CN105081269A - 镁合金半固态射出成型机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种镁合金半固态射出成型机构，包括水平设置的料筒，料筒的一端面上设有喷嘴，料筒的另一端内设有耐磨损活塞，喷料推块由第一推块驱动机构驱动并能够沿料筒轴向往返运动，料筒外周设有料筒加热装置；料筒的上侧面上设有进料口，进料口内设有搅拌制浆输送螺杆，进料口外密封连接一第一进料通道的下端；第一进料通道的上端连接于一倾斜设置的料仓的出料口上，第一进料通道外周设有进料加热装置；料仓相对其出料口的另一侧设有进料推块，进料推块由第二推块驱动机构驱动并能够使置于料仓的镁锭推送至第一进料通道内。该镁合金半固态射出成型机构采用镁锭直接作为原料，不需要预先车削镁锭形成颗粒状，大大降低加工成本，并可加大熔接能力，实现大产品的制作。

Description

镁合金半固态射出成型机构

技术领域

本发明涉及一种射出成型机构，尤其涉及一种镁合金半固态射出成型机构。

背景技术

在汽车轻量化，电子产品追求人性化的声浪下，传统材料的设计难以满足需求，因应潮流而起的解决之道是镁合金成型品，镁的密度约为铝的2/3，在实际应用的金属中是最轻的。镁合金的吸振能力强、切削性能好、金属模铸造性能好，以及良好的耐磨性等很适合制造汽车零件。因此，在品质及环保的要求下，以镁合金制作汽车仪表板骨架、座椅、转向柱部件、转向盘轮芯、变速箱壳体、发动机悬置等和电子产品的外壳及内部零件已成为主流趋势，镁合金的成型也受到越来越多的关注。

镁合金半固态射出成型技术又称触变成型，是指将镁合金颗粒或碎片经射出机的射出单元加热至部分熔融状态，形成固液两相共存状态，即半固态，再用螺杆剪切(使镁合金原有的固相变成球状，以降低半固态合金的粘度，提高其流动性)并推送该半固态粘浆至成型模具内进行射出成型，是由塑料射出成型衍生应用于镁合金的成型制程。

但现有的镁合金射出成型机构必须使用颗粒料，即镁锭需首先经车削加工成颗粒料才可以投放到射出成型机构，不仅增加了工艺步骤，而且加工成本高；其次现有的射出成型机构的料筒熔化能力受料筒形状制约，无法制造大型产品。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种镁合金半固态射出成型机构，可直接采用镁锭作为原料，不仅降低了加工成本，而且可以制作大型产品。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种镁合金半固态射出成型机构，包括水平设置的料筒，该料筒的一端面上设有与该料筒内部空腔密封连通的射出成型用喷嘴，该料筒的另一端内设有耐磨损活塞，该耐磨损活塞由第一推块驱动机构驱动并能够沿该料筒轴向往返运动，该料筒外周设有料筒加热装置；所述料筒的上侧面上设有进料口，该进料口内设有搅拌制浆输送螺杆，该进料口外密封连接一倾斜设置的第一进料通道；该第一进料通道的上端连接于一倾斜设置的料仓的出料口上，该第一进料通道外周设有进料加热装置；该料仓相对其出料口的另一侧设有进料推块，该进料推块由第二推块驱动机构驱动并能够使置于料仓的镁锭推送至第一进料通道内。

作为本发明的进一步改进，所述喷嘴设置于所述料筒一端面的中心的上方位置处，该喷嘴外周设有喷嘴加热装置。

作为本发明的进一步改进，所述进料口沿竖直方向设置。

作为本发明的进一步改进，所述进料口向外延伸形成第二进料通道，所述搅拌制浆输送螺杆设置于该第二进料通道内，该第二进料通道外周设有第二进料加热装置。

作为本发明的进一步改进，所述第二进料通道在与所述第一进料通道连接处向上延伸并连接第一油缸，该第一油缸上方设有第一电机，所述搅拌制浆输送螺杆上端穿过该第一油缸与该第一电机传动连接。

作为本发明的进一步改进，所述第一进料通道的内径从上端至下端逐渐变小，且该第一进料通道的中部的内径与镁锭的最大外径一致。

作为本发明的进一步改进，所述第一推块驱动机构为活塞式液压缸，所述耐磨损活塞与该活塞式液压缸的活塞杆固定连接；所述第二推块驱动机构为第二电机。

作为本发明的进一步改进，所述料仓为从其底部至上部逐渐变大的棱台状。

作为本发明的进一步改进，所述出料口设置于所述料仓的一侧面靠近其底部位置处。

作为本发明的进一步改进，所述料筒加热装置和进料加热装置均为环形加热圈。

本发明的有益效果是：该镁合金半固态射出成型机构采用镁锭直接作为原料，不需要预先车削镁锭形成颗粒状，大大降低加工成本；无需使用对环境有害的保护气体；原料无损耗，无需清渣；可加大熔化能力，实现大产品的制作；耗材通过加工后可重复利用，降低生产成本；材料加热温度低，能耗少。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为图1中H部放大结构示意图；

