一種用于高熔點(diǎn)金屬包覆陶瓷碎片材料的壓鑄裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種壓鑄裝置，具體的說是涉及一種用于高熔點(diǎn)金屬包覆陶瓷碎片材料的壓鑄裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的金屬成形主要分為兩類:一類是金屬的液態(tài)成形，如鑄造、液態(tài)模鍛、液態(tài)車L制、連鑄等；另一類是金屬的固態(tài)成形，如乳制、拉拔、擠壓、鍛造、沖壓等。在20世紀(jì)70年代美國麻省理工學(xué)院的Flemimgs教授等提出了一種金屬成形的新方法，即半固態(tài)加工技術(shù)。金屬半固態(tài)加工就是在金屬凝固過程中，對其施以劇烈的攪拌作用，充分破碎樹枝狀的初生固相，得到一種液態(tài)金屬母液中均勻地懸浮著一定球狀初生固相的固-液混合漿料(固相組分一般為50%左右)，即流變漿料，利用這種流變漿料直接進(jìn)行成形加工的方法稱之為半固態(tài)金屬的流變成形(rheoforming);如果將流變楽料凝固成錠，接需要將此金屬錠切成一定大小，然后重新加熱(即坯料的二次加熱)至金屬的半固態(tài)溫度區(qū)，這時的金屬錠一般稱為半固態(tài)金屬坯料。利用金屬的半固態(tài)坯料進(jìn)行成形加工，這種方法稱之為觸變成形(thixoforming)。半固態(tài)金屬的上述兩種成形方法合稱為金屬的半固態(tài)成形或半固態(tài)加工(sem1-solid forming or processing of metals),目前在國際上，通常將半固態(tài)加工簡稱為 SSM(semi_solid metallurgy)。
[0003]就金屬材料而言，半固態(tài)是其從液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)變或從固態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)變的中間階段，特別對于結(jié)晶溫度區(qū)間寬的合金，半固態(tài)階段較長。金屬材料在液態(tài)、固態(tài)和半固態(tài)三個階段均呈現(xiàn)出明顯不同的物理特性，利用這些特性，產(chǎn)生了凝固加工、塑性加工和半固態(tài)加工等多種金屬熱加工成形方法。
[0004]凝固加工利用液態(tài)金屬的良好流動性，以完成成形過程中的充填、補(bǔ)縮直至凝固結(jié)束。其發(fā)展趨勢是采用機(jī)械壓力替代重力充填，從而改善成形件內(nèi)部質(zhì)量和尺寸精度.但從凝固機(jī)理角度看，凝固加工要想完全消除成形件內(nèi)部缺陷是極其困難的，甚至是不可能的。
[0005]塑性加工利用固態(tài)金屬在高溫下呈現(xiàn)的良好塑性流動性，以完成成形過程中的形變和組織轉(zhuǎn)變。與凝固加工相比，采用塑性加工成形的產(chǎn)品質(zhì)量明顯好，但由于固態(tài)金屬變形抗力高，所需變形力大，設(shè)備也很龐大，因此要消耗大量能源，對于復(fù)雜零件往往需要多道成形工序才能完成。因此，塑性加工的發(fā)展方向是降低加工能耗和成本、減小變形阻力、提高成形件尺寸精度和表面與內(nèi)部質(zhì)量。由此出現(xiàn)了精密模鍛、等溫鍛造和超塑性加工等現(xiàn)代塑性加工方法。
