一種用于半固態壓鑄成形開口式料筒的熱平衡溫控方法技術

本發明專利技術涉及一種用于半固態壓鑄成形開口式料筒的熱平衡溫控方法，屬于有色金屬壓鑄成形領域。在開口式料筒的料筒本體上設置均勻分布、不貫通的軸向深圓孔，軸向深圓孔的開口設于料筒本體的半開放端和開口端；在料筒本體上還設有側壁圓孔，軸向深圓孔和側壁圓孔之間連通形成1?10個串聯回路；每一個回路留有一個進液口和一個出液口，其余軸向深圓孔和料筒本體側壁圓孔均做封閉處理；將每一個回路的進液口和出液口分別與加熱裝置或冷卻裝置的介質相連通。利用此溫控方法使料筒溫度整體均勻，料筒的同軸度不會因加熱冷卻而降低，能夠更好的與沖頭配合，提高沖頭和料筒的使用壽命，提高效率、節省成本。

A Thermal Balance Temperature Control Method for Semi-solid Die Casting Open Barrel

【技術實現步驟摘要】
一種用于半固態壓鑄成形開口式料筒的熱平衡溫控方法
本專利技術涉及一種用于半固態壓鑄成形開口式料筒的熱平衡溫控方法，屬于有色金屬壓鑄成形領域。
技術介紹
傳統液態壓鑄是一種將熔融狀態的金屬溶液澆入壓鑄機的料筒，在高壓力的作用下，以極高的速度充填在壓鑄模的型腔內，并在高壓下使金屬液冷卻凝固成型而獲得鑄件的高效益、高效率的精密鑄造方法。半固態壓鑄成形工藝基本原理與傳統液態壓鑄相同，但半固態壓鑄成形工藝是將半固態金屬漿料/坯料放入壓鑄機料筒中，再進行充填、加壓、凝固成形。兩種工藝主要區別是放入料筒中的金屬狀態不同，傳統液態壓鑄選用的是純液態金屬，而半固態壓鑄選用的是固液混合狀態的半固態金屬。固液混合狀態的半固態金屬尤其在固相分數較高時(固相分數達到30％以上)，在重力作用下無法自由流動，可保持自身固有的形狀。在傳統液態壓鑄成形工藝中采用的料筒為圓筒閉環形，在其端部靠近沖頭位置開有方形或圓形開口，液態金屬從此處倒入料筒內，隨后完成充型、加壓、凝固成形；而半固態金屬熔體粘度較高，無法自由流動，不能從圓筒閉環形料筒的端部開口處倒入，因此該結構料筒，不能滿足半固態壓鑄工藝的生產要求。另外，圓筒閉環形料筒上沒有設置加熱裝置，半固態金屬漿料/坯料放入其中后與料筒之間發生傳熱導致局部溫度迅速下降，半固態坯料溫度、組織不均勻，影響后續成形零件的質量，造成冷隔、充型不良等鑄造缺陷。另外，現有閉環形或開口形料筒不能保證料筒整體溫度均勻，造成料筒上下溫度不一致現象，由于模具鋼熱脹冷縮現象，料筒上端、下端溫度不均導致同軸度降低而影響料筒與沖頭的配合，降低沖頭和料筒的使用壽命。在更換料筒的過程中，由于料筒溫度過高，降溫時間長，影響工程師操作，高溫作業增加安全隱患。
技術實現思路
為解決上述技術問題，本專利技術提供了一種用于半固態壓鑄成形冷室壓鑄機開口式料筒的熱平衡溫控方法。一種用于半固態壓鑄成形開口式料筒的熱平衡溫控方法，包括如下步驟：(1)在開口式料筒的料筒本體上設置均勻分布、不貫通的軸向深圓孔，軸向深圓孔的開口設于料筒本體的半開放端和開口端；在料筒本體上還設有側壁圓孔，軸向深圓孔和側壁圓孔之間連通形成串聯回路；(2)步驟(1)形成的串聯回路為1-10個，每一個回路留有一個進液口和一個出液口，其余軸向深圓孔和料筒本體側壁圓孔均做封閉處理；(3)將每一個回路的進液口和出液口分別與加熱裝置或冷卻裝置的介質相連通。優選的，每個軸向深圓孔的至少一端與側壁圓孔連通；每個側壁圓孔與至少一個軸向深圓孔連通，或者與至少一個側壁圓孔連通。