一種非晶金屬真空熔煉成型設備制造技術

本實用新型專利技術提供一種非晶金屬真空熔煉成型設備，其采用錐形感應線圈或部分錐形感應線圈對放置于料筒內的非晶金屬坯料進行感應加熱，同時產生向上的電動力，克服非晶金屬坯料自身的重力，使其在被熔煉過程中處于懸浮狀態，避免與壓射沖頭及料筒接觸。這樣，壓射沖頭不必在熔煉位置一直托舉著該非晶金屬坯料，從而避免了被動受熱以及非晶金屬坯料對壓射沖頭的傳熱。本實用新型專利技術的料筒包括處于熔煉位置的陶瓷料筒以及靠近模具的金屬料筒兩部分，這兩部分同心對齊連接。

Amorphous metal vacuum smelting forming equipment

The utility model provides an amorphous metal vacuum melting molding equipment, the conical induction coil or tapered induction coil of amorphous metal material placed in the barrel of the induction heating, while producing electric power to the amorphous metal blank, overcome its own gravity, which is placed in a suspended state by melting in the process, and avoid the plunger and barrel contact. Thus, plunger was not in the position has been melting holds the amorphous metal blank, so as to avoid the passive heating and heat transfer of amorphous metal material on the plunger. The material cylinder of the utility model comprises a ceramic material barrel arranged in the melting position and a metal cylinder two parts near the mould, wherein the two parts are concentrically aligned and connected.

【技術實現步驟摘要】
一種非晶金屬真空熔煉成型設備
本技術涉及金屬成型加工
，尤其涉及一種在真空環境下的非晶金屬真空熔煉壓鑄成型設備。
技術介紹
隨著工業技術的發展，在大氣環境下采用常規壓鑄成型設備熔煉成型構件成了一項通用技術，而壓鑄機由于能夠在極短時間內完成成型的過程而被廣泛采用。但是使用常規壓鑄機在大氣環境下熔煉和壓鑄成型，金屬熔料內部的氣體容易卷入模具型腔中，進而造成氣泡等工藝缺陷。隨著產品的結構越來越復雜，性能和外觀要求越來越高。為了解決在成型過程中空氣卷入熔料中使鑄件產生氣泡的問題，現有技術一般通過使模具的型腔處于真空狀態，以提高鑄件的品質、成品率等，由此真空壓鑄成為提高鑄件品質、韌性結構的必由之路。圖1所示為現有技術的真空熔煉壓鑄成型設備的結構示意圖。