CN117733114A - 一种高精度复杂合金压铸件一体成型工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于铝合金压铸件成型技术领域，提供了一种高精度复杂合金压铸件一体成型工艺，其特征在于包括以下步骤：S1、向经过预热升温的熔炼炉内加入铝合金金属原料，以将铝合金金属原料熔化并升温，得到铝合金液，将得到的铝合金液转移至保温炉内，并向铝合金液加入固态的金属变质剂。旨在解决现有技术中不能够对铝合金溶液中大量的空气进行除去，导致压铸件强度和质量低下的技术问题。相较于现有技术，本发明的有益效果如下：低压使得铝合金溶液中溶解的气体逸出，从而大量减少了铝合金溶液中气体的含量，进而减少后续压铸时气孔的产生，增加铝合金压铸件的整体密度，提高铝合金压铸件的强度和质量。

Description

一种高精度复杂合金压铸件一体成型工艺

技术领域

本发明属于铝合金压铸件成型技术领域，尤其涉及一种高精度复杂合金压铸件一体成型工艺。

背景技术

铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶铝合金及化学工业中已大量应用。铸造铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，有着相当大的市场潜力，属于新材料领域，在工业上的使用量仅次于钢。随着现代工业及铸造新技术的发展，对铸造铝合金需求也越来越大。

随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展，压铸件的结构越来越复杂，对各类铝合金压铸件的集成化、轻量化、可靠性提出了更高的要求，对铝合金压铸件的尺寸精度和表面质量也提出了更高的要求，有的采用人工进行加注铝合金压铸液，加注的量不能够控制，而且大大降低了压铸效率，针对上述的技术问题，申请人检索到了一些现有技术，例如专利公开号为CN219817980U的中国专利，其在使用时通过调节每次压铸液上料的量，进而满足不同压铸件的供料需求，通过周期性供料，压铸效率比较高，但是其在供料时，铝合金溶液位于供料管内，供料管中还有大量的空气，同时铝合金溶液本身会溶解空气，后续将供料管中的铝合金溶液压入模具时会使得气体压力增大，进而增加铝合金溶液中空气的溶解度，从而导致更多的空气溶解在铝合金溶液中，后续压铸时由于空气的存在使得压铸件产生气孔，降低了压铸件的强度和质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高精度复杂合金压铸件一体成型工艺，旨在解决现有技术中不能够对铝合金溶液中大量的空气进行除去，导致压铸件强度和质量低下的技术问题。

本发明是这样实现的，一种高精度复杂合金压铸件一体成型工艺，其特征在于包括以下步骤：

S1、向经过预热升温的熔炼炉内加入铝合金金属原料，以将铝合金金属原料熔化并升温，得到铝合金液，将得到的铝合金液转移至保温炉内，并向铝合金液加入固态的金属变质剂，然后将铝合金液和金属变质剂一起搅拌，搅拌完成后将铝合金溶液加入高精度复杂合金压铸件一体成型设备中；

S2、通过第一伸缩件带动活塞板向下移动至落料管内封堵落料管，通过进料管向料筒中加入铝合金溶液，通过第一搅拌杆和第二搅拌杆对铝合金溶液进行搅拌，使铝合金溶液中溶解的气体溢出，气体形成的气泡向上移动将铝合金溶液中的杂质带动铝合金溶液的上层；

S3、第一伸缩件带动活塞板向上离开落料管使铝合金溶液进入落料管内，然后使活塞板下移将落料管内的铝合金溶液压入压铸组件中进行压铸，压铸完成后取出压铸件；

S4、通过液面高度传感器检测料筒内铝合金溶液的高度，当铝合金溶液液面高度达到设定阈值时，活塞板移动至落料管内并位于回收管与落料管连接位置的下侧，通过回收管对剩余铝合金溶液进行回收。

