[发明专利]一种制造高品质半固态轻合金铸件的一体化流变成形方法

权利要求书

1.一种短流程制造高品质半固态轻合金铸件的一体化流变成形方法，其特征在于：采用专用装置进行加工，所述装置包括压射设备(1)、动模(2)、模具型腔(3)、定模(4)、坩埚电阻炉(5)、输送管道(6)、压室(7)、压室冲头(8)、底座(9)以及诱发晶粒发生器(10)；

其中，输送管道(6)用于连接坩埚电阻炉(5)和压室(7)，压室(7)通过底座(9)进行固定；压室(7)内设有压室冲头(8)；压室(7)与模具型腔(3)之间设有诱发晶粒发生器(10)，所述诱发晶粒发生器(10)内部设有多条通道；模具型腔(3)位于动模(2)和定模(4)之间，压射设备(1)用于控制动模(2)的运动；

具体加工步骤为：

1)、轻合金熔体的制备：在坩埚电阻炉(5)中对轻合金熔体进行精炼、细化变质，并进行扒渣处理，最后将坩埚电阻炉(5)中的轻合金熔体温度控制在合金液相线以上15～45℃范围内；

2)、半固态轻合金浆料一步法在线连续制备：用具有一定压力的干燥空气或惰性保护气体使坩埚电阻炉(5)中的轻合金熔体沿着输送管道(6)自下而上流入压室(7)内，当达到一定量时，位于压室(7)内的液位传感器液位传感器向设备主机传递信号，设备主机立即控制压室冲头(8)推动轻合金熔体向上运动，轻合金熔体受到压室(7)壁及压室冲头(8)的激冷作用，熔体温度降低并形成固相率为1-5％的轻合金浆料；轻合金浆料在压室冲头(8)的推动作用下流经诱发晶粒发生器(10)，形成的轻合金半固态浆料；

3)、半固态轻合金浆料一步流变压射成形：形成的轻合金半固态浆料被压室冲头(8)压射充填入模具型腔(3)中，在压力下凝固结晶，一步获得致密、高品质的半固态轻合金铸件。

2.按照权利要求1所述一体化流变成形方法，其特征在于：制作所述诱发晶粒发生器(10)的材料与制造轻合金铸件的材料相同，诱发晶粒发生器(10)整体外形为带有2-10°拔模角度的圆柱，即诱发晶粒发生器(10)的上端头比下端头尺寸更大；且在圆柱的中心及沿着外圆周向均开设有不同尺寸的透孔通道，透孔通道的形状是锥孔或蛇形的通孔。

3.按照权利要求1所述一体化流变成形方法，其特征在于：所述输送管道(6)和压室(7)内温度可调，并采用数字化控制。

4.按照权利要求1所述一体化流变成形方法，其特征在于：所述坩埚电阻炉(5)为密闭的坩埚。

5.按照权利要求1所述一体化流变成形方法，其特征在于：所述压室冲头(8)下部设有压射推杆，压射推杆直径小于压室冲头(8)，且压射推杆上设有缺口；压室冲头(8)竖直设置，以保证立式给料。

6.按照权利要求1所述一体化流变成形方法，其特征在于：所述轻合金为铝、铝合金、镁或镁合金。

7.按照权利要求1所述一体化流变成形方法，其特征在于：步骤1)中，轻合金熔体的熔炼温度控制在合金液相线以上50～80℃范围内。

8.按照权利要求1所述一体化流变成形方法，其特征在于：步骤2)中，所述一定压力为0.01～0.05Mpa。

9.按照权利要求1所述一体化流变成形方法，其特征在于：步骤(2)中的诱发晶粒发生器(10)预热温度为70～90℃，步骤(3)中所用模具型腔(3)的预热温度为180～200℃。

10.一种权利要求1短流程制造高品质半固态轻合金铸件的一体化流变成形方法专用装置，其特征在于，所述装置包括压射设备(1)、动模(2)、模具型腔(3)、定模(4)、坩埚电阻炉(5)、输送管道(6)、压室(7)、压室冲头(8)、底座(9)以及诱发晶粒发生器(10)；

其中，输送管道(6)用于连接坩埚电阻炉(5)和压室(7)，压室(7)通过底座(9)进行固定；压室(7)内设有压室冲头(8)；压室(7)与模具型腔(3)之间设有诱发晶粒发生器(10)，所述诱发晶粒发生器(10)内部设有多条通道；模具型腔(3)位于动模(2)和定模(4)之间，压射设备(1)用于控制动模(2)的运动。