半固態鑄造的設備和方法技術

一種模鑄系統包括一個限定一個帶有用于保持一槽１６半固態金屬３４處于一種勻質的等溫狀態的一個受控制的加熱器２２和一個攪拌器１４的儲器３０的容器１２，一個能將一個已知數量１２２的在半固體狀態下的金屬轉送到一種模鑄機的一個模腔中的轉送系統１０７，該轉送系統１０７包括一個經加熱的吸管１０８，一個用于將來自槽１６的半固態金屬３４真空舀出至一個模具的真空源，和一個為空氣自由流通提供一個通道以允許在鑄造期間排空吸管１０８的柱塞頭１３２以及一個用于用一個相似數量１２６的液體金屬３２替代已知數量１２２的被轉送金屬的金屬替代系統，這樣，為模鑄操作可得到一槽１６可控制地保持穩定，勻質和等溫的半固態金屬３４。（*該技術在2019年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術的領域本專利技術涉及從半固態金屬鑄造出構件，更具體地說涉及從取自一槽半固態金屬中的半固態金屬鑄造出構件。本專利技術的背景金屬構件的制造商長期以來已認識到適合于用模鑄工藝制造的模鑄構件的優越性，用半固態(或搖熔)金屬模鑄構件的優越性已有大量文獻記載，它包括(但不限制于)產生能熱處理的成品構件，這些構件比用熔化金屬鑄造的構件有更少的氣孔并且呈現出更均勻的結構。參考材料取自于下列若干現有技術的參考文獻美國專利1．授于Young等人的美國專利4709746號“連續灌漿鑄造的工藝和設備”。2．授于Nichting等人的美國專利5313815號“用連續加熱生產成形的金屬零件的設備和方法”。3．授于Young的美國專利4565241號“制備一種有漿狀結構的金屬構成的工藝”。4．授于Moschini的美國專利5464053號“生產流變鑄錠的工藝，特別是從該工藝進行高機械性能的模鑄生產”。5．授于Ashok等人的美國專利5381847號“垂直鑄造工藝”。6．授于Breuker等人的美國專利5375645號“從半固態金屬預成型生產成型物件的設備和工藝”。7．授于Moritaka等人的美國專利5287719號“形成半凝固的金屬構成的方法”。8．授于Meyer的美國專利5219018號“應用多相電流電磁激勵通過連續鑄造生產搖熔的金屬產品的方法”。9．授于Kelly等人的美國專利5178204號“流變鑄造的方法和設備”。10．授于Kiuchi等人的美國專利5110547號“半凝固金屬構成的生產的工藝和設備”。11．授于Meyer的美國專利4964455號“通過連續鑄造生產搖熔的金屬產品的方法”。12．授于Wilmotte的美國專利4874471號“糊相的金屬鑄造的器件”。13．授于Leathham等人的美國專利4804034號“搖熔淀積的制造方法”。14．授于Young的美國專利4687042號“生產成形的金屬零件的方法”。15．授于Watts的美國專利4580616號“金屬的受控凝固的方法和設備”。16．授于Flemings等人的美國專利4345637號“通過模鑄形成高份額固態構成的方法”。17．授于Flemings等人的美國專利4108643號“形成高份額固態金屬構成及其構成的方法”。18．授于Flemings等人的美國專利3902544號“形成一種含有非枝晶的初級固體的合金的連續工藝”。19．授于Drury等人的美國專利5211216號“鑄造工藝”。20．授于Flemings等人的美國專利3948650號“制備用于鑄造的液-固合金的構成和方法以及應用該液-固合金的鑄造方法”。21．授于Flemings等人的美國專利3954455號“液-固合金構成”。22．授于Tungatt的美國專利4972899號“鑄造晶粒精細錠的方法和設備”。23．授于Watson的美國專利4577676號“鑄造具有精細晶粒結構的鑄錠的方法和設備”。24．授于Flock的美國專利4231664號“化學結合的型砂的高速水平向和高速垂直向的混合的方法和設備”。25．授于Smithers等人的美國專利4506982號“用于將粒子狀固體與粘性液體相混合的設備”。26．授于Gmeiner等人的美國專利4469444號“用于粘性物質的混合和除氣設備”。27．授于Wyss的美國專利5037209號“對特別是糊狀媒質的流體的混合的設備及其操作的工藝”。28．授于Wayte的美國專利4893941號“在容器中混合粘性液體的設備”。29．授于Bye的美國專利4397687號“混合熔化的金屬的混合裝置的方法”。有關文章30．“流變鑄造工藝”，Flemings,M.C.,Rick,RG.及Young,K.P.“國際鑄造金屬雜志”第1卷第3期，1976年9月，11-22頁。31．