CN116079035A - 一种金属靶材毛坯料浇铸设备及方法 - Google Patents

一种金属靶材毛坯料浇铸设备及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种金属靶材毛坯料浇铸设备及方法，涉及及浇铸技术领域，该浇铸设备包括工作平台和设置在其下端四个边角位置的支腿，所述支腿上方设有用于浇铸的浇铸模具，所述浇铸模具下端开设有一个加热腔，所述加热腔下方设有一个翻转座，所述翻转座左端与安装柱右端转动连接，所述翻转座一面设有用于伸入加热腔中对浇铸模具进行加热的电感加热块，所述翻转座另一面设有用于伸入加热腔中对浇铸模具进行降温的散热环，本发明中通过磁力传递振动力，这样就可以避免振动部件与浇铸模具直接接触，在可以实现振动除气泡的同时还可以保证部件不会烫伤，保证了部件的使用寿命，另外还构建了可拆分的浇铸模具，使得后期卸料更加方便，实用性强。

Description

一种金属靶材毛坯料浇铸设备及方法
技术领域
本发明涉及浇铸技术领域，具体是一种金属靶材毛坯料浇铸设备及方法。
背景技术
稀土金属靶材毛坯料是稀土金属靶材加工前的稀土金属坯料，其经过机加工后就是稀土金属靶材。稀土金属靶材是制备高性能磁控溅射薄膜的不可缺少原料，靶材坯料的微观结构直接影响靶材的溅射性能，在获取金属靶块时需要进行浇铸，浇铸过程需要对模具进行振动，以降低浇铸液中的气体，基于此要求，现有专利公告号为CN114855134B的专利公布了一种稀土金属靶材毛坯料的制备方法及浇铸机构，其中的浇铸设备在实际使用时振动部件与模具直接接触，造成振动部件容易被高温损失，并且这种浇铸方式也不方便后期的取料。
基于此，现在提供一种金属靶材毛坯料浇铸设备及方法，可以消除现有装置存在的弊端。
发明内容
本发明的目的在于提供一种金属靶材毛坯料浇铸设备及方法，以解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种金属靶材毛坯料浇铸设备，包括工作平台和设置在其下端四个边角位置的支腿，所述支腿上方设有用于浇铸的浇铸模具，所述浇铸模具下端开设有一个加热腔，所述加热腔下方设有一个翻转座，所述翻转座左端与安装柱右端转动连接，所述翻转座一面设有用于伸入加热腔中对浇铸模具进行加热的电感加热块，所述翻转座另一面设有用于伸入加热腔中对浇铸模具进行降温的散热环，所述安装柱右端设有用于带动翻转座转动的转向电机，通过转向电机带动翻转座转动，从而切换对浇铸模具加热或制冷的状态，所述安装柱连接用于带动其上下运动的升降机构。
所述翻转座和浇铸模具之间还设有用于对浇铸液进行抖动以消除其内部气泡的振动机构。
在上述技术方案的基础上，本发明还提供以下可选技术方案：
在一种可选方案中：所述工作平台上端开设有一个调节缺口。
在一种可选方案中：所述振动机构包括设置在浇铸块下端的滑动腔，每个滑动腔中都滑动设有一个活塞块，所述活塞块下端两侧与滑动腔之间通过第二弹簧连接，所述活塞块下端设有一个滑动块，所述翻转座上端开设有一个磁力腔，该磁力腔中滑动设有一个磁力活塞块，所述磁力活塞块与滑动块磁性相斥，所述磁力活塞块连接用于带动其上下往复运动的往复推动件。
在一种可选方案中：所述散热环为半导体制冷片。
在一种可选方案中：所述浇铸模具由多个浇铸块拼接而成，这种拼接的方式便于后期的卸料，每个浇铸块外端都设有一个导向横杆，所述导向横杆滑动设置在支撑竖板上，所述浇铸块外侧与支撑竖板之间通过第一弹簧连接固定，所述支撑竖板下端与工作平台上端连接固定，在第一弹簧的作用下，多个浇铸块合并构成了浇铸模具，所述导向横杆连接用于带动其沿着向外侧移动的分离机构。
在一种可选方案中：所述升降机构包括滑动设置在支撑竖板上的升降滑套，所述升降滑套一侧设有与安装柱连接的连杆，所述升降滑套另一侧设有传动块，所述传动块与传动螺杆螺纹配合，所述传动螺杆上端与支撑竖板外侧的侧块转动连接，所述传动螺杆下端连接用于带动其转动的升降电机。
在一种可选方案中：所述往复推动件包括转动设置在磁力活塞块下端的传动连杆，所述传动连杆下端外侧设有一个传动滑块，所述磁力腔中水平转动设有一个转动杆，所述转动杆一端与磁力腔内壁转动连接，所述转动杆另一端连接用于带动其转动的振动电机，所述转动杆上设有一个传动盘，所述传动盘左侧面分布有一个椭圆槽，所述传动滑块与椭圆槽滑动配合。
