本實(shí)用新型涉及金屬壓鑄成型，具體涉及金屬壓鑄成型設(shè)備及金屬壓鑄成型方法。

背景技術(shù)：

金屬壓鑄成型越來(lái)越多的采用真空環(huán)境下壓鑄成型，尤其是非晶金屬壓鑄成型，必須在真空環(huán)境下才能壓鑄成型，并且還可以根據(jù)工藝選擇加裝惰性氣體充氣接口，在抽真空后沖入適當(dāng)?shù)某涠栊詺怏w，防止金屬溶液氧化或變質(zhì)。目前常規(guī)的真空壓鑄成型，在金屬壓鑄成型設(shè)備開(kāi)模前，必須把真空室破真空，才能開(kāi)模取產(chǎn)品，產(chǎn)品取下合模后，需要重新把真空室的真空度抽到要求的范圍下才能開(kāi)始下一次的壓鑄成型。

以上方法整個(gè)破真空、抽真空耗費(fèi)時(shí)間很長(zhǎng)，而且耗能。在破真空時(shí)會(huì)對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生噪音影響，在抽真空時(shí)會(huì)產(chǎn)生煙霧，污染周圍環(huán)境。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種實(shí)現(xiàn)不破真空情況下連續(xù)壓鑄成型的金屬壓鑄成型設(shè)備及金屬壓鑄成型方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種金屬壓鑄成型設(shè)備，所述金屬壓鑄成型設(shè)備包括真空熔煉裝置、加料裝置、壓射裝置以及模具裝置，其中所述真空熔煉裝置設(shè)有真空室和加熱容器，所述加熱容器位于所述真空室內(nèi)并用于熔化來(lái)自所述加料裝置的物料，所述加料裝置安裝于所述真空室的加料口上；所述壓射裝置包括驅(qū)動(dòng)器、壓射桿和壓射頭，其中所述壓射桿的一端與所述驅(qū)動(dòng)器連接，所述壓射桿的另一端與所述壓射頭連接；以及所述模具裝置包括定模板、定模以及動(dòng)模，其中，所述定模板內(nèi)設(shè)有料筒，所述料筒上設(shè)有入料口且所述料筒的中部設(shè)有壓射通道，所述定模內(nèi)設(shè)有澆口套，以及所述壓射 通道與所述澆口套連通，其中所述加料裝置設(shè)置成在將物料添加至所述加熱容器時(shí)維持所述真空室的真空氛圍，且所述壓射頭設(shè)置成在所述模具裝置的開(kāi)模過(guò)程中和合模過(guò)程中均維持所述真空室的真空氛圍。

一實(shí)施例中，所述加料裝置包括加料倉(cāng)、倉(cāng)蓋以及隔斷機(jī)構(gòu)，其中所述倉(cāng)蓋密封連接于所述加料倉(cāng)頂部，所述隔斷機(jī)構(gòu)布置于所述加料倉(cāng)的底部開(kāi)口與所述真空室的加料口之間，并且所述隔斷機(jī)構(gòu)具有打開(kāi)狀態(tài)和關(guān)閉狀態(tài)，其中當(dāng)所述隔斷機(jī)構(gòu)處于打開(kāi)狀態(tài)時(shí)，所述加料倉(cāng)內(nèi)的物料穿過(guò)所述隔斷機(jī)構(gòu)進(jìn)入所述加熱容器，而當(dāng)所述隔斷機(jī)構(gòu)處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，所述隔斷機(jī)構(gòu)阻擋所述加料倉(cāng)內(nèi)的物料落入所述加熱容器并將所述真空室與所述加料倉(cāng)密封間隔開(kāi)。

一實(shí)施例中，所述隔斷機(jī)構(gòu)的出口連接于下料管，所述下料管的下段相對(duì)于豎直方向向下傾斜。

一實(shí)施例中，所述加料裝置或所述隔斷機(jī)構(gòu)設(shè)置成每次打開(kāi)所述隔斷機(jī)構(gòu)，使得預(yù)定數(shù)量的物料落入所述加熱容器。