“模鑄部分凝固的高銅含量合金”，Fascetta,E.F.,Rick,R.G.,Mehrabian,R.,及Flemings,M.C.“鑄造金屬研究雜志”第9卷第4期，1973年12月，167-171頁。上述參考資料給出了從半固態金屬形成金屬構件所包含的總的概念及優點。這些參考資料也給出了用于一般的模鑄的以及用于從半固態金屬模鑄構件的標準技術。同時也包括了給出各種搖動和攪拌半固態材料的方法和參考材料。所有這些參考材料，以及在其中引用的參考材料，為了建立用于處理半固態金屬和模鑄構件的方法和程序的目的而結合在本文中。大多數用于從半固態金屬模鑄構件的現有的方法和裝置都使用了從固體棒材中切割下來的帶有一種半固態微細結構預成形的圓柱體芯棒或坯料。這些坯料在絕對高的壓力(通常在大約16000-30000psi(2.32-4.35巴))下被壓進鑄造模具之前要被加熱以使它們回復到半固態狀態。這些坯料容易被表面氧化，從而使被氧化的材料結合進最后的構件中去。還有，這工藝需要金屬被加熱到半固體狀態，坯料被鑄造和冷卻，儲存，切割成需要的長度，可能被運輸，以及最后在鑄造成最后的構件之前再重新加熱。本專利技術提供了一種裝置和方法，在該方法中，一槽穩定的，能恒定地被攪拌的，溫度受到控制的半固態金屬被保存在一個儲存容器內并在其原有的半固體狀下下被傳送到模鑄機器，準備立即被鑄造成最后的構件。傳送可以通過一個經加熱的吸管和溫度受控制的進料套筒通過真空鑄勺來完成。在傳送中的半固態金屬通過一個柱塞的頂端而被壓進模腔內，該柱塞頂端提供有一個放氣通路以破壞在舀出過程中形成的真空，以便于使在吸管中的半固態金屬在加壓處理期間能回到槽中。這樣，一槽立即可得到的穩定的均質的，溫度受到控制的半固態金屬被提供在一個模鑄環境中，它可以根據需要以其半固態形式被傳送到模鑄壓機的模腔內，以制造具有增強特性的金屬構件。根據本專利技術，一種將經加熱的金屬傳送到一種有至少一個模腔，一個真空門及一個金屬饋送門的模鑄裝置的設備，包括一個保持在一個預先確定的高于其開始凝固的溫度的溫度范圍的熔化的金屬的源，一個容納半固態的金屬，其中直至約45％的金屬是以金屬的流體份額的微粒懸浮的容器，一個加熱的吸管，一個和該容器通過該加熱吸管有金屬流交流，以及和模腔通過金屬饋送門也相通的注射套筒，一個在套筒內可逆性配置的用以迫使套筒內的半固態金屬在壓力下進入模腔的柱塞，以及一個和真空門、模腔、饋送門及注射套筒相通的，以便于使半固態金屬從溫度控制的容器通過經加熱的吸管抽吸到處于一個套筒內能被柱塞迫使進入模具的位置的真空源。該容器包括一個底部，一個側墻，以及一個頂部，并且該設備可以包括一個配置在容器內的攪拌器和一個其位置適宜于通過容器的底部將熱量傳遞給容器中的半固態金屬的加熱器。容器的底部可以包括一個有獨立尺度的和容器內的半固態金屬通過容器的底部有金屬流交流的加熱腔，并且加熱器可以被安置以便對加熱腔內的金屬進行加熱，該加熱器可以是一種感應加熱器。攪拌器可以置于容器內以便于促進加熱腔內的金屬和容器內的半固態金屬的混合。注射套筒可以裝上夾套，流體可以通過該夾套循環。該設備可以包括一個傳送裝置，該傳送裝置用于從熔化金屬源向容器傳送預先確定容量的熔化金屬。用于向已加熱的注射套筒傳送半固態金屬的吸管可以從容器中的半固態金屬的表面向上延伸。根據本專利技術的另一個方面，一個經過改進的用于保存在等溫狀態本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種將經加熱的金屬傳送到一用于制造模制金屬鑄件的模鑄裝置的設備，該模鑄裝置包括形成至少一個具有一個真空門和一個金屬饋送門的模腔的模具，該設備包括：一個熔化金屬源，其中該熔化金屬的溫度保持在一個預先確定的高于金屬將開始凝固的溫度的溫度范圍 ；一個含有在半固體狀態下的金屬的容器，其中直至約４５％的金屬是金屬的流體份額中懸浮著的微粒；一個加熱的吸管；一個和該容器通過該被加熱的吸管有金屬流體相通的注射套筒，該注射套筒通過金屬饋送門和模腔相通，并且有一個在該套筒中能往復移 動的用于迫使在該套筒中的半固態金屬在壓力下進入模腔的柱塞；以及一個和真空門，模腔，饋送門和注射套筒相通的真空源，該真空源用于從溫度受控制的該容器通過經加熱的該吸管將半固態金屬抽取進入該套筒中處于將由該柱塞迫使其進入模具的一個位置。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：凱文L理查德，小理查德I尼爾，克里斯托弗S賴斯，希尼亞米奧金，帕特里西奧門德斯，蒂莫西蓋奇，約翰F奧丹尼爾，查理E巴倫，
申請(專利權)人：吉布斯壓鑄鋁股份有限公司，半固體技術公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]