CN104907526A - 半固态制浆及给汤集成结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及半固态金属成型的技术领域，公开了半固态制浆及给汤集成结构，包括架体、给汤机构以及搅拌机构，架体具有横梁，横梁上形成两导轨，给汤机构活动连接于一导轨，给汤机构的下端具有纵向移动且用于从熔炉中装盛汤料的汤勺；搅拌机构活动连接在另一导轨，搅拌机构的下端具有纵向移动且吸取焓块并对汤勺中的汤料进行搅拌的搅拌棒；给汤机构以及搅拌机构联动集成在一起，对全液态金属液快速制浆成半固态浆料，给汤机构将浆料输送给压铸机快速成型，实现连续化生产，其结构简单紧凑、运行快速平稳、制浆效率高、能耗低、易损件少，易兼容普通压铸机，成型后产品组织均匀，品质优良，设备成本低，有利于应用半固态压铸或挤压铸造规模化生产。

Description

半固态制浆及给汤集成结构

技术领域

本发明涉及半固态金属成型的技术领域，尤其涉及半固态制浆及给汤集成结构。

背景技术

半固态金属成型技术被誉为二十一世纪最有前途的金属材料加工技术之一，根据工艺路线主要有流变成型和触变成形两种。

目前，触变成形在世界上已形成一定规模，随着时间推移和工作不断深入，触变成形缺点也开始逐渐暴露出来，具体如下：1)、半固态棒很难避免成分和显微结构上的不均匀性；2)、在坯料的再加热过程中，液态合金的流失高达10％；3)、铸件浇道口的材料不能被形成厂家再利用；再加上半固态坯料是被凝固后再加热，这样增加了额外的工艺步骤，也增加成本。

近年来，人们开始注意流变成形工艺，在流变成形中，半固态浆料形成后直接进行加工，因此工艺流程短，材料损少，节约能耗，被认为更具工业前景。

铝合金/镁合金等半固态流变压铸是将制备好的半固态浆料用给汤机构12直接送入压铸机2压室进行压铸。国内外学者在制浆方面做了大量的研究工作，提出了许多制浆方法，如机械搅拌、电磁搅拌、控制凝固、应变激活工艺、粉末冶金等几十种方法，并依据这些技术原理研制了相应制浆结构，沿常规压铸给汤机构12将半固态浆料输送给压铸机压室进行压铸，现时，这种模式已经取得了小规模应用。但是，采用此模式半固态压铸或挤压铸造成形方法工业化、规模化、连续化铸造产品却很少，即便国外也是这样

现有技术中，半固态成型压铸设备中，仍存在许多不足，如需要较多机构协调配合生产，存在故障率高、设备成本高、占用空间较大以及制浆效能低等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供半固态制浆及给汤集成结构，旨在解决现有技术中的半固态成型压铸设备的制浆及给汤结构存在结构复杂、操作效率低、能耗高以及成本高的问题。

本发明是这样实现的，半固态制浆及给汤集成结构，包括架体、给汤机构以及搅拌机构，所述架体具有横梁，所述横梁上形成两相间隔布置的导轨，所述给汤机构活动连接于所述横梁的一导轨，所述给汤机构的下端具有纵向移动且用于从熔炉中装盛汤料的汤勺；所述搅拌机构活动连接在所述横梁的另一导轨，所述搅拌机构的下端具有纵向移动且吸取焓块并对汤勺中的汤料进行搅拌制浆的搅拌棒。

与现有技术相比，本发明提供的半固态制浆及给汤集成结构，将给汤机构以及搅拌机构联动集成在一起，可实现对全液态金属液快速制浆成半固态浆料，进而，给汤机构将浆料输送给压铸机快速成型，实现连续化生产，其结构简单紧凑、运行快速平稳、制浆效率高、能耗低、易损件少，易兼容普通压铸机，成型后产品组织均匀，品质优良，设备成本低，有利于应用半固态压铸或挤压铸造规模化生产。