在一种可选方案中：所述分离机构包括设置在工作平台上方的固定环，所述固定环下端通过定位桩与工作平台连接固定，所述固定环内侧转动设有一个转动环，所述转动环连接用于带动其转动的旋转驱动件，所述转动环下端设有若干个抵压凸起，所述导向横杆上端设有竖杆，每个竖杆上端转动设有一个抵压轮。
在一种可选方案中：所述旋转驱动件包括设置在固定环上端的调节电机，所述固定环的输出端设有驱动齿轮，所述驱动齿轮与转动环上端的从动齿环相互啮合。
相较于现有技术，本发明的有益效果如下：
本发明中通过磁力传递振动力，这样就可以避免振动部件与浇铸模具直接接触，在可以实现振动除气泡的同时还可以保证部件不会烫伤，保证了部件的使用寿命，另外还构建了可拆分的浇铸模具，使得后期卸料更加方便，实用性强。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明内部的结构示意图。
图3为本发明B处结构示意图。
图4为本发明A处结构示意图。
附图标记注释：工作平台11、支撑竖板12、第一弹簧13、导向横杆14、抵压轮15、抵压凸起16、浇铸块17、加热腔18、浇铸模具19、振动件20、电感加热块21、转动环22、驱动齿轮23、调节电机24、固定环25、侧块26、传动块27、传动螺杆28、升降电机29、升降滑套30、安装柱31、转向电机32、调节缺口33、翻转座34、推动机构35、磁力活塞块36、振动电机37、支腿38、散热环39、滑动块40、滑动腔41、第二弹簧42、活塞块43、转动杆44、传动盘45、椭圆槽46、传动滑块47、传动连杆48。
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。
在一个实施例中，如图1-图3所示，一种金属靶材毛坯料浇铸设备，包括工作平台11和设置在其下端四个边角位置的支腿38，所述支腿38上方设有用于浇铸的浇铸模具19，所述浇铸模具19下端开设有一个加热腔18，所述加热腔18下方设有一个翻转座34，所述翻转座34左端与安装柱31右端转动连接，所述翻转座34一面设有用于伸入加热腔18中对浇铸模具19进行加热的电感加热块21，所述翻转座34另一面设有用于伸入加热腔18中对浇铸模具19进行降温的散热环39，所述安装柱31右端设有用于带动翻转座34转动的转向电机32，通过转向电机32带动翻转座34转动，从而切换对浇铸模具19加热或制冷的状态，所述安装柱31连接用于带动其上下运动的升降机构，通过升降机构带动翻转座34靠近浇铸模具19移动，从而使得散热环39或者电感加热块21伸入加热腔18中，所述工作平台11上端开设有一个调节缺口33；
所述浇铸模具19由多个浇铸块17拼接而成，这种拼接的方式便于后期的卸料，每个浇铸块17外端都设有一个导向横杆14，所述导向横杆14滑动设置在支撑竖板12上，所述浇铸块17外侧与支撑竖板12之间通过第一弹簧13连接固定，所述支撑竖板12下端与工作平台11上端连接固定，在第一弹簧13的作用下，多个浇铸块17合并构成了浇铸模具19，所述导向横杆14连接用于带动其沿着向外侧移动的分离机构，通过分离机构可以使得多个浇铸块17分离，这样便于从成型腔中取出浇铸后的金属靶；
所述升降机构包括滑动设置在支撑竖板12上的升降滑套30，所述升降滑套30一侧设有与安装柱31连接的连杆，所述升降滑套30另一侧设有传动块27，所述传动块27与传动螺杆28螺纹配合，所述传动螺杆28上端与支撑竖板12外侧的侧块26转动连接，所述传动螺杆28下端连接用于带动其转动的升降电机29，在升降电机29的作用下，传动螺杆28与传动块27相对转动，在螺纹的作用下，传动块27带动升降滑套30沿着支撑竖板12滑动，升降滑套30带动安装柱31上下移动，从而为翻转座34高度调节提供动力；