該真空熔煉壓鑄設備包括：第一驅動裝置中用于驅動壓射桿向上運動將金屬坯料送入產品成型模具內的氣缸1，帶動壓射桿5在真空腔體內運動的氣缸桿2。真空圓筒4上設置抽氣孔19，對真空圓筒4內部抽真空，實現真空環境。金屬坯料7在熔煉位置的料管8內被加熱成熔融狀態，料管8采用石墨材料制成。壓射桿5上安裝有石墨材料制成的壓射沖頭6，金屬坯料7放置在石墨壓射沖頭6上，在氣缸1驅動下，壓射桿5可帶動石墨壓射沖頭6上的金屬坯料在料管8內部做往復運動。熔煉裝置還包括高頻感應線圈16，其位于真空圓筒4外部，通過高頻感應線圈16對料管8內部的金屬坯料7進行感應加熱。為了避免熔煉時真空圓筒4因電磁感應而溫度升高，在真空圓筒4外面裝有水冷裝置17。對金屬坯料的熔煉完成后，壓射桿5推動熔融狀態的金屬坯料7至產品成型模具，并在模具型腔內降溫冷卻成型。然而，由于金屬坯料的熔煉溫度很高，例如非晶金屬材料，熔煉的溫度高達900-1200℃。在該現有技術中，如用感應線圈16熔煉非晶金屬材料時，壓射沖頭6在料筒8內部，非晶金屬材料放在該壓射沖頭6上，在熔融時非晶金屬坯料7與壓射沖頭6及料筒8直接接觸。這樣，非晶金屬坯料的熱量會直接傳遞到壓射沖頭6及料筒8上，與非晶金屬坯料7接觸的壓射沖頭6及料筒8的部位也會接近900-1200℃。現有的壓射沖頭材料在如此高的溫度下，強度會軟化。在實際工況中，壓射沖頭每模都會承受極高的沖擊壓力，而強度軟化的壓射沖頭使用壽命極短，不具備實際使用性能。同樣，料筒8的現有材料在如此高的溫度下，強度也會軟化。實際工況中，料筒8的上部靠近模具的部位，每模都會承受極高的沖擊壓力。而強度軟化的料筒8使用壽命也是極短，不具備實際使用性能。即使如圖1所示的技術方案中使用石墨作為壓射沖頭6及料筒8的材料，由于石墨材料自身較軟，呈片層狀結構，以分子鍵為主，對分子吸引力較弱，在成型過程中受力容易片層脫落，并污染金屬熔料，造成產品的不良，因此也不是理想的耐高溫壓鑄成型材料。同時，我們也看到，在該技術方案中，只在真空圓筒4外部有水冷裝置17，并沒有考慮壓射沖頭6以及料筒8的高溫受熱問題。所有這些問題，導致目前還沒有設備能夠成功利用真空壓鑄技術進入實踐生產中。因此，有必要提出一種非晶金屬真空熔煉成型設備，解決壓射沖頭及料筒在高溫下強度軟化問題，延長壓射沖頭及料筒的使用壽命，并能承受沖擊壓力，提高鑄件良率。
技術實現思路
有鑒于此，本技術提供了一種非晶金屬真空熔煉成型設備，其能夠解決上述技術問題，并能高效、可靠地生產制品。本技術的非晶金屬真空熔煉成型設備，包括模具機架、壓射裝置、料筒、抽真空裝置以及感應線圈，所述模具機架包括立柱、固定在該立柱上方的定模板、與該定模板相對設置的動模板，以及位于該立柱上方的模具，所述模具包括相對設置的動模具和定模具，兩者形成模具型腔，并由活塞桿連接，可通過活塞桿軸向開/合模，該定模具固定在該定模板上，該動模具固定在該動模板上；所述壓射裝置包括壓射油缸、壓射桿及壓射沖頭，三者位于同一軸向，所述壓射桿連接所述壓射油缸及所述壓射沖頭；所述料筒用于放置待熔煉的非晶金屬坯料，其連接位于其上方的模具型腔以及位于其下方的該壓射裝置，從而形成軸向的壓射通道；所述抽真空裝置為所述壓射通道提供與外界密封隔離的真空環境；所述感應線圈位于所述料筒的下方外側，其為錐形感應線圈或部分錐形感應線圈，用于熔煉非晶金屬坯料并使其在熔煉時懸浮在熔煉位置。根據本技術的一個實施例，所述感應線圈還包括設置在所述錐形感應線圈或部分錐形感應線圈的頂部的一圈或若干圈的反接線圈，用以提供反向磁場。