【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及模具，尤其是一种复合金属材料的半固态成型装置及方法。
技术介绍
1、随着金属材料加工技术的不断发展，多层复合金属材料逐渐被应用于产品的外部框架中，例如在3c行业中，为了使产品的外观件兼具轻量化、耐腐蚀以及高强度的要求，笔记本电脑边框、手机外框等零部件逐渐采用钛铝复合型材，这种复合金属材料通常是采用膜内镶嵌工艺加工成型，其是先将固态的钛合金置于模具型腔，然后向模具型腔内注入流体状态（例如半固态）的铝合金材料，铝合金材料在模具型腔内固化后与钛合金材料相结合，为了使两层金属材料在成型后具有较佳的附着力，通常需要在模具内部设置挤压机构，用以在成型过程中向两层金属材料相互结合的面施以挤压力，通过挤压增大金属表层的粘结特性，从而使两层金属材料之间具有较佳的附着力。
2、目前，应用于复合金属材料的成型模具内部设置的挤压机构均是在一个方向上对模具型腔内部的待成型工件施加挤压力，其施加的挤压力仅能较好的施加于两层金属材料的其中一个结合面，当两层金属材料具有两个以上结合面时，单一方向的挤压虽然能够增加其中一个结合面附着力，但挤压导致金属材料的表面产生不均匀的形变，尤其是在加热状态下挤压，金属材料表面的不均匀形变将会严重影响两层金属材料在另一个结合面处的附着力，极易在该另一个结合面处产生空隙、裂缝等缺陷。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的是提出一种复合金属材料的半固态成型装置及方法，其能够有效的增大复合金属中两层金属材料结合面处的附着力，避免其结合处出现空隙、裂缝。>
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、复合金属材料的半固态成型装置，包括下模、位于下模上方的上模、以及挤压机构；
4、上模与下模在合模时形成型腔、以及与型腔连通以用于将半固态的金属浆料导入型腔内部的流道，型腔内部形成用于容纳固态金属材料的第一空间、以及用于容纳半固态金属材料的第二空间，第一空间和第二空间具有相交的两个结合面；
5、下模上设置有倾斜延伸的导引槽，导引槽的延伸方向与高度方向之间的夹角为45°，该导引槽的顶部延伸至型腔的第二空间以形成开口；
6、挤压机构包括升降座、用于带动升降座相对于下模沿高度方向上下运动的驱动单元、以及挤压块，升降座上设置有顶推斜面，挤压块活动的穿接于导引槽内，其底部设置有抵顶于顶推斜面上的配合面，配合面与顶推斜面相配合以在升降座向上运动时使挤压块沿导引槽朝向靠近开口的方向运动，挤压块的顶部形成两个相交的挤压面，该两个挤压面用于在随着挤压块运动至型腔的开口处时同时对第二空间内的金属材料分别施加朝向两个结合面的挤压力。
7、优选的，挤压块与下模之间设置有弹性元件，该弹性元件用于始终对挤压块施加一弹性应力以使配合面始终贴靠于顶推斜面上。
8、优选的，升降座的侧面设置有倾斜延伸的导槽，导槽的底面形成顶推斜面，挤压块的底部嵌置在导槽内并被限定在导槽的两侧壁面之间。
9、优选的，下模包括下模板以及内嵌于下模板上的下模仁，上模包括上模板以及内嵌于上模板内的上模仁，下模仁上表面设置有向下凹陷的凹位，凹位包括外侧壁、内侧壁以及衔接于外侧壁底部和内侧壁底部之间的底壁，上模和下模在合模时由上模仁的底面与凹位的外侧壁、内侧壁以及底壁共同围成型腔，开口的一部分形成于内侧壁上、另一部分形成于底壁上，挤压块上的两个挤压面在运动至开口处时分别与内侧壁和底壁平齐。
10、优选的，下模仁的下表面设置有向上凹陷用于容纳升降座并使升降座能够在其内部上下活动的避让槽，导引槽由避让槽的顶面倾斜向上延伸至凹位的内侧壁和底壁衔接的位置处，挤压块位于导引槽外部的部分厚度大于挤压块位于导引槽内部的部分厚度。
11、优选的，凹位的一端与流道衔接并导通，下模仁上设置有由凹位的另一端向着下模仁的边缘延伸的溢流槽，溢流槽的深度由与凹位连通的一端向着另一端逐渐减小。
12、优选的，下模仁的上表面凸出于下模板的上表面以使上模和下模在合模时上模板和下模板间隙配合，溢流槽深度较小的一端延伸至下模仁的边缘与上模板和下模板之间的间隙连通以使溢流槽能够将型腔内的空气排出至上模和下模外部。
13、优选的，溢流槽的底面形成多个沿溢流槽的延伸方向排列的导流面，在溢流槽由与凹位衔接的一端向着远离凹位的方向上多个导流面的高度逐渐增大，相邻的两个导流面通过一沿高度方向延伸的挡壁衔接在一起。
