流变成形设备制造技术

一种流变成形设备，包括：　　　　一第一套筒，该第一套筒的一端部与用于释放浆料的一出口形成为一体；　　　　一第二套筒，该用于容纳熔融金属的第二套筒的一个端部以一预定角与上述的第一套筒的另一个端部铰接连接；　　　　一搅拌部件，该搅拌部件用于将电磁场应用在上述的内装有熔融金属的第二套筒的一区域上；　　　　一柱塞，该柱塞被插入到上述的第二套筒的另一个端部以阻塞该容纳熔融金属的第二套筒的另一个端部和对浆料加压；和　　　　一成形部件，该成形部件连接到上述的第一套筒的出口上以利用浆料形成具有一预定形状的产品。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种流变成形设备，特别是涉及一种用于从半固态金属浆料来制造具有一预定形状的产品的流变成形设备，该产品具有细微的，均匀的，球状颗粒的结构。
技术介绍
流变成形是指通过成形或者锻造从具有一预定粘度的半固态金属浆料制造坯段或者最终产品的过程。半固态金属浆料包含处于与半固态状态相应的温度范围内并以合适的比例悬浮于液相中的球状固体颗粒。因此，由于它们的触变性能，即使是通过很小的力它们也能被变形，并且由于它们的高流动性，它们能像流体一样容易地被铸造。这种流变成形与触变成形紧密相关，因此该种流变成形也被表述为流变成形/触变成形。触变成形是指一种包括通过流变成形回到半熔融态浆料再加热制造的坯段和成形或者锻造该浆料以制造出最终产品的过程。这种流变成形/触变成形比利用熔融金属的一般成形过程，例如拉模铸造或者挤压成形更有优势。因为用于流变成形/触变成形的半固态或者半熔融态金属浆料是在低于熔融金属的温度下的流体，所以降低成形温度是可能的，因此确保延长所述模具的寿命。另外，当半固态或者半熔融态的金属浆料通过一汽缸被挤压时，不太可能产生扰动，因此在成形的时候只会混合很少的空气。所以，防止了最终产品中气穴的形成。此外，半固态或者半熔融态金属浆料的应用将导致在凝固的时候收缩量的减少，提高了工作效率，机械性能和耐腐蚀性以及可制造轻型产品。所以，这种半固态或者半熔融态地金属浆料被作为新的材料应用于汽车，飞机和电器，电子通讯设备的领域中。在传统的流变成形中，熔融金属在低于用于冷却的液线温度的温度时被搅拌，以将枝晶结构打碎为适合流变成形的球状颗粒，例如，通过机械搅拌，电磁搅拌，气泡沸腾，低频，高频，或者电磁波振动，电击搅拌，等等。例如，在美国第3,948,650号专利中揭示了一种用于制造液固混合物的方法和设备。在这个方法中，熔融金属当被冷却至凝固时，它们被剧烈地搅拌。在这个专利中揭示的半固态金属浆料制造设备利用一个搅拌器来引起具有一个预定粘度的固液混合物的流动以打碎枝晶结构或者使位于液固混合物中的破碎的枝晶结构分散。在这个方法中，在冷却的时候形成的枝晶结构被打碎并被用作球状颗粒的小核。但是，由于在冷却早期凝固潜热的生成，该方法引起了低的冷却率，制造时间增加，混合容器中不均匀的温度分布和不均匀的晶体结构的问题。应用在半固态金属浆料制造设备中的机械搅拌固有地导致混合容器中不均匀的温度分布。而且，因为该设备是在房间里工作，所以难以不断地实施后续过程。在美国第4,465,118号专利中揭示了一种用于制造半固态合金浆料的方法和设备。该设备包括一线圈式电磁场作用部件，一冷却集管和一模具，它们顺序地向内形成，其中熔融金属被不断地装入到容器中，并且冷却水通过冷却集管流动以冷却所述模具的外壁。在制造半固态合金浆料中，熔融金属通过所述模具的上部开口被注入并通过冷却集管被冷却，因此在该模具内产生了凝固区。当磁场通过电磁场作用部件被应用时，冷却打碎了在凝固区中形成的枝晶结构。最后，从浆料中形成了锭铁，然后通过设备的下端被提取。本方法和设备的基本的技术思想是通过应用振动到那里打碎凝固后产生的枝晶。但是，伴随着这个方法产生了很多的问题，例如，复杂的加工和不均匀的颗粒结构。在制造设备中，由于熔融金属被不断地供应以形成锭铁，所以难以控制金属锭铁的状态和全部的过程。