[0006]半固態(tài)加工是利用金屬從液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)變或從固態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)變(即液固共存)過程中所具有的特性進(jìn)行成形的方法。這一新的成形加工方法綜合了凝固加工和塑性加工的長處。即加工溫度比液態(tài)低、變形抗力比固態(tài)小，可一次大變形量加工成形形狀復(fù)雜且精度和性能質(zhì)量要求較高的零件。所以，國外有的專家將半固態(tài)加工稱為21世紀(jì)最有前途的材料成形加工方法。
[0007]近幾年，我國的研究者在國家自然科學(xué)基金、國家“863”、“973”等計(jì)劃的支持下，已經(jīng)在鋁合金半固態(tài)加工技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用方面具備了較好的基礎(chǔ)。對鋁合金半固態(tài)加工的基本關(guān)鍵技術(shù)，包括半固態(tài)材料制備技術(shù)、二次加熱技術(shù)和半固態(tài)壓鑄技術(shù)等方面，具備了向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化的技術(shù)基礎(chǔ)。北京科技大學(xué)和中科院金屬所等單位合作在國家自然科學(xué)基金的支持下開展了鋼鐵材料半固態(tài)直接成形基礎(chǔ)研究，在鑄鐵、彈貪鋼、不鎊鋼和尚碳鋼等尚熔點(diǎn)材料的半固態(tài)坯料制備、半固態(tài)噴鑄成形和直接乳制等方面進(jìn)行了較深入研究，并取得了階段性成果。北京有色金屬研究總院在國家“863”計(jì)劃和院科研基金的支持下對鋁合金半固態(tài)加工技術(shù)的研究和應(yīng)用上取得了很大進(jìn)展，通過與東風(fēng)汽車公司合作，采用半固態(tài)壓鑄技術(shù)在生產(chǎn)現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)了汽車空壓機(jī)連桿和空調(diào)器渦輪兩種汽車零件的批量生產(chǎn)。
[0008]然而到目前為止，還沒有高熔點(diǎn)金屬包覆陶瓷碎片的裝置報道。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009]本實(shí)用新型的目的是提供一種用于高熔點(diǎn)金屬包覆陶瓷碎片材料的壓鑄裝置，使用這種裝置制備的金屬包覆陶瓷材料，既區(qū)別于包覆陶瓷的金屬性能，又不同于陶瓷的性能，既具有金屬的延展性、導(dǎo)電性、可加工性等，又具備陶瓷的高硬度、耐磨性、高強(qiáng)度等?？梢詮V泛用于航母甲板、耐磨平臺、高強(qiáng)度平臺、耐磨固件等。
[0010]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種用于高熔點(diǎn)金屬包覆陶瓷碎片材料的壓鑄裝置，包括用于盛放金屬液的成型模具槽、對成型模具槽預(yù)熱的預(yù)熱機(jī)構(gòu)以及設(shè)置在成型模具槽上方并可上下移動的重力壓頭，重力壓頭上連接有振動機(jī)構(gòu)和用于帶動重力壓頭上下移動的升降缸，成型模具槽的上沿設(shè)有一向外延伸的軌道，在預(yù)熱機(jī)構(gòu)的下方設(shè)有一個可在軌道上滑移的移動輪，以使得對成型模具槽預(yù)熱完成后，預(yù)熱機(jī)構(gòu)沿著軌道移出成型模具槽上方的預(yù)熱位置，重力壓頭在升降缸的作用下下移至該預(yù)熱位置對金屬液壓鑄成型。
[0011]所述成型模具槽為方形、圓柱形或者不規(guī)則形狀中的一種。
[0012]所述預(yù)熱機(jī)構(gòu)采用電阻式加熱，其上設(shè)有用于對金屬液加熱的加熱元件，且該加熱元件為電爐絲、硅碳棒或硅鉬棒中的一種。