一實(shí)施例中，所述隔斷機(jī)構(gòu)為閥門，其中所述閥門的入口與所述加料倉(cāng)的底部開(kāi)口密封連接，所述閥門的出口與所述真空室的加料口密封連接。

一實(shí)施例中，所述閥門是電磁閥。

一實(shí)施例中，所述壓射頭與所述料筒之間為間隙配合，以及所述壓射頭與所述澆口套之間為間隙配合。

一實(shí)施例中，所述定模板設(shè)有朝向所述真空室內(nèi)部開(kāi)口的凹腔，所述入料口位于所述凹腔內(nèi)。

本實(shí)用新型的金屬壓鑄成型設(shè)備通過(guò)設(shè)置加料裝置，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)加料且加料時(shí)不用破真空。另外，通過(guò)在開(kāi)模和合模過(guò)程中，將壓射頭停留在不同的位置，可以在開(kāi)模取產(chǎn)品和合模過(guò)程中，不影響真空室的真空度，實(shí)現(xiàn)連續(xù)的真空壓鑄。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例的金屬壓鑄成型設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1的金屬壓鑄成型設(shè)備的一部分的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是沿圖1的A-A線剖切的金屬成型設(shè)備的剖視圖，其中為清楚起 見(jiàn)，未示出部分結(jié)構(gòu)。

圖4是根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例的金屬壓鑄成型方法的控制流程圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，以便更清楚理解本實(shí)用新型的目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)理解的是，附圖所示的實(shí)施例并不是對(duì)本實(shí)用新型范圍的限制，而只是為了說(shuō)明本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)精神。

如圖1-3所述，金屬壓鑄成型設(shè)備10包括模具裝置1、壓射裝置2、真空熔煉裝置3、加料裝置4、抽真空裝置6以及控制裝置(圖未示)，其中真空熔煉裝置3和其他裝置的連接都采用真空密封，抽真空裝置3為模具裝置1、壓射裝置2以及可選地為加料裝置4抽真空。模具裝置1與真空熔煉裝置3密封連接。加料裝置4連接于真空熔煉裝置3，用于向真空熔煉裝置3內(nèi)的加熱容器添加金屬原材料。真空熔煉裝置3用于在真空環(huán)境下加熱金屬材料，尤其是非晶金屬材料。壓射裝置2的一部分位于真空熔煉裝置3的真空室內(nèi)，用于將熔化后的金屬材料壓射入模具裝置1。模具裝置1用于所壓鑄產(chǎn)品的成型。控制裝置用于控制整個(gè)金屬成型設(shè)備10的運(yùn)行?？刂蒲b置設(shè)置成與加料裝置和壓射裝置相配合，使得在將物料添加至加料裝置的加熱容器時(shí)維持真空裝置的真空室的真空氛圍，并使得在模具裝置的開(kāi)模過(guò)程中和合模過(guò)程中均維持真空室的真空氛圍。本申請(qǐng)的金屬壓射成型設(shè)備適于壓鑄金屬產(chǎn)品，尤其是非晶金屬產(chǎn)品。

真空熔煉裝置3設(shè)有真空室31和加熱容器32，加熱容器32位于真空室31內(nèi)并用于熔化來(lái)自加料裝置1的物料。這里，加熱容器32為坩堝。坩堝置于感應(yīng)線圈33內(nèi)，通過(guò)感應(yīng)加熱方式來(lái)熔化坩堝內(nèi)的金屬材料。在熔化完成后，加熱容器32能夠從一個(gè)位置移動(dòng)到另一個(gè)位置同時(shí)保溫。真空室31的外壁上設(shè)有加料口311和抽真空口312。加料口311與加料裝置4連接，物料經(jīng)由該加料口311進(jìn)入真空室31內(nèi)的加熱容器32中。抽真空口312與抽真空裝置連接，用于對(duì)真空室31抽真空。一優(yōu)選實(shí)施例中，真空室31的外壁上還設(shè)有保護(hù)氣體接口，用于向真空室及模具裝置提供保護(hù)氣體。保護(hù)氣體通常是惰性氣體。