優選的，所述的進液口和出液口均為軸向深圓孔。優選的，所述軸向深圓孔的數量根據情況設置2-12個；所述的軸向深圓孔，包括開口設于料筒本體半開放端的長深圓孔和開口設于料筒本體開口端的短深圓孔；深圓孔的深度占料筒本體總長度的30％-99％。優選的，所述的側壁圓孔包括封閉端側壁圓孔、開口端側壁圓孔和半開放端側壁圓孔，分別設置于料筒本體的封閉端、開口端和半開放端。優選的，在料筒本體的封閉端部根據料筒環狀壁厚大小不同，環狀貫通料筒側壁的封閉端側壁圓孔的數量可設置4-10個，封閉端側壁圓孔分布在料筒同一橫截面上，在料筒側壁內的分布呈四邊形至十邊形；設計成正四邊形至十邊形或其他類似環狀結構以實現環狀貫通料筒側壁圓孔的串聯形式。每個封閉端側壁圓孔與至少一個軸向深圓孔連通，或者與至少一個側壁圓孔連通。相鄰的封閉端環狀貫通料筒側壁圓孔之間可以相互連通或不連通。優選的，環狀貫通料筒側壁的開口端側壁圓孔的數量根據情況設置0-5個，優選為2-5個，每個開口端側壁圓孔與至少兩個軸向深圓孔連通，即每個開口端側壁圓孔與至少兩個短深圓孔連通，或與至少一個短深圓孔和一個長深圓孔連通；相鄰的開口端側壁圓孔之間不相互連通。優選的，環狀貫通料筒側壁的半開放端側壁圓孔的數量根據情況設置0-5個，優選為2-5個，每個半開放端側壁圓孔與至少兩個軸向深圓孔連通，即每個半開放端側壁圓孔與至少兩個長深圓孔連通，或與至少一個短深圓孔和一個長深圓孔連通；相鄰的半開放端側壁圓孔之間不相互連通。半開放端側壁圓孔與開口端側壁圓孔不同時為0。開口端側壁圓孔可以與封閉端側壁圓孔、半開放端側壁圓孔和軸向深圓孔串聯，形成閉合回路。優選的，至少四個軸向深圓孔與至少二個環狀貫通料筒側壁圓孔和至少一個開口端或半開放端環狀貫通料筒側壁圓孔之間串聯形成一個閉合回路；只留兩個軸向深圓孔作為進液口和出液口，其余軸向深圓孔和環狀貫通料筒側壁圓孔和開口端環狀貫通料筒側壁圓孔的開口端做封閉處理。優選的，料筒本體上還可設有不與封閉端側壁圓孔、開口端側壁圓孔和半開放端側壁圓孔相連通、不貫通的軸向盲孔，軸向盲孔軸向深入料筒內部，開口可設于料筒本體的開口端和半開放端，軸向盲孔的深度占料筒本體總長度的30％-99％，軸向盲孔的數量可為1-5個，用于放入電加熱裝置，如電加熱棒等。所述的開口式料筒包括料筒本體和法蘭凸臺，料筒本體為兩端開放的空心圓柱筒，料筒本體一端的筒壁為半開放式，料筒本體另一端的筒壁為封閉式，料筒本體的封閉式筒壁的外部設置法蘭凸臺，用于與壓鑄機定模板的安裝定位。所述料筒本體采用分體式或整體式結構，筒壁半開放端與壓鑄機沖頭配合，料筒本體的封閉端與壓鑄模具配合；筒壁封閉端的圓筒直徑與壓鑄模具的定?？灼ヅ?。所述半開放式筒壁的開口段長度與壓鑄成形所需要的半固態金屬漿料或坯料的長度匹配，料筒本體橫截面的開口圓弧對應的圓心角為80°至178°，既保證半固態金屬漿料或坯料順利放入料筒，又滿足料筒對壓鑄機沖頭的徑向定位。所述的加熱裝置或冷卻裝置的介質為低溫冷卻循環水、循環冷卻液或模溫機控制的循環高溫機油。本專利技術開口式料筒的半開放式筒壁和封閉式筒壁的橫截面和縱截面上設有均勻分布的圓孔，圓孔形式有四種方式：軸向深圓孔、封閉端側壁圓孔、開口端側壁圓孔和半開放端側壁圓孔。圓孔均勻分布在料筒的環狀封閉式側壁和軸向半開放式筒壁上，加熱或冷卻通道置于圓孔內，并將軸向和環狀的圓孔相連成串聯式的回路，所有圓孔只留有1-10個進口1-10個出口，其余與開口式料筒側壁、端部貫通的圓孔均做封閉處理。