进一步的技术方案：步骤S2中通过第一搅拌杆和第二搅拌杆对铝合金溶液进行搅拌的具体步骤包括：

S101、第一旋转动力件驱动第二齿轮转动，第二齿轮通过啮合的第二齿圈带动竖管转动，竖管带动第一搅拌杆的转动；

S102、竖管同步带动第一齿圈转动，第一齿圈通过啮合的多组第一齿轮带动多组转轴同时转动，转轴带动其上的第二搅拌杆转动。

进一步的技术方案：步骤S4通过回收管对剩余铝合金溶液进行回收的具体步骤包括：

S201、打开回收管上的阀门，使落料管中的剩余铝合金溶液沿着回收管流动至回收箱内；

S202、铝合金溶液在回收箱内静置，使铝合金溶液中的杂质向下沉淀，沉淀完成后，通过第二旋转动力件带动多组隔板缓慢转动，从而使得多组隔板在铝合金溶液中间形成封闭平面，实现铝合金溶液的分隔，隔板上方的较为纯净的铝合金溶液回收至料筒内继续使用，隔板下方杂质较多的铝合金溶液另回收作他用。

进一步的技术方案：高精度复杂合金压铸件一体成型设备包括料筒，所述料筒两端分别连通有进料管和落料管，所述料筒内转动安装有同轴布设的竖管，竖管上固定安装有多组间隔分布的第一搅拌杆，料筒内转动安装有多组转轴，转轴固定安装有多组间隔分布的第二搅拌杆，所述料筒上固定安装有驱动竖管转动的第一旋转动力件且竖管同时驱动多组转轴同时转动；

所述料筒内滑动安装从竖管中穿过的支杆，支杆位于料筒内的一端固定安装有与落料管配合使用的活塞板，活塞板直径与落料管内径相同，料筒上固定安装有带动支杆上下移动的第一伸缩件；

所述落料管出料端连通有压铸组件。

进一步的技术方案：所述多组转轴围绕竖管呈圆周阵列分布，每组转轴上均固定安装有第一齿轮，多组第一齿轮与固定安装在竖管上的第一齿圈同时啮合，竖管上固定安装有第二齿圈，第二齿圈与固定安装在第一旋转动力件输出端的第二齿轮啮合。

进一步的技术方案：所述压铸组件包括支板，支板上固定安装有多组平行分布的导向杆，导向杆端部固定安装有第一模具，第一模具通过管道与落料管连通，导向杆上滑动安装有第二模具且支板上固定安装有带动第二模具移动的第二伸缩件。

进一步的技术方案：所述落料管上连通有回收管，回收管上设置有阀门且其与落料管连接的位置靠近料筒，回收管远离落料管的一端连通有回收箱。

进一步的技术方案：所述回收箱内转动安装有多组相互配合的隔板，隔板的两侧均开设有阶梯状结构，回收箱外侧面固定安装有带动多组隔板同时转动的第二旋转动力件。

进一步的技术方案：所述第二旋转动力件驱动动力轴转动，动力轴通过多组锥形齿轮组同时带动多组隔板转动。

进一步的技术方案：所述料筒内固定安装有用于检测料筒内铝液液面高度的液面高度传感器。

相较于现有技术，本发明的有益效果如下：

1、通过第一搅拌杆和第二搅拌杆对铝合金溶液进行搅拌，搅拌时会带动其周围的铝合金溶液加速流动，铝合金溶液快速流动时其压力下降，进而低压使得铝合金溶液中溶解的气体逸出，从而大量减少了铝合金溶液中气体的含量，进而减少后续压铸时气孔的产生，增加铝合金压铸件的整体密度，提高铝合金压铸件的强度和质量。

2、通过活塞板下压推动铝合金溶液压入模具中，后续铝合金溶液继续补充至落料管中，避免了供料时空气进入落料管中，从而避免额外的空气进入模具中，减少模具内铝合金溶液中的气体含量，有利于提高铝合金压铸件的质量。