加料裝置4加料裝置安裝于真空室的加料口31上。加料裝置4設(shè)置成在將物料添加至加熱容器32的同時(shí)維持真空室31的真空氛圍。加料裝置4包括加料倉(cāng)41、倉(cāng)蓋42以及隔斷機(jī)構(gòu)44，其中倉(cāng)蓋42密封連接于加料倉(cāng)的頂部，隔斷機(jī)構(gòu)44布置加料倉(cāng)41的底部開(kāi)口與真空室31的加料口311之間。隔斷機(jī)構(gòu)44具有打開(kāi)狀態(tài)和關(guān)閉狀態(tài)，其中當(dāng)隔斷機(jī)構(gòu)44處于打開(kāi)狀態(tài)時(shí)，加料倉(cāng)41內(nèi)的物料穿過(guò)隔斷機(jī)構(gòu)進(jìn)入加熱容器12，而當(dāng)隔斷機(jī)構(gòu)44處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，隔斷機(jī)構(gòu)44阻擋加料倉(cāng)41內(nèi)的物料落入加熱容器12并將真空室31與加料倉(cāng)41密封間隔開(kāi)。在倉(cāng)蓋42上還設(shè)有手柄43，撥動(dòng)手柄43時(shí)可開(kāi)啟倉(cāng)蓋42。

隔斷機(jī)構(gòu)44設(shè)置成每次被打開(kāi)時(shí)，預(yù)定數(shù)量的物料落入加熱容器32。應(yīng)理解的是，也可以通過(guò)對(duì)加料倉(cāng)的設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)當(dāng)打開(kāi)隔斷機(jī)構(gòu)44時(shí)，預(yù)定數(shù)量的物料落入加熱容器32。隔斷機(jī)構(gòu)44可由閥門構(gòu)成。閥門的入口與加料倉(cāng)的底部開(kāi)口密封連接，閥門的出口與真空室的加料口密封連接。一實(shí)施例中，閥門是電磁閥。

加料口311的底部還連接有下料管45。下料管45的下段相對(duì)于豎直方向向下傾斜，從而當(dāng)物料從加料口31掉落后，會(huì)首先落到傾斜的下段并降低速度，然后再落入加熱容器。由此，防止物料由于快速掉落在容器上而可能損壞容器。

如圖2-3所示，模具裝置1包括定模板11、定模12以及動(dòng)模(圖未示)，其中定模板11內(nèi)設(shè)有料筒14。料筒14貫穿定模板11。料筒14上設(shè)有入料口141且料筒14的中部設(shè)有壓射通道142。定模12內(nèi)設(shè)有澆口套15。壓射通道142與澆口套15連通，從而壓射頭(也稱為錘頭)可在由壓射通道142和澆口套15共同形成的通道內(nèi)移動(dòng)。定模板11還設(shè)有朝向真空室31內(nèi)部開(kāi)口的凹腔143。入料口141位于凹腔143內(nèi)。加熱容器32內(nèi)的金屬材料熔化完成后，加熱容器32可以移動(dòng)至凹腔143中在入料口141上方，然后再將熔化的金屬材料倒入入料口141。

壓射裝置2包括驅(qū)動(dòng)器21、壓射桿22和壓射頭23，其中壓射桿22的一端與驅(qū)動(dòng)器21連接，壓射桿22的另一端與壓射頭23連接。壓射頭23設(shè)置成在模具裝置1的開(kāi)模過(guò)程中和合模過(guò)程中均維持真空室31的真空氛圍。壓射 頭23與料筒14之間為間隙配合。壓射頭23與澆口套15之間為間隙配合。由此，可以在開(kāi)模和合模過(guò)程中，保持真空室的真空度。驅(qū)動(dòng)器21可以是任何可以驅(qū)動(dòng)壓射桿22往復(fù)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。一優(yōu)選實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器21為液壓缸。液壓缸的缸體安裝于真空室外壁上。液壓缸的活塞桿與壓射桿22的一端連接并至少部分位于真空室內(nèi)。

