡單，參數易于控制，成品率高的特點，可廣泛應用于 工業生產中。

[0026]圖1為感應加熱裝置俯視圖；[0027]圖2為感應加熱裝置剖面圖；[0028]圖3為感應加熱裝置前擋板；[0029]圖4為感應加熱裝置后擋板；[0030]圖5為感應加熱裝置加熱室；[0031]圖6為感應加熱裝置與壓鑄機位置圖。圖中，[0032]1.感應加熱裝置 11.加熱室2.壓鑄機21.壓室22.壓射活塞31.進料 口 32.壓射口 33.進氣口 34.視頻監測口 35.溫度檢測口 36.觸變性檢測口
具體實施方式
實施例1所述穿梭式鎂合金半固態成形裝置，包括壓鑄機和感應加熱裝置，所述感應加熱 裝置包括多個加熱室；所述的單個加熱室內徑與壓鑄機壓室內徑及壓射活塞外徑逐一匹 配，并在所述的壓鑄機壓室、每個加熱室和壓射活塞套上分別設有定位裝置；在壓射狀態 下，加熱室之一恰與壓鑄機壓室在其壓射位置配合連接，并與壓射活塞同軸，如圖6所示。所述的感應加熱裝置兩側設有密封保溫擋板，包括前擋板和后擋板，分別如圖3 和圖4所示，所述擋板相對基座固定不動，對應壓射位置和加熱室分別開設壓射口和進料 口，所述進料口兼作除渣口，另外，前擋板上還設有視頻監視口 ；后擋板上開設有進氣口。所述的多個加熱室，如圖2所示，其功率獨立可調。所述的加熱室上方聯接視頻、觸變性及溫度檢測裝置，如圖5所示，以便綜合、直 觀、精確、有效地在線控制成型能力。所述感應加熱裝置為平移穿梭式感應加熱裝置，如圖1所示，多個加熱室并列排 成一排，可往復運動，運動周期與壓鑄機生產節拍同步。在感應加熱裝置加熱室初始位置，如圖2所示，加熱室a與圖3所示的進料口重
口 O工藝參數如下，采用定頻加熱各加熱室功率始終保持不變均為21kw ；直流電流65A ；直流電壓250V ；中頻電 壓360V ；中頻頻率2650HZ ；合金棒料初始溫度450°C。具體工藝步驟如下將AZ91D鎂合金棒料由圖3所示的進料口放入感應加熱室a中；按生產節拍 (48s)，加熱室左移一個工位，此時圖2所示的加熱室b與圖3所示的進料口重合，仍由進料 口加入AZ91D鎂合金棒料至加熱室b中；按生產節拍(48s)，加熱室再左移一個工位，此時 圖2所示的加熱室c與圖3所示的進料口重合，由進料口加入AZ91D鎂合金棒料至加熱室 c中；依此類推，按生產節拍(48s)，將AZ91D鎂合金棒料依次加入至加熱室d、e中；此時， 加熱室自動移動至最右端，使加熱室a與圖3所示的壓射口重合(計為一個工位)，進行壓 射成形；加熱室再向左移動一個工位，回到初始位置。實施例2所用穿梭式鎂合金半固態成形裝置同實施例1，感應加熱裝置加熱室初始位置 圖2所示的加熱室a與圖3所示的進料口重合。工藝參數如下，與實施例1不同，采用變頻加熱以圖2所示加熱室a為例初始功率30kw，加熱室移動一個工位功率自動減小 5kw，壓射后該加熱室功率自動回到30kw，合金棒料初始溫度450°C。具體工藝步驟如下將AZ91D鎂合金棒料由圖3所示的進料口放入感應加熱室a中；按生產節拍 (52s)，加熱室左移一個工位，此時圖2所示的加熱室b與圖3所示的進料口重合，由進料口將AZ91D鎂合金棒料加入至加熱室b中；按生產節拍(52s)，加熱室再左移一個工位，此時 圖2所示的加熱室c與圖3所示的進料口重合，由進料口將AZ91D鎂合金棒料加入至加熱室 c中；依此類推，按生產節拍(52s)，將AZ91D鎂合金棒料加入依次至加熱室d、e中；此時， 加熱室自動移動至最右端，使加熱室a與圖3所示的壓射口重合(計為一個工位)，壓鑄成 形；加熱室再向左移動一個工位，回到初始位置。 以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護范圍并不 局限于此，比如，用于管道上的閥門等管件上及非管道上亦屬保護之列。任何熟悉本技術領 域的技術人員在本實用新型披露的技術范圍內，根據本實用新型的技術方案及其實用新型 構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求一種穿梭式鎂合金半固態成形裝置，包括壓鑄機和感應加熱裝置，所述感應加熱裝置包括多個加熱室，其特征在于所述的單個加熱室內徑與壓鑄機壓室內徑及壓射活塞外徑逐一匹配，并在所述的壓鑄機壓室、每個加熱室和壓射活塞套上分別設有定位裝置；在壓射狀態下，加熱室之一恰與壓鑄機壓室在其壓射位置配合連接，并與壓射活塞同軸。
2.根據權利要求1所述的穿梭式鎂合金半固態成形裝置，其特征在于所述的感應加 熱裝置兩側設有密封保溫擋板，所述擋板相對基座固定不動，其上對應壓射位置和加熱室 分別開設壓射口和進料口，所述進料口兼作除渣口。
3.根據權利要求2所述的穿梭式鎂合金半固態成形裝置，其特征在于所述的多個加 熱室功率獨立可調。
4.根據權利要求3所述的穿梭式鎂合金半固態成形裝置，其特征在于所述的加熱室 上方聯接視頻、觸變性及溫度檢測裝置。
5.根據權利要求1 4所述的任一穿梭式鎂合金半固態成形裝置，其特征在于所述 感應加熱裝置為平移穿梭式感應加熱裝置，多個加熱室并列排成一排，可往復運動，運動周 期與壓鑄機生產節拍同步。
6.根據權利要求1 4所述的任一穿梭式鎂合金半固態成形裝置，其特征在于所述 感應加熱裝置為滾動穿梭式感應加熱裝置，多個加熱室排成一個曲面，加熱室沿曲面往復 運動，運動周期與壓鑄機生產節拍同步。
專利摘要本實用新型涉及一種穿梭式鎂合金半固態成形裝置，包括壓鑄機和感應加熱裝置，所述的感應加熱裝置包括多個加熱室，在壓射狀態下，加熱室之一恰與壓鑄機壓室在其壓射位置配合連接，并與壓射活塞同軸。加熱室兩側設有密封保溫擋板，擋板固定不動，并在其上開設壓射口和進料口。各加熱室功率均獨立可調。本實用新型優點是省去保溫輸送過程，簡化裝置，工藝簡單，節省能源，減少熱量損失，且不易氧化，提高生產效率，保證產品質量及穩定性。視頻、觸變性及溫度檢測裝置可綜合、直觀、精確、有效地在線控制成型能力。
文檔編號B22D21/04GK201693150SQ201020142680
公開日2011年1月5日 申請日期2010年3月22日 優先權日2010年3月22日
發明者劉趙銘, 張英波, 權高峰, 王恒鰲, 耶西武, 艾秀蘭 申請人:大連交通大學