3、使回收的铝合金溶液沉淀，然后从中间对铝合金溶液进行分割，从而使大量杂质与铝合金溶液分隔，实现了铝合金溶液中杂质的分离与可用铝合金溶液的回收，进而降低铝合金溶液的消耗，降低生产成本。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明中的剖视结构示意图。

图3为本发明中竖管的结构示意图。

图4为本发明中回收箱的结构示意图。

图5为图1中A1区域的放大示意图。

附图中：1、料筒；2、进料管；3、竖管；4、第一搅拌杆；5、液面高度传感器；6、第一齿圈；7、转轴；8、第一齿轮；9、第二搅拌杆；10、第一旋转动力件；11、第二齿轮；12、第二齿圈；13、第一伸缩件；14、支杆；15、活塞板；16、落料管；17、回收管；18、回收箱；19、隔板；20、第二旋转动力件；21、动力轴；22、锥形齿轮组；23、支板；24、导向杆；25、第一模具；26、第二伸缩件；27、第二模具；28、压铸组件。

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具体实现进行详细描述。

如图1-图5所示，为本发明提供的一种高精度复杂合金压铸件一体成型工艺，其特征在于包括以下步骤：

S1、向经过预热升温的熔炼炉内加入铝合金金属原料，以将铝合金金属原料熔化并升温，得到铝合金液，将得到的铝合金液转移至保温炉内，并向铝合金液加入固态的金属变质剂，然后将铝合金液和金属变质剂一起搅拌，搅拌完成后将铝合金溶液加入高精度复杂合金压铸件一体成型设备中；

S2、通过第一伸缩件13带动活塞板15向下移动至落料管16内封堵落料管16，通过进料管2向料筒1中加入铝合金溶液，通过第一搅拌杆4和第二搅拌杆9对铝合金溶液进行搅拌，使铝合金溶液中溶解的气体溢出，气体形成的气泡向上移动将铝合金溶液中的杂质带动铝合金溶液的上层；

S3、第一伸缩件13带动活塞板15向上离开落料管16使铝合金溶液进入落料管16内，然后使活塞板15下移将落料管16内的铝合金溶液压入压铸组件28中进行压铸，压铸完成后取出压铸件；

S4、通过液面高度传感器5检测料筒1内铝合金溶液的高度，当铝合金溶液液面高度达到设定阈值时，活塞板15移动至落料管16内并位于回收管17与落料管16连接位置的下侧，通过回收管17对剩余铝合金溶液进行回收。

具体的，步骤S2中通过第一搅拌杆4和第二搅拌杆9对铝合金溶液进行搅拌的具体步骤包括：

S101、第一旋转动力件10驱动第二齿轮11转动，第二齿轮11通过啮合的第二齿圈12带动竖管3转动，竖管3带动第一搅拌杆4的转动；

S102、竖管3同步带动第一齿圈6转动，第一齿圈6通过啮合的多组第一齿轮8带动多组转轴7同时转动，转轴7带动其上的第二搅拌杆9转动。

具体的，步骤S4通过回收管17对剩余铝合金溶液进行回收的具体步骤包括：

S201、打开回收管17上的阀门，使落料管16中的剩余铝合金溶液沿着回收管17流动至回收箱18内；

S202、铝合金溶液在回收箱18内静置，使铝合金溶液中的杂质向下沉淀，沉淀完成后，通过第二旋转动力件20带动多组隔板19缓慢转动，从而使得多组隔板19在铝合金溶液中间形成封闭平面，实现铝合金溶液的分隔，隔板19上方的较为纯净的铝合金溶液回收至料筒1内继续使用，隔板19下方杂质较多的铝合金溶液另回收作他用。