以下描述通過(guò)上述的金屬壓鑄成型來(lái)進(jìn)行金屬產(chǎn)品壓鑄成型，尤其是非晶金屬產(chǎn)品的壓鑄成型的方法。

如圖4所示，本申請(qǐng)的金屬成型方法包括以下幾個(gè)基本步驟：

步驟A：提供如上所述的金屬成型設(shè)備；

步驟B：合模并在合模完成之后使得所述壓射頭位于所述套筒內(nèi)并位于所述入料口與所述真空室之間；

步驟C：對(duì)所述真空室和所述模具裝置抽真空；

步驟D：將物料添加至所述加熱容器；

步驟E：在所述加熱容器中熔化所述物料；

步驟F：將熔化后的物料經(jīng)由所述入料口添加至所述料筒；

步驟G：壓射；

步驟H：產(chǎn)品冷卻后開(kāi)模同時(shí)使得所述壓射頭的一部分露出所述澆口套；

步驟I：取出產(chǎn)品并使得所述壓射頭位于所述套筒內(nèi)并在所述入料口與所述定模板(或外界環(huán)境)之間；以及

重復(fù)步驟B、步驟D、步驟E、步驟F、步驟G、步驟H和步驟I以進(jìn)行下一次壓鑄成型。

步驟B中，可通過(guò)將壓射頭退回到壓射初始位置，即圖3所示的壓射頭位置一來(lái)實(shí)現(xiàn)，此時(shí)壓射頭回錘到底。步驟C中，在第一次加料時(shí)，可以首先通過(guò)打開(kāi)加料裝置的倉(cāng)蓋，將物料放入加料倉(cāng)內(nèi)，然后蓋上倉(cāng)蓋，接著打開(kāi)隔斷機(jī)構(gòu)將物料添加至加熱容器來(lái)實(shí)現(xiàn)。在之后的加料過(guò)程中，只要加料倉(cāng)里還有足夠的物料，則不需要再打開(kāi)艙蓋來(lái)加入新的物料，而是僅僅打開(kāi)隔斷機(jī)構(gòu)將物料添加至加熱容器來(lái)實(shí)現(xiàn)。或者，在任意一次壓鑄成型的步驟G之后，在通過(guò)所述隔斷機(jī)構(gòu)密封所述真空室的加料口之后，均可以打開(kāi)所述倉(cāng)蓋并添加物料，然后再進(jìn)行下一次金屬壓鑄成型。另外，在第一次加料過(guò)程中，打開(kāi)隔 斷機(jī)構(gòu)將物料添加至加熱容器以及對(duì)真空室和模具裝置抽真空這兩個(gè)步驟的先后順序可以對(duì)調(diào)，即可以先加熱，再抽真空，也可以先抽真空，再加料。因此，應(yīng)理解的是，在某些情況下，尤其是第一次加料時(shí)，步驟C和步驟D的順序可以對(duì)調(diào)。本文的方法中，各步驟的序號(hào)并不旨在限制各步驟執(zhí)行的順序，而是為了描述方便。

在重復(fù)步驟B、步驟D、步驟E、步驟F、步驟G、步驟H和步驟I預(yù)定次數(shù)之后，當(dāng)加料倉(cāng)里的物料消耗完時(shí)，在通過(guò)隔斷機(jī)構(gòu)密封真空室的加料口之后，打開(kāi)倉(cāng)蓋并網(wǎng)加料倉(cāng)添加物料，然后對(duì)所述加料倉(cāng)抽真空，然后重復(fù)步驟B、步驟D、步驟E、步驟F、步驟G、步驟H和步驟I。