[0013]所述預(yù)熱機(jī)構(gòu)通過牽引繩連接有牽引機(jī)構(gòu)，并通過牽引機(jī)構(gòu)的作用在軌道上往復(fù)移動。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果:
[0015]1、本裝置制備的金屬包覆陶瓷材料，既區(qū)別于包覆陶瓷的金屬性能，又不同于陶瓷的性能，既具有金屬的延展性、導(dǎo)電性、可加工性等，又具備陶瓷的高硬度、耐磨性、高強(qiáng)度等?？梢詮V泛用于航母甲板、耐磨平臺、高強(qiáng)度平臺、耐磨固件等。
[0016]2、本裝置自動化程度高，操作簡單，即使非熟練人員也可以很容易的控制。
[0017]3、本裝置設(shè)有重力壓頭，可靠自身重力將金屬包覆陶瓷材料抹平，有效節(jié)約生產(chǎn)成本。
[0018]4、本裝置在壓鑄前，重力壓頭和預(yù)熱機(jī)構(gòu)均設(shè)置在成型模具槽上方，實(shí)現(xiàn)了高的空間利用率。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本實(shí)用新型工作狀態(tài)圖；
[0021 ] 圖中標(biāo)記:1、振動機(jī)構(gòu)，2、升降缸，3、牽引繩，4、成型模具槽，5、預(yù)熱機(jī)構(gòu)，6、重力壓頭，7、牽引機(jī)構(gòu)，8、軌道，9、移動輪，10、加熱元件，11、殼體，12、坩禍，13、加熱機(jī)構(gòu)，14、攪拌器，15、流水口。
【具體實(shí)施方式】
[0022]如圖1所示，一種用于高熔點(diǎn)金屬包覆陶瓷碎片材料的壓鑄裝置，包括用于盛放金屬液的成型模具槽4、對成型模具槽4加熱的預(yù)熱機(jī)構(gòu)5以及設(shè)置在成型模具槽4上方并可上下移動的重力壓頭6，重力壓頭6上連接有振動機(jī)構(gòu)I和用于帶動重力壓頭6上下移動的升降缸2，成型模具槽4的上沿設(shè)有一向外延伸的軌道8，在預(yù)熱機(jī)構(gòu)5的下方設(shè)有一個可在軌道8上滑移的移動輪9，以使得對成型模具槽4預(yù)熱完成后，預(yù)熱機(jī)構(gòu)5沿著軌道8移出成型模具槽4上方的預(yù)熱位置，重力壓頭6在升降缸2的作用下下移至該預(yù)熱位置對金屬液壓鑄成型。
[0023]進(jìn)一步，所述成型模具槽4為方形、圓柱形或者不規(guī)則形狀中的一種，所述預(yù)熱機(jī)構(gòu)5采用電阻式加熱，其上設(shè)有用于對成型模具槽4加熱的加熱元件10，且該加熱元件10為電爐絲、娃碳棒或娃鉬棒中的一種。
[0024]本實(shí)用新型中所述預(yù)熱機(jī)構(gòu)5通過牽引繩3連接有牽引機(jī)構(gòu)7，并通過牽引機(jī)構(gòu)7的作用在軌道8上往復(fù)移動。
[0025]如圖2所示，金屬液在壓鑄前需要融化金屬處理，該融化金屬部分包括用于融化金屬的坩禍12、對金屬加熱的加熱機(jī)構(gòu)13、用于攪拌金屬液的攪拌器14和傾斜設(shè)置在坩禍上沿的流水口 15，其中加熱機(jī)構(gòu)13可采用感應(yīng)式加熱或電阻式加熱，。
[0026]更進(jìn)一步，本實(shí)用新型中的融化金屬部分和材料壓鑄部分可以放置在空氣中運(yùn)行，也可以將融化金屬部分和材料壓鑄部分整體設(shè)置在一個密閉殼體11，該密閉殼體11充滿氮?dú)饣蛘叨栊詺怏w，也可以對密閉殼體11行抽真空處理。