如图1-图5所示，为本发明提供的一种高精度复杂合金压铸件一体成型工艺，高精度复杂合金压铸件一体成型设备包括料筒1，料筒1两端分别连通有进料管2和落料管16，料筒1内转动安装有同轴布设的竖管3，竖管3上固定安装有多组间隔分布的第一搅拌杆4，料筒1内转动安装有多组转轴7，转轴7固定安装有多组间隔分布的第二搅拌杆9，料筒1上固定安装有驱动竖管3转动的第一旋转动力件10且竖管3同时驱动多组转轴7同时转动，多组转轴7围绕竖管3呈圆周阵列分布，每组转轴7上均固定安装有第一齿轮8，多组第一齿轮8与固定安装在竖管3上的第一齿圈6同时啮合，竖管3上固定安装有第二齿圈12，第二齿圈12与固定安装在第一旋转动力件10输出端的第二齿轮11啮合；

料筒1内滑动安装从竖管3中穿过的支杆14，支杆14位于料筒1内的一端固定安装有与落料管16配合使用的活塞板15，活塞板15直径与落料管16内径相同，料筒1上固定安装有带动支杆14上下移动的第一伸缩件13；

落料管16出料端连通有压铸组件28。

本实施例在实际应用时，通过第一伸缩件13带动活塞板15向下移动至落料管16内封堵落料管16，通过进料管2向料筒1中加入铝合金溶液，第一旋转动力件10驱动第二齿轮11转动，第二齿轮11通过啮合的第二齿圈12带动竖管3转动，竖管3带动第一搅拌杆4的转动，竖管3同步带动第一齿圈6转动，第一齿圈6通过啮合的多组第一齿轮8带动多组转轴7同时转动，转轴7带动其上的第二搅拌杆9转动，通过第一搅拌杆4和第二搅拌杆9对铝合金溶液进行搅拌，搅拌时会带动其周围的铝合金溶液加速流动，铝合金溶液快速流动时其压力下降，进而低压使得铝合金溶液中溶解的气体逸出，从而大量减少了铝合金溶液中气体的含量，进而减少后续压铸时气孔的产生，增加铝合金压铸件的整体密度，提高铝合金压铸件的强度和质量，气体形成的气泡向上移动将铝合金溶液中的杂质带动铝合金溶液的上层，之后第一伸缩件13带动活塞板15向上离开落料管16使铝合金溶液进入落料管16内，然后使活塞板15下移将落料管16内的铝合金溶液压入压铸组件28中进行压铸，压铸完成后取出压铸件，在气泡的作用下使得铝合金溶液中的杂质留存在铝合金溶液的上层，压铸时使用下层的铝合金溶液，从而减少铝合金溶液中杂质的含量，进而提高后续铝合金压铸件的强度和质量。

在本发明的一个实例中，第一旋转动力件10为第一电机，当然也可以是液压马达等其他能够输出旋转动力的部件，第一电机带动第一搅拌杆4和第二搅拌杆9对铝合金溶液进行搅拌，第一伸缩件13为第一电动伸缩杆，当然也可以是液压缸等其他能够主动进行长度变换的部件，第一电动伸缩杆带动活塞板15上下移动。

如图1、图2所示，为本发明提供的一种高精度复杂合金压铸件一体成型工艺，压铸组件28包括支板23，支板23上固定安装有多组平行分布的导向杆24，导向杆24端部固定安装有第一模具25，第一模具25通过管道与落料管16连通，导向杆24上滑动安装有第二模具27且支板23上固定安装有带动第二模具27移动的第二伸缩件26。

本实施例在实际应用时，第二伸缩件26带动第二模具27移动，使得第二模具27与第一模具25接触，通过第二伸缩件26时第二模具27与第一模具25密封，之后即可将铝合金溶液压入第二模具27与第一模具25形成的腔体内，压铸完成后第二伸缩件26带动第二模具27离开第一模具25，然后下料即可。

在本发明的一个实例中，第二伸缩件26为第二电动伸缩杆，当然也可以是液压缸等其他能够主动进行长度变换的部件，第二电动伸缩杆带动第二模具27移动。

如图1、图2、图4所示，为本发明提供的一种高精度复杂合金压铸件一体成型工艺，落料管16上连通有回收管17，回收管17上设置有阀门且其与落料管16连接的位置靠近料筒1，回收管17远离落料管16的一端连通有回收箱18。