上述壓鑄成型方法中，還可對(duì)真空室和/或模具裝置進(jìn)行惰性氣體保護(hù)。惰性氣體保護(hù)可以在對(duì)真空室和模具裝置抽真空之后進(jìn)行。另外，在將物料添加至加熱容器之前，還可對(duì)加料裝置抽真空。步驟F俗稱為給湯。上述步驟F中，在將熔化后的物料經(jīng)由入料口添加至料筒之前，還可將加熱容器移動(dòng)至入料口上方，在加熱容器的移動(dòng)過(guò)程中，對(duì)熔化的物料進(jìn)行保溫。

上述壓射成型方法中，在步驟G和H中，通常在壓射之后進(jìn)行保壓，然后等待冷卻。

上述壓鑄成型方法中，在加料環(huán)節(jié)，改變?cè)械闹苯油蹮捠覂?nèi)的坩堝中給料，將熔煉室暴露在大氣環(huán)境下，使用間接加料方式。首先撥動(dòng)手柄，打開(kāi)加料蓋，將原料暫時(shí)存放在一個(gè)過(guò)渡加料倉(cāng)內(nèi)，真空室和加料倉(cāng)通過(guò)一個(gè)隔斷機(jī)構(gòu)隔離，加完料后，再關(guān)上加料蓋，使加料倉(cāng)構(gòu)成一個(gè)臨時(shí)的封閉小空間，該封閉小空間為大氣環(huán)境，可根據(jù)實(shí)際情況選擇是否對(duì)該封閉小空間單獨(dú)預(yù)抽真空。當(dāng)需要往坩堝中加料時(shí)，打開(kāi)隔斷機(jī)構(gòu)，原料通過(guò)帶防沖擊設(shè)計(jì)的下料管道進(jìn)入坩堝，加料完成后，再次關(guān)閉隔斷結(jié)構(gòu)，隔絕熔煉室和過(guò)渡加料倉(cāng)后，進(jìn)入后續(xù)熔煉、給湯、壓射、開(kāi)模頂出等生產(chǎn)流程。若加料倉(cāng)已經(jīng)過(guò)預(yù)抽真空，則完全對(duì)熔煉室環(huán)境無(wú)影響；若沒(méi)經(jīng)過(guò)預(yù)抽真空，由于給加料倉(cāng)體積較小，對(duì)熔煉室環(huán)境的影響較小。其中加料蓋和隔斷機(jī)構(gòu)的安裝連接都采用了真空密封，可以是各種開(kāi)關(guān)擋板或閥門機(jī)構(gòu)。

在開(kāi)模取產(chǎn)品環(huán)節(jié)，壓鑄設(shè)備在真空或氣氛保護(hù)環(huán)境下壓射完成后， 常規(guī)的動(dòng)作流程為破真空和開(kāi)模跟錘后，壓射頭再退回原點(diǎn)，在開(kāi)模跟錘和壓射頭回原點(diǎn)過(guò)程中，熔煉室都有可能暴露在大氣環(huán)境下。本申請(qǐng)的壓鑄成型方法通過(guò)上述各步驟，可實(shí)現(xiàn)開(kāi)模取產(chǎn)品過(guò)程中，不破壞熔煉室原有的真空或氣氛保護(hù)環(huán)境。壓射頭和料筒及澆口套為間隙很小緊配合。同樣在壓射完成后，開(kāi)模并跟錘到圖3所示的壓射頭位置三時(shí)，壓射頭不會(huì)完全露出模具澆口套，熔煉室暫時(shí)靠壓射頭和澆口套的密封，隔絕外界空氣；在取完產(chǎn)品準(zhǔn)備合模前，壓射頭會(huì)先退到位置二，即壓射頭位于套筒內(nèi)并在入料口與定模之間，熔煉室靠壓射頭和料筒的密封，隔絕外界空氣；合模到底后，壓射頭再退到位置1，等待再次給湯，即壓射頭位于套筒內(nèi)并位于入料口與真空室之間。整個(gè)開(kāi)合模過(guò)程中，熔煉室始終沒(méi)有直接接觸外界空氣，維持了原有的真空或氣氛保護(hù)環(huán)境。

以上已詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，但應(yīng)理解到，在閱讀了本實(shí)用新型的上述講授內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改。這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。