[0027]本實(shí)用新型的工作原理:在壓鑄前，固態(tài)金屬放入坩禍中通過加熱機(jī)構(gòu)進(jìn)行加熱，加熱到一定溫度后，固態(tài)金屬熔融成液態(tài)金屬，將陶瓷碎片添加到液態(tài)金屬中，經(jīng)攪拌器攪拌待用；然后把帶移動輪的預(yù)熱機(jī)構(gòu)移動到成型模具槽的上部，對成型模具槽進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱完成后，預(yù)熱機(jī)構(gòu)沿軌道移動到備用位置；將坩禍中經(jīng)過攪拌的陶瓷碎片均勻分散的液態(tài)金屬液通過流水口，傾倒到成型模具槽中，液態(tài)金屬會自然冷卻，冷卻到即將成為半凝固狀態(tài)前，帶振動的重力壓頭下降，靠自身重力把半凝固狀態(tài)的金屬包覆陶瓷碎片材料壓平完成壓鑄。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于高熔點(diǎn)金屬包覆陶瓷碎片材料的壓鑄裝置，其特征在于:包括用于盛放金屬液的成型模具槽(4)、對成型模具槽(4)預(yù)熱的預(yù)熱機(jī)構(gòu)(5)以及設(shè)置在成型模具槽(4)上方并可上下移動的重力壓頭(6)，重力壓頭(6)上連接有振動機(jī)構(gòu)(I)和用于帶動重力壓頭(6)上下移動的升降缸(2)，成型模具槽(4)的上沿設(shè)有一向外延伸的軌道(8)，在預(yù)熱機(jī)構(gòu)(5)的下方設(shè)有一個可在軌道(8)上滑移的移動輪(9)，以使得對成型模具槽(4)預(yù)熱完成后，預(yù)熱機(jī)構(gòu)(5)沿著軌道(8)移出成型模具槽(4)上方的預(yù)熱位置，重力壓頭(6)在升降缸(2)的作用下下移至該預(yù)熱位置對金屬液壓鑄成型。2.如權(quán)利要求1所述的一種用于高熔點(diǎn)金屬包覆陶瓷碎片材料的壓鑄裝置，其特征在于:所述成型模具槽(4)為方形、圓柱形或者不規(guī)則形狀中的一種。3.如權(quán)利要求1所述的一種用于高熔點(diǎn)金屬包覆陶瓷碎片材料的壓鑄裝置，其特征在于:所述預(yù)熱機(jī)構(gòu)(5)采用電阻式加熱，其上設(shè)有用于對成型模具槽(4)加熱的加熱元件(10)，且該加熱元件(10)為電爐絲、硅碳棒或硅鉬棒中的一種。4.如權(quán)利要求1所述的一種用于高熔點(diǎn)金屬包覆陶瓷碎片材料的壓鑄裝置，其特征在于:所述預(yù)熱機(jī)構(gòu)(5)通過牽引繩(3)連接有牽引機(jī)構(gòu)(7)并通過牽引機(jī)構(gòu)(7)作用在軌道(8)上往復(fù)移動。
【專利摘要】一種用于高熔點(diǎn)金屬包覆陶瓷碎片材料的壓鑄裝置，包括用于盛放金屬液的成型模具槽、對成型模具槽預(yù)熱的預(yù)熱機(jī)構(gòu)以及設(shè)置在成型模具槽上方并可上下移動的重力壓頭，重力壓頭上連接有振動機(jī)構(gòu)和用于帶動重力壓頭上下移動的升降缸，成型模具槽的上沿設(shè)有一向外延伸的軌道，在預(yù)熱機(jī)構(gòu)的下方設(shè)有一個可在軌道上滑移的移動輪，以使得對成型模具槽預(yù)熱完成后，預(yù)熱機(jī)構(gòu)沿著軌道移出成型模具槽上方的預(yù)熱位置，重力壓頭在升降缸的作用下下移至該預(yù)熱位置對金屬液壓鑄成型；本實(shí)用新型自動化程度高，操作簡單，即使非熟練人員也可以很容易的控制。
【IPC分類】B22D18/02, B22D19/14
【公開號】CN204747461
【申請?zhí)枴緾N201520470214
【發(fā)明人】周森安, 李振杰, 郭進(jìn)武, 楊雪敏
【申請人】洛陽西格馬爐業(yè)股份有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年7月3日