具体的，回收箱18内转动安装有多组相互配合的隔板19，隔板19的两侧均开设有阶梯状结构，回收箱18外侧面固定安装有带动多组隔板19同时转动的第二旋转动力件20。

具体的，第二旋转动力件20驱动动力轴21转动，动力轴21通过多组锥形齿轮组22同时带动多组隔板19转动。

具体的，料筒1内固定安装有用于检测料筒1内铝液液面高度的液面高度传感器5。

本实施例在实际应用时，通过液面高度传感器5检测料筒1内铝合金溶液的高度，当铝合金溶液液面高度达到设定阈值时，活塞板15移动至落料管16内并位于回收管17与落料管16连接位置的下侧，打开回收管17上的阀门，使落料管16中的剩余铝合金溶液沿着回收管17流动至回收箱18内，铝合金溶液在回收箱18内静置，使铝合金溶液中的杂质向下沉淀，沉淀完成后，通过第二旋转动力件20带动动力轴21转动，动力轴21通过多组锥形齿轮组22带动多组隔板19缓慢转动，从而使得多组隔板19在铝合金溶液中间形成封闭平面，实现铝合金溶液的分隔，隔板19上方的较为纯净的铝合金溶液回收至料筒1内继续使用，隔板19下方杂质较多的铝合金溶液另回收作他用，实现了铝合金溶液中杂质的分离与可用铝合金溶液的回收，进而降低铝合金溶液的消耗，降低生产成本，回收箱18和料筒1上均设置有加热板，避免铝合金溶液凝固。

在本发明的一个实例中，第二旋转动力件20为第二电机，当然也可以是液压马达等其他能够输出旋转动力的部件，第二电机带动隔板19转动，从而实现铝合金溶液的分隔。

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。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种高精度复杂合金压铸件一体成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1、向经过预热升温的熔炼炉内加入铝合金金属原料，以将铝合金金属原料熔化并升温，得到铝合金液，将得到的铝合金液转移至保温炉内，并向铝合金液加入固态的金属变质剂，然后将铝合金液和金属变质剂一起搅拌，搅拌完成后将铝合金溶液加入高精度复杂合金压铸件一体成型设备中；

S2、通过第一伸缩件（13）带动活塞板（15）向下移动至落料管（16）内封堵落料管（16），通过进料管（2）向料筒（1）中加入铝合金溶液，通过第一搅拌杆（4）和第二搅拌杆（9）对铝合金溶液进行搅拌，使铝合金溶液中溶解的气体溢出，气体形成的气泡向上移动将铝合金溶液中的杂质带动铝合金溶液的上层；

S3、第一伸缩件（13）带动活塞板（15）向上离开落料管（16）使铝合金溶液进入落料管（16）内，然后使活塞板（15）下移将落料管（16）内的铝合金溶液压入压铸组件（28）中进行压铸，压铸完成后取出压铸件；

S4、通过液面高度传感器（5）检测料筒（1）内铝合金溶液的高度，当铝合金溶液液面高度达到设定阈值时，活塞板（15）移动至落料管（16）内并位于回收管（17）与落料管（16）连接位置的下侧，通过回收管（17）对剩余铝合金溶液进行回收。

2.根据权利要求1所述的一种高精度复杂合金压铸件一体成型工艺，其特征在于，所述步骤S2中通过第一搅拌杆（4）和第二搅拌杆（9）对铝合金溶液进行搅拌的具体步骤包括：

