[发明专利]一种真空自重浇注高静压强浇压铸成形设备及其工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种真空自重浇注高静压强浇压铸成形设备及其工艺。

背景技术

在我国现有对铝及铝工件的成形，均采用浇注和压铸两种工艺，两种成形工艺的工件内部都不同程度地存在气孔。压铸时因为物料呈喷射状快速进入模具型腔内，来不及排放的气体和氧化铝，形成气孔和工件内部组织变化，导致压铸件机械性能存在缺陷。浇注时物料不形成喷射状但也会有气孔产生，浇注工件机械性能较好，但不容易形成好的工作表面，特别是一些形状特殊的工件不易成形。

目前，对于工件内部的气孔问题国内外均有在研讨，对于真空压铸国内外也有在研究和探讨。华中科技大学有学生的毕业论文讨论但未进入实用，其采用的是利用真空将物料吸入料筒然后压射。但真空吸力必须消耗平衡物料的自重，一旦处于平衡中就无法再吸料，还有物料如何输送和终止输送，这些技术问题都存在实施过程的困难。单一的压铸无法有效提高压铸件的机械性能，只是减少内部气孔的形成而已。

在日本、德国以及我国的武汉华中科技大学均有真空压铸机的相关报导，都是采用高温物料喷射压铸，不易实现较好的工件机械性能，主要有三种以下方法。

一是德国Vacural法，将熔铝炉通过升液管与压射室直接连接，只将熔液用抽真空方式吸入到压射室内，接着继续对型腔抽真空到预定值后再压射成形。但是这个过程必须要关闭进料口，不然料筒和炉液面的落差势能会减少型腔内的真空度。

二是德国MFT法，其分为4个步骤：①对料筒进行定量浇注物料，②压射室活塞对物料慢压射使压射室内的空气自然向型腔上方排放，继而快速抽真空，③当压射室活塞向前推进到给料占有压射室空间的1/3~1/2时，立即关闭抽真空实现快速压射，④压射完毕实现保压和留模冷却；该方法对于料筒的物料进给是采用定量机构加料式，或是采用人工定量器加料方法；步骤②是利用真空吸能罐吸能原理，当打开真空阀就实现快速操真空，同时在模具设计时采用大浇口使熔液快速进入型腔，此时的能量来源于两个方面：一是真空吸力，二是料筒活塞的推进力。

三是瑞士方达利真空压铸机，其工作原理和德国MFT法基本相同，都是采用料筒置于模具型腔下方，在模具的上方设置抽真空，先对料筒压射室定量给料然后慢压射抽真空，关闭真空阀后转入快压射。现有技术不论是普通压铸还是以上对比资料所列举的几种真空压铸方式，其工件的表面质量都是靠压铸机对模具型腔实施进料后期的快速压射冲击力以及压强来实现的。这种方法虽然有良好的工件表面质量，但由于快速压射造成物料是喷射状进料从而影响最终工件的成形结晶和机械性能。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种同时具有真空浇铸的优良机械性能和高压压铸的良好表面性能的真空自重浇注高静压强浇压铸成形设备及其工艺。

为了实现上述目的，本发明的技术方案一是：一种真空自重浇注高静压强浇压铸成形设备，包括熔铝炉、保温炉、料筒、料筒活塞、油缸、模具工装组合件、真空缓冲罐和真空泵，所述熔铝炉与保温炉相连接且连接管上设置有启闭阀，所述保温炉经输料管与料筒的下端侧部相连接，所述油缸设置于料筒上方并驱动料筒活塞在料筒内上下运行，所述料筒进料口位于料筒活塞运行行程之中，所述料筒位于模具工装组合件的上方，所述模具工装组合件内设置有与料筒出料口相连通的铝液浇注流道，所述铝液浇注流道与模具型腔相连通，所述模具型腔的内室和浇冒头经狭缝式抽真空通道与真空管道相连通，所述真空管道连接至真空缓冲罐，所述真空缓冲罐与真空泵相连接。

进一步的，所述保温炉内的上液面较模具型腔熔液接触面高。

进一步的，所述保温炉连接有空压机且连接管道上设置有进气阀门，所述保温炉设置有压力表、放气阀门和安全阀。

进一步的，所述输料管靠近料筒进料口的一段上设置有输料管加热器。

进一步的，所述油缸的横截面积较料筒的横截面积大。

进一步的，所述料筒的上端与料筒活塞杆相接触部位安装有密封件。

进一步的，所述料筒活塞杆上设置有向杆内通冷却水的冷却水进出管。

进一步的，所述狭缝式抽真空通道为扁平通道，其扁平口高度为0.15~0.25mm。

进一步的，所述熔铝炉的上方设置有物料预热区。

进一步的，所述模具工装组合件的下方设置有模具下行工作点和两个模具工件分离预热区。