根據本技術的一個實施例，所述料筒包括位于下方的陶瓷料筒、以及位于上方靠近模具的金屬料筒，該陶瓷料筒與該金屬料筒同心對齊連接。根據本技術的一個實施例，所述感應線圈位于該陶瓷料筒外部。所述陶瓷料筒通過一個彈性固定裝置彈性固定在該定模扳上；所述彈性固定裝置位于該感應線圈上方，其包括固定螺釘、彈簧以及固定連接件，該彈簧位于該固定螺釘與該固定連接件之間，并預緊。根據本技術的一個實施例，所述金屬料筒中或者其周圍設有溫控裝置，用以提升該金屬料筒的溫度。根據本技術的一個實施例，所述抽真空裝置包括位于定模具內的抽氣口、位于所述壓射桿外側周圍的壓射罩、以及該壓射罩下方的抽氣口，該壓射罩的抽氣口與該定模具的抽氣口配合，使壓射罩、模具型腔以及壓射通道處于真空狀態。根據本技術的一個實施例，所述壓射裝置內設有冷卻裝置，該冷卻裝置包括位于該壓射桿、壓射沖頭內部的冷卻腔以及位于該壓射桿內部的中空冷卻管，冷卻介質位于該冷卻腔以及該中空冷卻管內。相比于現有技術，本技術在對非晶金屬坯料進行熔煉時，由于錐形感應線圈或部分錐形感應線圈的存在，產生感應磁場，對感應線圈內部的金屬坯料產生向上的電動力，并使金屬坯料在熔煉時懸浮在空中，不與壓射沖頭及料筒接觸。這樣，熔煉時壓射沖頭可以向下移動并離開熔煉位置而不用一直在熔煉位置托舉著該金屬坯料被動受熱，壓射沖頭的溫度可以降到比較低，從而延長壓射沖頭的使用壽命又不會對金屬坯料造成污染。同時，由于壓射沖頭的溫度控制在較低的溫度，其可以進一步持續用例如冷水進行控溫。相比于油冷方式，水冷的冷卻效果更好。由于壓射沖頭的溫度較低，壓射沖頭內部即使通入水作為冷卻介質，也不會產生水蒸氣，當然不會因為水蒸氣難以排出而影響溫控效果。這相比于只能通入冷卻油作為冷卻液的現有技術方案，成本明顯降低，整體技術方案對壓射沖頭的降溫效果更好。另外，由于壓射沖頭的溫度可以控制在較低的溫度，并及時離開了熔煉位置，因此壓射沖頭的材料選擇更廣泛。相比于現有技術中采用石墨作為壓射沖頭的材料，本技術的壓射沖頭不會因為石墨片層脫落而污染金屬坯料溶液，也不會影響壓鑄效果。同時，相對于陶瓷材料或者石墨材料，金屬材料或以金屬為基材的復合材料作為壓射沖頭，有更高的強度，并可具有更高的使用壽命。其次，料筒采用兩部分，熔煉位置用陶瓷料筒，靠近模具位置用金屬料筒，既利用了陶瓷料筒的耐高溫和保溫性能，又利用了金屬的抗沖擊強度優勢。進一步地，陶瓷料筒采用彈性固定方式，固定螺釘與固定連接件之間有彈簧，可以削減壓射時產生的過大的沖擊力，保護陶瓷料筒。最后，上方模具抽真空是通過模具上的抽氣口141抽出空氣，下方壓射罩124抽真空是通過壓射罩124上的抽氣口125抽出空氣，壓射罩124與模具的抽氣口141之間的壓射通道區域形成一個類似真空腔的環境本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種非晶金屬真空熔煉成型設備，包括模具機架、壓射裝置、料筒、抽真空裝置以及感應線圈，所述模具機架包括立柱、固定在該立柱上方的定模板、與該定模板相對設置的動模板，以及位于該立柱上方的模具，所述模具包括相對設置的動模具和定模具，兩者形成模具型腔，并由活塞桿連接，可通過活塞桿軸向開/合模，該定模具固定在該定模板上，該動模具固定在該動模板上；所述壓射裝置包括壓射油缸、壓射桿及壓射沖頭，三者位于同一軸向，所述壓射桿連接所述壓射油缸及所述壓射沖頭；所述料筒用于放置待熔煉的非晶金屬坯料，其連接位于其上方的模具型腔以及位于其下方的該壓射裝置，從而形成軸向的壓射通道；所述抽真空裝置為所述壓射通道提供與外界密封隔離的真空環境；所述感應線圈位于所述料筒的下方外側，其為錐形感應線圈或部分錐形感應線圈，用于熔煉非晶金屬坯料并使其在熔煉時懸浮在熔煉位置。