图3为本发明单个镁锭结构示意图；

图4为本发明两个镁锭配合结构示意图；

图5为图1的A-A剖面结构示意图；

图6为图1的B-B剖面结构示意图；

图7为图1的C-C剖面结构示意图。

结合附图，作以下说明：

1——料筒2——喷嘴

3——耐磨损活塞4——料筒加热装置

5——进料口6——搅拌制浆输送螺杆

7——第一进料通道8——料仓

9——出料口10——进料加热装置

11——进料推块12——第二进料通道

13——第一油缸14——第一电机

15——活塞式液压缸16——第二电机

17——成型模具151——活塞杆

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的一个较佳实施例作详细说明。但本发明的保护范围不限于下述实施例，即但凡以本发明申请专利范围及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖范围之内。

如图1所示，一种镁合金半固态射出成型机构，包括水平设置的料筒1，该料筒外周设有料筒加热装置4，该料筒加热装置可选用加热圈或其他加热装置。该料筒的一端面上设有与该料筒内部空腔密封连通的射出成型用喷嘴2，该喷嘴设置于料筒1一端面的中心的上方位置处，并连接至成型模具17的成型进料口上，该喷嘴外周设有喷嘴加热装置21。

该料筒的另一端内设有耐磨损活塞3，该耐磨损活塞由第一推块驱动机构驱动并能够沿该料筒轴向往返运动，本例中，该第一推块驱动机构为活塞式液压缸15，耐磨损活塞3与该活塞式液压缸的活塞杆151固定连接，通过该活塞式液压缸15的油路控制由其活塞杆151带动耐磨损活塞在料筒内沿料筒轴向往返运动，从而实现料筒内物料的射出成型，此为本领域技术人员的公知技术，在此不在赘述。

所述料筒的上侧面上沿竖直方向设有进料口5，该进料口向外延伸形成第二进料通道12，该第二进料通道12内设有搅拌制浆输送螺杆6，该第二进料通道12外周设有第二进料加热装置121。该第二进料通道在与第一进料通道连接处又向上延伸并连接第一油缸13，该第一油缸上方设有第一电机14，所述搅拌制浆输送螺杆6上端穿过该第一油缸与该第一电机传动连接。由该第一电机14传动实现搅拌制浆输送螺杆6在第二进料通道12内的转动，从而对进入第二进料通道内的物料进行搅拌输送。

所述第二进料通道12密封连接一倾斜设置的第一进料通道7，该第一进料通道的上端连接于一倾斜设置的料仓8的出料口9上，该出料口设置于所述料仓的一侧面靠近其底部位置处，该第一进料通道外周设有进料加热装置10，该进料加热装置可选择环形或片状加热圈等加热装置。该料仓相对其出料口的另一侧设有进料推块11，该进料推块由第二推块驱动机构驱动并能够使置于料仓的镁锭推送至第一进料通道内。本例中，所述第二推块驱动机构为第二电机16，该第二电机驱动一丝杆转动，该丝杆外套设丝杆螺母，进料推块连接于该丝杆螺母上，这样由第二电机即带动进料推块沿丝杆根据计量需求进行往返运动，从而将位于料仓底部的镁锭被逐步推送至第一进料通道内。其中，所述料仓为从其底部至上部逐渐变大的棱台状，即该料仓的截面为相应重叠等腰梯形，与镁锭的形状匹配(如图4所示)，料仓储料时，可将镁锭依次正反面叠放，这样在推送镁锭时，可同时将两个镁锭(见图4)推送至第一进料通道7内。其中，所述第一进料通道的内径从上端至下端逐渐变小，且该第一进料通道的下端的内径渐变为圆形，出料口内径与搅拌制浆输送螺杆的螺距相等。