附图说明

图1是本发明实施例提供的半固态制浆及给汤集成结构的立体示意图；

图2是本发明实施例提供的半固态制浆及给汤集成结构的主视示意图；

图3是本发明实施例提供的半固态制浆及给汤集成结构的部分立体示意图；

图4是图3中的A处放大示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。

如图1～4所示，为本发明提供的较佳实施例。

本实施例提供的半固态制浆及给汤集成结构，包括架体、给汤机构12以及搅拌机构13，其中，架体具有横梁101，该横梁101上形成由两个相间隔布置的导轨；在横梁101的下方，分别设置有压铸机2以及熔炉3；给汤机构12滑动连接在横梁101的一个导轨上，这样，整个给汤机构12则可以沿着横梁101的一个导轨移动，给汤机构12的下端具有可纵向移动则用于从熔炉3中装盛汤料的汤勺123；搅拌结构滑动连接在横梁101的另一导轨上，这样，该搅拌机构13则可以沿着横梁101的另一导轨移动，且搅拌机构13的下端具有可纵向移动且吸取焓块134对汤勺123中的浆料进行搅拌的搅拌棒133。

当启动半固态制浆及给汤集成结构时，搅拌机构13的搅拌棒133下降吸取焓块134，吸取焓块134后，上升至待机位置，同时，给汤机构12也下降，利用汤勺123从熔炉3中勺汤料，勺好汤料以后，汤勺123上升至待机位置；当搅拌机构13接收到搅拌指令时，其沿着横梁101的另一导轨，移动至给汤机构12处，利用吸取有焓块134的搅拌棒133对汤勺123中的汤料进行搅拌，搅拌完毕后，搅拌棒133则上升，并且，给汤机构12受到制浆完毕指令，给汤机构12移动至压铸机2压室的上方，将汤勺123中完成制浆的浆料倒入压铸机2的压室中。

上述提供的半固态制浆及给汤集成结构，将给汤机构12以及搅拌机构13联动集成在一起，可实现对全液态金属液快速制浆成半固态浆料，进而，给汤机构12将浆料输送给压铸机2快速成型，实现连续化生产，其结构简单紧凑、运行快速平稳、制浆效率高、能耗低、易损件少，易兼容普通压铸机2，成型后产品组织均匀，品质优良，设备成本低，有利于应用半固态压铸或挤压铸造规模化生产。

给汤机构12包括第一横移头121、第一升降件122以及上述的汤勺123，其中，第一横移头121连接在横梁101的一导轨上，其可以沿着该导轨横向移动，第一升降件122连接在第一横移头121上，且朝下延伸布置，其随着第一横移头121的移动而移动，且该第一升降件122可以在纵向上下移动，汤勺123设置在第一升降件122的下端。

具体地，汤勺123通过连杆机构124与第一升降件122的下端连接，该连杆机构124用于驱动汤勺123摆动，这样，当汤勺123需要从熔炉3中装盛汤料时，该连杆机构124则驱动汤勺123摆动至倾斜状态，从而汤勺123可以装盛汤料；当汤勺123从熔炉3中提起时，则利用连杆机构124将汤勺123摆动复位。

连杆机构124可以是各种类型的连杆组合，如四连杆等等。或者，也可以是有气缸的伸缩轴来驱动等等。

搅拌机构13包括第二横移头131、第二升降件132以及上述的搅拌棒133，其中，第二横移头131连接在横梁101的另一导轨上，其可以沿着该另一导轨横向移动，第二升降件132连接在第二横移头131上，且朝下延伸布置，其随着第二横移头131的移动而移动，且该第二升降件132可以在纵向上下移动，搅拌棒133连接在第二升降件132的下端，其下端设有用于吸取焓块134的搅拌头。

为了便于搅拌棒133的搅拌头吸取焓块134，且实现整个操作过程自动化协助，本实施例中，半固态制浆及给汤集成结构包括焓块输送机构，该焓块输送机构包括焓块料盘105、滑道106以及取料盘107，焓块料盘105与取料盘107相间隔布置，且焓块料盘105处于取料盘107的上方，滑道106的两端分别连接在焓块料盘105以及取料盘107上，这样，滑道106则处于倾斜状，由焓块料盘105朝下倾斜至取料盘107，放置在焓块料盘105上的焓块134在可以顺着滑道106滑至取料盘107中。