14、优选的，该成型装置还包括补料机构，补料机构包括位于升降座下方并与升降座固定的升降板、固定连接在升降板上并延高度方向延伸的顶杆，下模仁上设置有一由溢流槽上高度最低的导流面向下延伸至下模仁底面的通孔，顶杆由下至上穿接在通孔内以随着升降座上下运动；溢流槽中高度最低的导流面处的宽度大于溢流槽其他部位的宽度以使通孔的直径大于凹位的宽度。
15、优选的，下模仁包括第一模仁以及第二模仁，第一模仁上设置有由其上表面贯穿至其下表面的通槽，第二模仁嵌置于通槽内并与第一模仁以可拆卸的方式固定连接，导引槽以及凹位由第二模仁的侧边缘与通槽的内壁围成。
16、优选的，下模上设置有沿型腔的延伸方向排列的多个导引槽，每一个导引槽内均嵌置有一个挤压块，多个导引槽的开口长度总和为d，型腔的长度为d2，其中d与d2的比值大于或者等于68%。
17、优选的，流道与型腔连通的位置底面形成一倾斜的引流面，引流面的顶部衔接于型腔的底部以使流道的深度由内向外逐渐增大，下模上设置有顶杆孔，顶杆孔由下模的底面向上延伸至引流面的底部；该成型装置还包括顶出机构，顶出机构包括顶模板、用于带动顶模板上下运动的驱动件、以及固定在顶模板上并向上延伸的顶料杆，顶料杆由下至上穿接于顶杆孔内并可随着顶模板向上运动伸入到流道内。
18、复合金属材料的半固态成型方法，采用上述成型装置，将固态金属材料置于型腔的第一空间，通过注射的方式将半固态金属材料注入型腔的第二空间，使半固态金属材料与固态金属材料形成相交的第一粘结面和第二粘结面，利用挤压块上两个相交的挤压面同时对半固态金属材料施以挤压力，挤压块对半固态金属材料进行挤压时，挤压块上的两个挤压面分别朝向第一粘结面和第二粘结面，在利用挤压块对半固态金属进行挤压过程中，持续对上模和下模加热。
19、本专利技术通过升降座推动倾斜设置的挤压块向上运动，挤压块上两个相交的挤压面能够同时对型腔内的金属材料施以两个方向的挤压力，两个方向挤压力正对两种金属材料相交的两个粘结面，使金属材料在与粘结面垂直或大致垂直的方向上受挤压产生充分的形变，消除了两金属材料之间的间隙，防止其二者之间出现空隙、裂缝，从而增大两金属材料的附着力。由于挤压块所施加的挤压力分别朝向两个粘结面，防止两金属材料所受到的挤压力平行于两金属材料的粘结面或与粘结面之间角度过小，避免挤压过程中造成的两金属材料被剥离的情况发生，提高了复合金属材料成型的良品率。
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1.复合金属材料的半固态成型装置，其特征在于，包括下模、位于下模上方的上模、以及挤压机构；
2.如权利要求1所述的复合金属材料的半固态成型装置，其特征在于，挤压块与下模之间设置有弹性元件，该弹性元件用于始终对挤压块施加一弹性应力以使配合面始终贴靠于顶推斜面上。
3.如权利要求1所述的复合金属材料的半固态成型装置，其特征在于，升降座的侧面设置有倾斜延伸的导槽，导槽的底面形成顶推斜面，挤压块的底部嵌置在导槽内并被限定在导槽的两侧壁面之间。
4.如权利要求1-3任一项所述的复合金属材料的半固态成型装置，其特征在于，下模包括下模板以及内嵌于下模板上的下模仁，上模包括上模板以及内嵌于上模板内的上模仁，下模仁上表面设置有向下凹陷的凹位，凹位包括外侧壁、内侧壁以及衔接于外侧壁底部和内侧壁底部之间的底壁，上模和下模在合模时由上模仁的底面与凹位的外侧壁、内侧壁以及底壁共同围成型腔，开口的一部分形成于内侧壁上、另一部分形成于底壁上，挤压块上的两个挤压面在运动至开口处时分别与内侧壁和底壁平齐。
5.如权利要求4所述的复合金属材料的半固态成型装置，其特征在
6.如权利要求4所述的复合金属材料的半固态成型装置，其特征在于，凹位的一端与流道衔接并导通，下模仁上设置有由凹位的另一端向着下模仁的边缘延伸的溢流槽，溢流槽的深度由与凹位连通的一端向着另一端逐渐减小。
7.如权利要求6所述的复合金属材料的半固态成型装置，其特征在于，下模仁的上表面凸出于下模板的上表面以使上模和下模在合模时上模板和下模板间隙配合，溢流槽深度较小的一端延伸至下模仁的边缘与上模板和下模板之间的间隙连通以使溢流槽能够将型腔内的空气排出至上模和下模外部。
8.如权利要求6所述的复合金属材料的半固态成型装置，其特征在于，溢流槽的底面形成多个沿溢流槽的延伸方向排列的导流面，在溢流槽由与凹位衔接的一端向着远离凹位的方向上多个导流面的高度逐渐增大，相邻的两个导流面通过一沿高度方向延伸的挡壁衔接在一起。