S101、第一旋转动力件（10）驱动第二齿轮（11）转动，第二齿轮（11）通过啮合的第二齿圈（12）带动竖管（3）转动，竖管（3）带动第一搅拌杆（4）的转动；

S102、竖管（3）同步带动第一齿圈（6）转动，第一齿圈（6）通过啮合的多组第一齿轮（8）带动多组转轴（7）同时转动，转轴（7）带动其上的第二搅拌杆（9）转动。

3.根据权利要求1所述的一种高精度复杂合金压铸件一体成型工艺，其特征在于，所述步骤S4通过回收管（17）对剩余铝合金溶液进行回收的具体步骤包括：

S201、打开回收管（17）上的阀门，使落料管（16）中的剩余铝合金溶液沿着回收管（17）流动至回收箱（18）内；

S202、铝合金溶液在回收箱（18）内静置，使铝合金溶液中的杂质向下沉淀，沉淀完成后，通过第二旋转动力件（20）带动多组隔板（19）缓慢转动，从而使得多组隔板（19）在铝合金溶液中间形成封闭平面，实现铝合金溶液的分隔，隔板（19）上方的较为纯净的铝合金溶液回收至料筒（1）内继续使用，隔板（19）下方杂质较多的铝合金溶液另回收作他用。

4.根据权利要求1所述的一种高精度复杂合金压铸件一体成型工艺，其特征在于，高精度复杂合金压铸件一体成型设备包括料筒（1），所述料筒（1）两端分别连通有进料管（2）和落料管（16），所述料筒（1）内转动安装有同轴布设的竖管（3），竖管（3）上固定安装有多组间隔分布的第一搅拌杆（4），料筒（1）内转动安装有多组转轴（7），转轴（7）固定安装有多组间隔分布的第二搅拌杆（9），所述料筒（1）上固定安装有驱动竖管（3）转动的第一旋转动力件（10）且竖管（3）同时驱动多组转轴（7）同时转动；

所述料筒（1）内滑动安装从竖管（3）中穿过的支杆（14），支杆（14）位于料筒（1）内的一端固定安装有与落料管（16）配合使用的活塞板（15），活塞板（15）直径与落料管（16）内径相同，料筒（1）上固定安装有带动支杆（14）上下移动的第一伸缩件（13）；

所述落料管（16）出料端连通有压铸组件（28）。

5.根据权利要求4所述的一种高精度复杂合金压铸件一体成型工艺，其特征在于，所述多组转轴（7）围绕竖管（3）呈圆周阵列分布，每组转轴（7）上均固定安装有第一齿轮（8），多组第一齿轮（8）与固定安装在竖管（3）上的第一齿圈（6）同时啮合，竖管（3）上固定安装有第二齿圈（12），第二齿圈（12）与固定安装在第一旋转动力件（10）输出端的第二齿轮（11）啮合。

6.根据权利要求4所述的一种高精度复杂合金压铸件一体成型工艺，其特征在于，所述压铸组件（28）包括支板（23），支板（23）上固定安装有多组平行分布的导向杆（24），导向杆（24）端部固定安装有第一模具（25），第一模具（25）通过管道与落料管（16）连通，导向杆（24）上滑动安装有第二模具（27）且支板（23）上固定安装有带动第二模具（27）移动的第二伸缩件（26）。

7.根据权利要求4所述的一种高精度复杂合金压铸件一体成型工艺，其特征在于，所述落料管（16）上连通有回收管（17），回收管（17）上设置有阀门且其与落料管（16）连接的位置靠近料筒（1），回收管（17）远离落料管（16）的一端连通有回收箱（18）。

8.根据权利要求7所述的一种高精度复杂合金压铸件一体成型工艺，其特征在于，所述回收箱（18）内转动安装有多组相互配合的隔板（19），隔板（19）的两侧均开设有阶梯状结构，回收箱（18）外侧面固定安装有带动多组隔板（19）同时转动的第二旋转动力件（20）。

9.根据权利要求8所述的一种高精度复杂合金压铸件一体成型工艺，其特征在于，所述第二旋转动力件（20）驱动动力轴（21）转动，动力轴（21）通过多组锥形齿轮组（22）同时带动多组隔板（19）转动。

10.根据权利要求9所述的一种高精度复杂合金压铸件一体成型工艺，其特征在于，所述料筒（1）内固定安装有用于检测料筒（1）内铝液液面高度的液面高度传感器（5）。