【技術特征摘要】
1.一種非晶金屬真空熔煉成型設備，包括模具機架、壓射裝置、料筒、抽真空裝置以及感應線圈，所述模具機架包括立柱、固定在該立柱上方的定模板、與該定模板相對設置的動模板，以及位于該立柱上方的模具，所述模具包括相對設置的動模具和定模具，兩者形成模具型腔，并由活塞桿連接，可通過活塞桿軸向開/合模，該定模具固定在該定模板上，該動模具固定在該動模板上；所述壓射裝置包括壓射油缸、壓射桿及壓射沖頭，三者位于同一軸向，所述壓射桿連接所述壓射油缸及所述壓射沖頭；所述料筒用于放置待熔煉的非晶金屬坯料，其連接位于其上方的模具型腔以及位于其下方的該壓射裝置，從而形成軸向的壓射通道；所述抽真空裝置為所述壓射通道提供與外界密封隔離的真空環境；所述感應線圈位于所述料筒的下方外側，其為錐形感應線圈或部分錐形感應線圈，用于熔煉非晶金屬坯料并使其在熔煉時懸浮在熔煉位置。2.根據權利要求1所述的非晶金屬真空熔煉成型設備，其特征在于：所述感應線圈順次盤旋纏繞，為上粗下細的錐形感應線圈。3.根據權利要求1所述的非晶金屬真空熔煉成型設備，其特征在于：所述感應線圈順次盤旋纏繞，為部分錐形感應線圈，包括位于上部的上粗下細的錐形感應線圈以及位于下部的環形環繞的圓柱形感應線圈。4.根據權利要求1所述的非晶金屬真空熔煉成型設備，其特征在于：所述感應線圈順次盤旋纏繞，為部分錐形感應線圈，包括位于上部的環形環繞的圓柱形感應線圈以及位于下部的上粗下細的錐形感應線圈。5.根據權利要求1所述的非晶金屬真空熔煉成型設備，其特征在于：所述感應線圈順次盤旋纏繞，為部分錐形感應線圈，包括位于上部的上粗下細的錐形感應線圈以及位于下部的上細下粗的錐形感應線圈。6.根據權利要求1所述的非晶金屬真空熔煉成型設備，其特征在于：所述感應線圈順次盤旋纏繞，為部分錐形感應線圈，包括位于中間的上粗下細的錐形感應線圈以及位于上部及下部的環形環繞的圓柱形感應線圈。7.根據權利要求1-6中任一項所述的非晶金屬真空熔煉成型設備，其特征在于：所述感應線圈還包括設置在所述錐形感應線圈或部分錐形感應線圈的頂部的一圈或若干圈的反接線圈，用以提供反向磁場。8.根據權利要求1所述的非晶金屬真空熔煉成型設備，其特征在于：所述感應線圈為紫銅管，內部為中空結構，通冷卻液。9.根據權利要求1所述的非晶金屬真空熔煉成型設備，其特征在于：所述感應線圈的各匝邊緣處的切面連線與豎直方向的夾角為1度到60度。10.根據權利要求1所述的非晶金屬真空熔煉成型設備，其特征在于：所述感應線圈的相鄰兩匝線圈之間的間距為感應線圈自身直徑的0.1-3倍。11.根據權利要求1所述的非晶金屬真空熔煉成型設備，其特征在于：所述料筒包括位于下方的陶瓷料筒、以及位于上方靠近模具的金屬料筒，該陶瓷料筒與該金屬料筒同心對齊連接。12.根據權利要求11所述的非晶金屬真空熔煉成型設備，其特征在于：所述陶瓷料筒與所述金屬料筒有互相匹配的臺階用以定位對齊連接。13.根據權利要求11所述的非晶金屬真空熔煉成型設備，其特征在于：所述感應線圈位于該陶瓷料筒外部。14.根據權利要求13所述的非晶金屬真空熔煉成...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張旭民，
申請(專利權)人：張斌，
類型：新型
國別省市：江蘇,32