当搅拌棒133的搅拌头从取料盘107中吸取焓块134，这样，当吸走一个焓块134后，滑道106中则朝取料盘107中滑入一个焓块134，从而保证焓块134的供给。焓块料盘105设置在熔炉3上端上，利用熔炉3对焓块料盘105中的焓块134进行预热。

另外，在取料盘107中还设有检测元件，用于检测搅拌棒133的搅拌头是否成功吸取焓块134，从而保证搅拌棒133的准确运作。

本实施例中，在横梁101的下方设有竖架108，取料盘107则连接在该竖架108上，则处于横梁101的下方。

当搅拌棒133对汤勺123中的汤料搅拌后，需要对搅拌棒133进行清料，以保证搅拌棒133的下次使用，本实施例中，半固态制浆及给汤集成结构还包括清料机构，该清料结构用于对搅拌完的搅拌棒133的外表面进行清料。

具体地，清料机构包括位于横梁101下方的固定架109以及两个刀片111，两个刀片111设置在固定架109上，其分别连接有驱动电机，两个刀片111相间隔布置，两者之间形成间隔区域，这样，当搅拌棒133对汤料搅拌好以后，搅拌棒133移动至两个刀片111之间，两个刀片111在驱动电机的驱动下，抵接在搅拌棒133的外侧，这样，随着搅拌棒133旋转上升，利用两个刀片111对搅拌棒133的外表面进行清料处理。

本实施例中，架体具有立柱102，横梁101设置在立柱102的上端；在半固态制浆及给汤集成结构运作的过程中，需要对搅拌棒133进行冷却处理，在立柱102上设有多个冷却阀头110，各冷却阀头110分别具有出风口，用于对搅拌棒133进行出风冷却。

立柱102上的多个冷却阀头110分别用于对清料状态下的搅拌棒133、待机状态下的搅拌棒133进行冷却。

另外，当搅拌棒133处于搅拌状态时，为了也可以对搅拌棒133进行冷却，本实施例中，搅拌棒133为空心棒，且该空心棒与进气管连接，这样，当搅拌棒133在搅拌汤料时，通过气阀，可以压缩空气进入空心棒中，对搅拌棒133以及搅拌头进行冷却处理，有效的控制搅拌棒133的温度。

本实施例提供的半固态制浆及给汤集成结构，其具体工作流程如下：

1)、原点归位，半固态制浆及给汤集成结构上电，按原点归位按钮，每个轴分别回各自原点并至待机位，清料机构处于打开位置；

2)、自动启动，搅拌机构13从待机位下降从取料盘107中取焓块134，取完焓块134检测上升至待机位；同时，给汤机构12下降从熔炉3中舀汤料，舀完汤料上升至搅拌位置，并发出信号“允许搅拌”；

3)、搅拌机构13收到“允许搅拌”信号，前行至搅拌位置开始搅拌，待搅拌制浆完成后，搅拌机构13上升至清料位置，同时，给汤机构12收到“制浆完成信号”，给汤机构12开始前进至压铸机2压室，完成注汤，待注汤完成，发信号给压铸机2压射，给汤机构12退回待机位，待下一循环；

4)、搅拌机构13到达清料位置后，冷却阀头110的气阀打开吹气，对搅拌头、搅拌棒133冷却，同时，搅拌棒133紧贴着刀片111开始边上升边清料，直至清理完成；

5)、清理完成后，至上升位，冷却阀头110的气阀打开吹气，对准搅拌头进行冷却，待冷却棒达到设定温度后，冷却阀头110的气阀关闭，停止吹气，搅拌机构13回待机位，待下一循环。