9.如权利要求8所述的复合金属材料的半固态成型装置，其特征在于，该成型装置还包括补料机构，补料机构包括位于升降座下方并与升降座固定的升降板、固定连接在升降板上并延高度方向延伸的顶杆，下模仁上设置有一由溢流槽上高度最低的导流面向下延伸至下模仁底面的通孔，顶杆由下至上穿接在通孔内以随着升降座上下运动；溢流槽中高度最低的导流面处的宽度大于溢流槽其他部位的宽度以使通孔的直径大于凹位的宽度。
10.如权利要求4所述的复合金属材料的半固态成型装置，其特征在于，下模仁包括第一模仁以及第二模仁，第一模仁上设置有由其上表面贯穿至其下表面的通槽，第二模仁嵌置于通槽内并与第一模仁以可拆卸的方式固定连接，导引槽以及凹位由第二模仁的侧边缘与通槽的内壁围成。
11.如权利要求1所述的复合金属材料的半固态成型装置，其特征在于，下模上设置有沿型腔的延伸方向排列的多个导引槽，每一个导引槽内均嵌置有一个挤压块，多个导引槽的开口长度总和为D，型腔的长度为D2，其中D与D2的比值大于或者等于68%。
12.如权利要求1所述的复合金属材料的半固态成型装置，其特征在于，流道与型腔连通的位置底面形成一倾斜的引流面，引流面的顶部衔接于型腔的底部以使流道的深度由内向外逐渐增大，下模上设置有顶杆孔，顶杆孔由下模的底面向上延伸至引流面的底部；该成型装置还包括顶出机构，顶出机构包括顶模板、用于带动顶模板上下运动的驱动件、以及固定在顶模板上并向上延伸的顶料杆，顶料杆由下至上穿接于顶杆孔内并可随着顶模板向上运动伸入到流道内。
13.复合金属材料的半固态成型方法，其特征在于，采用权利要求1-12任一项所述的复合金属材料的半固态成型装置，将固态金属材料置于型腔的第一空间，通过注射的方式将半固态金属材料注入型腔的第二空间，使半固态金属材料与固态金属材料形成相交的第一粘结面和第二粘结面，利用挤压块上两个相交的挤压面同时对半固态金属材料施以挤压力，挤压块对半固态金属材料进行挤压时，挤压块上的两个挤压面分别朝向第一粘结面和第二粘结面，在利用挤压块对半固态金属进行挤压过程中，持续对上模和下模加热。
...【技术特征摘要】
1.复合金属材料的半固态成型装置，其特征在于，包括下模、位于下模上方的上模、以及挤压机构；
2.如权利要求1所述的复合金属材料的半固态成型装置，其特征在于，挤压块与下模之间设置有弹性元件，该弹性元件用于始终对挤压块施加一弹性应力以使配合面始终贴靠于顶推斜面上。
3.如权利要求1所述的复合金属材料的半固态成型装置，其特征在于，升降座的侧面设置有倾斜延伸的导槽，导槽的底面形成顶推斜面，挤压块的底部嵌置在导槽内并被限定在导槽的两侧壁面之间。
4.如权利要求1-3任一项所述的复合金属材料的半固态成型装置，其特征在于，下模包括下模板以及内嵌于下模板上的下模仁，上模包括上模板以及内嵌于上模板内的上模仁，下模仁上表面设置有向下凹陷的凹位，凹位包括外侧壁、内侧壁以及衔接于外侧壁底部和内侧壁底部之间的底壁，上模和下模在合模时由上模仁的底面与凹位的外侧壁、内侧壁以及底壁共同围成型腔，开口的一部分形成于内侧壁上、另一部分形成于底壁上，挤压块上的两个挤压面在运动至开口处时分别与内侧壁和底壁平齐。
5.如权利要求4所述的复合金属材料的半固态成型装置，其特征在于，下模仁的下表面设置有向上凹陷用于容纳升降座并使升降座能够在其内部上下活动的避让槽，导引槽由避让槽的顶面倾斜向上延伸至凹位的内侧壁和底壁衔接的位置处，挤压块位于导引槽外部的部分厚度大于挤压块位于导引槽内部的部分厚度。
6.如权利要求4所述的复合金属材料的半固态成型装置，其特征在于，凹位的一端与流道衔接并导通，下模仁上设置有由凹位的另一端向着下模仁的边缘延伸的溢流槽，溢流槽的深度由与凹位连通的一端向着另一端逐渐减小。
7.如权利要求6所述的复合金属材料的半固态成型装置，其特征在于，下模仁的上表面凸出于下模板的上表面以使上模和下模在合模时上模板和下模板间隙配合，溢流槽深度较小的一端延伸至下模仁的边缘与上模板和下模板之间的间隙连通以使溢流槽能够将型腔内的空气排出至上模和下模外部。
8.如权利要求6所述的复合金属材料的半固态成型装置，其特征在于，溢流槽的底面形成多个沿溢流槽的延伸方向排列的导流面，在溢流槽由与凹位衔接的一端向着远离凹位的方向上多个导流面...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐建兵，汪以祥，
申请(专利权)人：广州众山紧固件有限公司，
类型：发明
国别省市：
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