所述翻转座34和浇铸模具19之间还设有用于对浇铸液进行抖动以消除其内部气泡的振动机构，所述振动机构包括设置在浇铸块17下端的滑动腔41，每个滑动腔41中都滑动设有一个活塞块43，所述活塞块43下端两侧与滑动腔41之间通过第二弹簧42连接，所述活塞块43下端设有一个滑动块40，所述翻转座34上端开设有一个磁力腔，该磁力腔中滑动设有一个磁力活塞块36，所述磁力活塞块36与滑动块40磁性相斥，所述磁力活塞块36连接用于带动其上下往复运动的往复推动件，在往复推动件的作用下，磁力活塞块36在磁力腔中上下往复运动，在磁力的作用下，活塞块43也会在滑动腔41中往复运动，从而形成对浇铸块17的撞击，这样浇铸液也会抖动，从而消除浇铸液中的气泡；
所述往复推动件包括转动设置在磁力活塞块36下端的传动连杆48，所述传动连杆48下端外侧设有一个传动滑块47，所述磁力腔中水平转动设有一个转动杆44，所述转动杆44一端与磁力腔内壁转动连接，所述转动杆44另一端连接用于带动其转动的振动电机37，所述转动杆44上设有一个传动盘45，所述传动盘45左侧面分布有一个椭圆槽46，所述传动滑块47与椭圆槽46滑动配合，由于椭圆槽46为椭圆结构，当振动电机37带动转动杆44转动时，椭圆槽46内壁会对传动滑块47产生推动力，从而使得磁力活塞块36上下往复运动，这样就为振动提供的驱动源；
需要注意的是，这里的驱动方式不是直接接触，这样浇铸的高温不会对往复推动件造成影响，有助于保证部件的使用寿命；
所述分离机构包括设置在工作平台11上方的固定环25，所述固定环25下端通过定位桩与工作平台11连接固定，所述固定环25内侧转动设有一个转动环22，所述转动环22连接用于带动其转动的旋转驱动件，所述转动环22下端设有若干个抵压凸起16，所述导向横杆14上端设有竖杆，每个竖杆上端转动设有一个抵压轮15，通过旋转驱动件带动转动环22转动，转动环22下端的抵压凸起16会对抵压轮15产生向外的推力，从而使得导向横杆14向外侧滑动，这样导向横杆14端部的浇铸块17则会分离，从而为脱模提供动力；
所述旋转驱动件包括设置在固定环25上端的调节电机24，所述固定环25的输出端设有驱动齿轮23，所述驱动齿轮23与转动环22上端的从动齿环相互啮合，通过调节电机24带动驱动齿轮23转动，驱动齿轮23与从动齿环配合带动转动环22转动，从而为转动环22转动提供动力。
上述实施例公布了一种金属靶材毛坯料浇铸设备及方法，其中，在实际使用时，先将电感加热块21移动至加热腔18中，通过加热腔18对浇铸模具19进行升温，然后将液态的金属靶倒入浇铸模具19中，再通过振动机构工作，使得浇铸模具19振动，进而将液态金属液中的气泡溢出，浇铸完成后，通过升降机构带动翻转座34下降，使得电感加热块21从加热腔18中脱离，然后通过转向电机32带动翻转座34转动，使得散热环39朝上设置，再通过升降机构带动翻转座34上升，使得散热环39伸入加热腔18中，从而实现对浇铸模具19进行降温，使得浇铸后的金属靶冷却，随后通过旋转驱动件带动转动环22转动，转动环22下端的抵压凸起16会对抵压轮15产生向外的推力，从而使得导向横杆14向外侧滑动，这样导向横杆14端部的浇铸块17则会分离，从而使得金属靶与浇铸模具19分离，便于取料。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种金属靶材毛坯料浇铸设备，包括工作平台(11)和设置在其下端四个边角位置的支腿(38)，所述支腿(38)上方设有用于浇铸的浇铸模具(19)，所述浇铸模具(19)下端开设有一个加热腔(18)；
其特征在于，所述加热腔(18)下方设有一个翻转座(34)，所述翻转座(34)左端与安装柱(31)右端转动连接，所述翻转座(34)一面设有用于伸入加热腔(18)中对浇铸模具(19)进行加热的电感加热块(21)；
所述翻转座(34)另一面设有用于伸入加热腔(18)中对浇铸模具(19)进行降温的散热环(39)，所述安装柱(31)右端设有用于带动翻转座(34)转动的转向电机(32)，通过转向电机(32)带动翻转座(34)转动，从而切换对浇铸模具(19)加热或制冷的状态，所述安装柱(31)连接用于带动其上下运动的升降机构；
所述翻转座(34)和浇铸模具(19)之间还设有用于对浇铸液进行抖动以消除其内部气泡的振动机构。
2.根据权利要求1所述的金属靶材毛坯料浇铸设备，其特征在于，所述工作平台(11)上端开设有一个调节缺口(33)。