本实施例提供的半固态制浆及给汤集成结构，其具有以下优点：

1)、制浆速度快、效率高、温度均衡；制浆效率：100公斤/分钟以上，球状晶粒40-60um,制浆后温度控制±2℃，生产成本与普通压铸相当；

2)、给汤、搅拌、焓块134输送、清料机构、搅拌棒133冷却采用集成一体化设计，空间紧凑、布置合理、简单实用、维修故障率低；

3)、经济节能、操作安全、简便、可靠性高；

A、给汤机构12、搅拌机构13采用全伺服控制，精度±0.2％；

B、操作箱与压铸机2集成，简单、方便；

C、具有三路以上安全回路，与压铸关联，安全可靠；

D、界面友好，全中文化，易懂、易操作；

4、便于自动化生产，预留各种周边接口，易周边喷雾机、取件机、模温机、真空机、传送带等设备，有机整合，实现压铸单元柔性化生产。

本实施例提供的半固态制浆及给汤集成结构，其由控制元件控制统一运作，实现自动化操作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.半固态制浆及给汤集成结构，其特征在于，包括架体、给汤机构以及搅拌机构，所述架体具有横梁，所述横梁上形成两相间隔布置的导轨，所述给汤机构活动连接于所述横梁的一导轨，所述给汤机构的下端具有纵向移动且用于从熔炉中装盛汤料的汤勺；所述搅拌机构活动连接在所述横梁的另一导轨，所述搅拌机构的下端具有纵向移动且吸取焓块并对汤勺中的汤料进行搅拌制浆的搅拌棒。

2.如权利要求1所述的半固态制浆及给汤集成结构，其特征在于，所述给汤机构包括第一横移头、于纵向移动的第一升降件以及上述的汤勺，所述第一横移头活动连接于所述横梁的一导轨，所述第一升降件连接于所述第一横移头，且朝下延伸布置，所述汤勺连接于所述第一升降件的下端。

3.如权利要求2所述的半固态制浆及给汤集成结构，其特征在于，所述汤勺与所述第一升降件之间连接有用于驱动所述汤勺摆动的连杆机构。

4.如权利要求1所述的半固态制浆及给汤集成结构，其特征在于，所述搅拌机构包括第二横移头、于纵向移动的第二升降件以及上述的搅拌棒，所述第二横移头活动连接于所述横梁的另一导轨，所述第二升降件连接于所述第二横移头，所述搅拌棒连接于所述第二升降件的下端，所述搅拌棒的下端设有用于吸取焓块的搅拌头。

5.如权利要求1至4任一项所述的半固态制浆及给汤集成结构，其特征在于，所述半固态制浆及给汤集成结构包括焓块输送机构，所述焓块输送机构包括布置在熔炉上端面上的焓块料盘、滑道以及取料盘，所述焓块料盘与所述取料盘相间布置，且所述焓块料盘置于所述取料盘的上方，所述滑道呈倾斜状连接在所述焓块料盘及取料盘之间。

6.如权利要求5所述的半固态制浆及给汤集成结构，其特征在于，所述横梁的下方设有竖架，所述取料盘连接在所述竖架上。

7.如权利要求1至4任一项所述的半固态制浆及给汤集成结构，其特征在于，所述半固态制浆及给汤集成结构包括用于对搅拌汤料后的搅拌棒的表面进行清料的清料机构。

8.如权利要求7所述的半固态制浆及给汤集成结构，其特征在于，所述清料机构包括位于所述横梁下方的固定架以及两个刀片，两个所述刀片设置在所述固定架上，且分别连接有驱动电机，两个所述刀片相间隔布置，两者之间形成用于供所述搅拌棒穿过的间隔区域。

9.如权利要求1至4任一项所述的半固态制浆及给汤集成结构，其特征在于，所述架体具有立柱，所述横梁连接于所述立柱的上端，所述立柱上设有多个冷却阀头，各个所述冷却阀头具有对齐所述搅拌棒的出风口。

10.如权利要求1至4任一项所述的半固态制浆及给汤集成结构，其特征在于，所述搅拌棒为空心棒，所述空心棒与进气管连通。