半開口式料筒的熱平衡溫控方法，將半開口式料筒均勻的布置軸向和環向的圓孔，并將其串聯成一個或多個閉合回路。并根據不同的半固態壓鑄工藝將其達到特定的溫度區間，實現了開口式料筒的整體溫度均勻，并根據不同的半固態壓鑄工藝將其達到特定的溫度區間。利用油加熱的模溫機將特定溫度的高溫機油在料筒中的閉合圓孔中形成回路，加熱料筒，減少了半固態金屬漿料/坯料(固相分數從1％到80％)在料筒中的熱量損失，消除了局部降溫造成的半固態金屬漿料/坯料溫度、組織差異，保證后續成形零件的質量。利用冷卻水循環裝置，在料筒中的閉合圓孔中形成回路帶走熱量，可以迅速的將料筒溫度降低下來，方便工程師拆卸，節省了更換模具、換料筒時等待冷卻的時間，提高效率。并且，由于模具鋼在加熱和冷卻過程中存在熱脹冷縮現象，利用此開口式料筒和溫控方法使料筒溫度整體均勻，料筒的同軸度不會因加熱冷卻而降低，能夠更好的與沖頭配合，提高沖頭和料筒的使用壽命，提高效率、節省成本。通過上述半固態壓鑄成形開口式料筒的熱平衡溫控方法，將串聯形成的圓孔通入低溫冷卻循環水、循環冷卻液、模溫機控制的循環高溫機油，放入電加熱棒，實現本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種用于半固態壓鑄成形開口式料筒的熱平衡溫控方法，包括如下步驟：(1)在開口式料筒的料筒本體上設置均勻分布、不貫通的軸向深圓孔，軸向深圓孔的開口設于料筒本體的半開放端和開口端；在料筒本體上還設有側壁圓孔，軸向深圓孔和側壁圓孔之間連通形成串聯回路；(2)步驟(1)形成的串聯回路為1?10個，每一個回路留有一個進液口和一個出液口，其余軸向深圓孔和料筒本體側壁圓孔均做封閉處理；(3)將每一個回路的進液口和出液口分別與加熱裝置或冷卻裝置的介質相連通。

【技術特征摘要】
1.一種用于半固態壓鑄成形開口式料筒的熱平衡溫控方法，包括如下步驟：(1)在開口式料筒的料筒本體上設置均勻分布、不貫通的軸向深圓孔，軸向深圓孔的開口設于料筒本體的半開放端和開口端；在料筒本體上還設有側壁圓孔，軸向深圓孔和側壁圓孔之間連通形成串聯回路；(2)步驟(1)形成的串聯回路為1-10個，每一個回路留有一個進液口和一個出液口，其余軸向深圓孔和料筒本體側壁圓孔均做封閉處理；(3)將每一個回路的進液口和出液口分別與加熱裝置或冷卻裝置的介質相連通。2.根據權利要求1所述的用于半固態壓鑄成形開口式料筒的熱平衡溫控方法，其特征在于：每個軸向深圓孔的至少一端與側壁圓孔連通；每個側壁圓孔與至少一個軸向深圓孔連通，或者與至少一個側壁圓孔連通。3.根據權利要求2所述的用于半固態壓鑄成形開口式料筒的熱平衡溫控方法，其特征在于：所述軸向深圓孔的數量為2-12個；深度占料筒本體總長度的30％-99％。4.根據權利要求1所述的用于半固態壓鑄成形開口式料筒的熱平衡溫控方法，其特征在于：所述的側壁圓孔包括封閉端側壁圓孔、開口端側壁圓孔和半開放端側壁圓孔，分別設置于料筒本體的封閉端、開口端和半開放端。5.根據權利要求4所述的用于半固態壓鑄成形開口式料筒的熱平衡溫控方法，其特征在于：所述的封閉端側壁圓孔的數量為4-10個，封閉端側壁圓孔分布在料筒同一橫截面上，在料筒側壁內的分布呈四邊形至十邊形；每個封閉端側壁圓孔與...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳頌，張帆，李大全，張帆，
申請(專利權)人：北京有色金屬研究總院，
類型：發明
國別省市：北京,11