3.根据权利要求1所述的金属靶材毛坯料浇铸设备，其特征在于，所述振动机构包括设置在浇铸块(17)下端的滑动腔(41)，每个滑动腔(41)中都滑动设有一个活塞块(43)，所述活塞块(43)下端两侧与滑动腔(41)之间通过第二弹簧(42)连接，所述活塞块(43)下端设有一个滑动块(40)，所述翻转座(34)上端开设有一个磁力腔，该磁力腔中滑动设有一个磁力活塞块(36)，所述磁力活塞块(36)与滑动块(40)磁性相斥，所述磁力活塞块(36)连接用于带动其上下往复运动的往复推动件。
4.根据权利要求1所述的金属靶材毛坯料浇铸设备，其特征在于，所述散热环(39)为半导体制冷片。
5.根据权利要求1所述的金属靶材毛坯料浇铸设备，其特征在于，所述浇铸模具(19)由多个浇铸块(17)拼接而成，这种拼接的方式便于后期的卸料，每个浇铸块(17)外端都设有一个导向横杆(14)，所述导向横杆(14)滑动设置在支撑竖板(12)上，所述浇铸块(17)外侧与支撑竖板(12)之间通过第一弹簧(13)连接固定，所述支撑竖板(12)下端与工作平台(11)上端连接固定，在第一弹簧(13)的作用下，多个浇铸块(17)合并构成了浇铸模具(19)，所述导向横杆(14)连接用于带动其沿着向外侧移动的分离机构。
6.根据权利要求5所述的金属靶材毛坯料浇铸设备，其特征在于，所述升降机构包括滑动设置在支撑竖板(12)上的升降滑套(30)，所述升降滑套(30)一侧设有与安装柱(31)连接的连杆，所述升降滑套(30)另一侧设有传动块(27)，所述传动块(27)与传动螺杆(28)螺纹配合，所述传动螺杆(28)上端与支撑竖板(12)外侧的侧块(26)转动连接，所述传动螺杆(28)下端连接用于带动其转动的升降电机(29)。
7.根据权利要求3所述的金属靶材毛坯料浇铸设备，其特征在于，所述往复推动件包括转动设置在磁力活塞块(36)下端的传动连杆(48)，所述传动连杆(48)下端外侧设有一个传动滑块(47)，所述磁力腔中水平转动设有一个转动杆(44)，所述转动杆(44)一端与磁力腔内壁转动连接，所述转动杆(44)另一端连接用于带动其转动的振动电机(37)，所述转动杆(44)上设有一个传动盘(45)，所述传动盘(45)左侧面分布有一个椭圆槽(46)，所述传动滑块(47)与椭圆槽(46)滑动配合。
8.根据权利要求5所述的金属靶材毛坯料浇铸设备，其特征在于，所述分离机构包括设置在工作平台(11)上方的固定环(25)，所述固定环(25)下端通过定位桩与工作平台(11)连接固定，所述固定环(25)内侧转动设有一个转动环(22)，所述转动环(22)连接用于带动其转动的旋转驱动件，所述转动环(22)下端设有若干个抵压凸起(16)，所述导向横杆(14)上端设有竖杆，每个竖杆上端转动设有一个抵压轮(15)。
9.根据权利要求8所述的金属靶材毛坯料浇铸设备，其特征在于，所述旋转驱动件包括设置在固定环(25)上端的调节电机(24)，所述固定环(25)的输出端设有驱动齿轮(23)，所述驱动齿轮(23)与转动环(22)上端的从动齿环相互啮合。
10.一种权利要求1-9任一项所述的金属靶材毛坯料浇铸设备的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：先将电感加热块(21)移动至加热腔(18)中，通过加热腔(18)对浇铸模具(19)进行升温，然后将液态的金属靶倒入浇铸模具(19)中；
步骤二：再通过振动机构工作，使得浇铸模具(19)振动，进而将液态金属液中的气泡溢出，浇铸完成后，通过升降机构带动翻转座(34)下降，使得电感加热块(21)从加热腔(18)中脱离；
步骤三：然后通过转向电机(32)带动翻转座(34)转动，使得散热环(39)朝上设置，再通过升降机构带动翻转座(34)上升，使得散热环(39)伸入加热腔(18)中，从而实现对浇铸模具(19)进行降温，使得浇铸后的金属靶冷却；
步骤四：随后通过旋转驱动件带动转动环(22)转动，转动环(22)下端的抵压凸起(16)会对抵压轮(15)产生向外的推力，从而使得导向横杆(14)向外侧滑动，这样导向横杆(14)端部的浇铸块(17)则会分离，从而使得金属靶与浇铸模具(19)分离，便于取料。
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