而且，在应用电磁场之前，该模具利用水被冷却，所以在该模具的外围和核心区域之间存在很大的温度差。在本领域中其它类型的流变成形/触变成形将在下面进行描述。但是，所有的方法都是基于在枝晶形成之后再打碎它们以生成球状颗粒的小核的技术思想。因此，引起了如上面所述的问题。在美国第4,694,881号专利中揭示了一种用于制造触变性材料的方法。在这方法中，一种合金被加热至一温度，在该温度下所有合金中的金属成分都以液相存在，由此所生成的熔融金属被冷却至一个位于它们的液线温度和固线温度之间的温度上。然后，该熔融金属经受一足够打碎在冷却该熔融金属的时候形成的枝晶的剪切力，由此来制造该触变性材料。公开号为1999-33692号日本专利申请揭示了一种用于流变铸造制造金属浆料的方法。在这方法中，熔融金属在一温度处被供应到一个容器中，该温度是靠近它们的液线温度的温度或者是超过它们的液线温度50℃的温度。其次，当至少熔融金属的一部分达到低于该液线温度的温度时，也就是，至少该熔融金属的一部分开始在低于它们的液线温度处被冷却时，该熔融金属经受一力，例如，超声振动。最后，该熔融金属被慢慢地冷却成含有球状颗粒的金属浆料。这个方法也利用了一种物理力，例如超声振动，来打碎在凝固早期生成的枝晶。在这点上，如果铸造温度大于液线温度，则难以形成球状颗粒结构和快速冷却该熔融金属。而且，这方法导致一不均匀的表面和核心的结构。公开号为1998-128516号日本专利申请揭示了一种用于触变性金属的铸造方法。这方法包括将熔融金属装入到一容器中并用一浸入在该熔融金属中的振动杆振动熔融金属以直接地将振动力传送到该熔融金属上。在一半固态和半液态的含有小核的熔融合金在一低于它的液线温度的温度范围处形成之后，该熔融合金被冷却至一温度，在该温度处它具有一预定的液相率，然后它被保持30秒到60分钟以允许该小核生长，因此产生了触变性金属。但是，这方法提供的大约100μm的颗粒相对较大，花费的加工时间相当的长，并且不能在比预定尺寸大的容器中实施。美国第6,432,160号专利揭示了一种用于制造触变性金属浆料的方法。这方法包括同时控制冷却和对熔融金属的搅拌以形成触变性金属浆料。详细地，在将熔融金属装入到一混合容器中之后，一位于该混合容器周围的定子装置被操作以产生在该容器中足以快速地搅拌熔融金属的磁通势。其次，该熔融金属通过一设置在该混合容器周围上的保温水套被快速冷却以得到混合容器和熔融金属的精确的温度控制。在冷却的时候，该熔融金属在某种意义上被不断地搅拌，所以当该熔融金属的固相率低的时候，可以提供一高的搅拌率，当该固相率增加的时候，可以应用一较大的磁通势。上述大多数的传统的流变成形/触变成形的方法和设备都是在冷却的时候应用一剪切力来将枝晶打碎成球状颗粒。因为在至少该熔融金属的一部分被冷却至低于它的液线温度以下的温度之后而施加了一如振动的力，所以由于初始的凝固层的形成而产生了潜热。因此，有许多的缺点，例如降低了冷却率和增加了制造时间。另外，由于容器的内壁和中心之间有一不均匀的温度，所以难以形成细微的，均匀的球状金属颗粒。因此，如果装入到该容器中的熔融金属的温度不能被控制的话，那么金属颗粒的这种不均匀的结构将会变大。为了解决这些问题，本专利技术者提出过第2003-13515号韩国专利申请，名为“用于流变铸造的拉模铸造方法和设备”。
技术实现思路
本专利技术提供了一种流变成形设备，该流变成形设备确保制造具有细微的，均匀的，球状颗粒的结构的产品，同时提高产品的能量效率和机械性能，降低成本，成形方便和缩短制造时间。本专利技术还提供了一种流变成形设备，该流变成形设备可在短时间内制造高质量的半固态产品，同时改进所述设备的构成元件的耐用性降低和由于增压而引起的能量损失。依照本专利技术的一方面，所提供的流变成形设备包括一第一套筒，该第一套筒的一端部与一用来释放浆料的出口形成为一体；一用来容纳熔融金属的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：洪俊杓，
申请(专利权)人：洪俊杓，
类型：发明
国别省市：