本发明所述镁合金半固态射出成型机构在工作时，物料镁锭20可依次正反放置于料仓8内，在料仓8设有预热加热装置，以将镁锭进行预热与去除镁锭存放时可能含有的水分。然后，由第二推块驱动机构即第二电机16驱动使位于下方的两个镁锭同时从料仓的出料口9推送至第一进料通道7，镁锭被推送至第一进料通道7内后，第一进料通道外周设置的进料分段可控加热装置即环形加热圈对第一进料通道进行分段梯度加热，使位于其内的镁锭开始熔化，由于加热时间和温控区域设定温度不同，位于前端的镁锭首先熔化，在待进入料筒1的进料口5时刚好被加热至熔融状态，在第一进料通道7靠第二进料通道12的前端材料已处于半熔融状态，温度在580C°以上，在第二电机16和进料推块11的作用下，镁锭向第一进料通道7内前进，镁锭的前端受高温迅速开始膨胀并变软并充满第一进料通道7内壁，形成一个活塞的形式，但还未熔化，此时活性也不高，正好可以当做一道将第一进料通道7前端温度高快熔化的物料与空气隔绝的屏障；进料推块11向前推进时第一油缸13向上移动正好一个搅拌制浆输送螺杆6的螺距的距离，搅拌制浆输送螺杆6的前端与进料口5处于打开状态，第一电机13驱动搅拌制浆输送螺杆6，将半熔融态的镁料进行搅拌输送到料桶1内，使镁合金原有的固相变成球状，以降低半固态合金的粘度，提高其流动性。熔融状态即半固态的物料由进料口5流入至料筒1内，耐磨损活塞在活塞式液压缸15的驱动下根据待制产品的大小与第一电机联动向后退一定距离，当料筒内的物料达到设定量时，由第一推块驱动机构即活塞式液压缸15，耐磨损活塞3对料筒1内的物料从喷嘴2高速射入成型模具17内成型，得到需要的镁合金产品。

本发明的喷嘴不是设置在料筒的中心位置，而是设置在中心位置偏上方，这样可以使料筒内存储更多的物料时再进行射出成型，既可以防止物料外泄，又能增加一次射出成型射出的物料，从而实现大产品的射出成型。

本发明的第一进料通道采用倾斜设置，且其下端内径小，至其上端半径逐渐变大，这样设置可以使镁锭更容易进料，由于加热时下端的镁锭先熔化，而镁锭上端同时受进料推块的推力作用，正好将熔化的镁锭推送至料筒的进料口，然后由进料口的搅拌制浆输送螺杆6进行搅拌后进入料筒，料筒对物料继续进行加热保温，以保持镁合金半固态所需要的温度，从而可以实现更好的成型射出。

由此，本发明采用了上述结构，采用镁锭直接作为原料，不需要预先车削镁锭形成颗粒状，大大降低了加工成本；无需使用对环境有害的保护气体，更加环保；原料无损耗，无需清渣；熔解能力强，可实现制作大产品的设计；耗材通过加工后可重复利用，降低生产成本；材料加热温度低，能耗少。

Claims (10)

1.一种镁合金半固态射出成型机构，其特征在于：包括水平设置的料筒(1)，该料筒的一端面上设有与该料筒内部空腔密封连通的射出成型用喷嘴(2)，该料筒的另一端内设有耐磨损活塞(3)，该耐磨损活塞由第一推块驱动机构驱动并能够沿该料筒轴向往返运动，该料筒外周设有料筒加热装置(4)；所述料筒的上侧面上设有进料口(5)，该进料口内设有搅拌制浆输送螺杆(6)，该进料口外密封连接一倾斜设置的第一进料通道(7)；该第一进料通道的上端连接于一倾斜设置的料仓(8)的出料口(9)上，该第一进料通道外周设有进料加热装置(10)；该料仓相对其出料口的另一侧设有进料推块(11)，该进料推块由第二推块驱动机构驱动并能够使置于料仓的镁锭推送至第一进料通道内。

2.根据权利要求1所述的镁合金半固态射出成型机构，其特征在于：所述喷嘴设置于所述料筒一端面的中心的上方位置处，该喷嘴外周设有喷嘴加热装置(21)。

3.根据权利要求1所述的镁合金半固态射出成型机构，其特征在于：所述进料口沿竖直方向设置。

4.根据权利要求3所述的镁合金半固态射出成型机构，其特征在于：所述进料口向外延伸形成第二进料通道(12)，所述搅拌制浆输送螺杆设置于该第二进料通道内，该第二进料通道外周设有第二进料加热装置(121)。

5.根据权利要求4所述的镁合金半固态射出成型机构，其特征在于：所述第二进料通道在与所述第一进料通道连接处向上延伸并连接第一油缸(13)，该第一油缸上方设有第一电机(14)，所述搅拌制浆输送螺杆上端穿过该第一油缸与该第一电机传动连接。

6.根据权利要求1所述的镁合金半固态射出成型机构，其特征在于：所述第一进料通道的内径从上端至下端逐渐变小，且该第一进料通道的中部的内径与镁锭的最大外径一致。

7.根据权利要求1所述的镁合金半固态射出成型机构，其特征在于：所述第一推块驱动机构为活塞式液压缸(15)，所述耐磨损活塞与该活塞式液压缸的活塞杆(151)固定连接；所述第二推块驱动机构为第二电机(16)。

8.根据权利要求1所述的镁合金半固态射出成型机构，其特征在于：所述料仓为从其底部至上部逐渐变大的棱台状。

9.根据权利要求1所述的镁合金半固态射出成型机构，其特征在于：所述出料口设置于所述料仓的一侧面靠近其底部位置处。

10.根据权利要求1所述的镁合金半固态射出成型机构，其特征在于：所述料筒加热装置和进料加热装置均为环形加热圈。