TW200529952A - Method of molding low melting point metal alloy - Google Patents

Description

200529952 九、發明說明： 發明背景 1.發明領域 本&月係關於帛使用金 如鎂合金、鋁合金或類似物 二，低L占口金 » 之方法，此金屬原材料在固相 及液相共存、/m度乾圍顯現搖變性特性。 2.相關技藝敘述 > 〇

鎂合金的方法包括下列步驟於液化溫度或 更冰化金屬原材料為频合金，使得所得職體合金在 傾斜冷卻板表面向下流動以在半溶化金屬狀態快速冷卻該 合金’保持於儲槽的半熔化合金於_及液相共存溫度範 圍的溫度以形成具搖變性特性的金屬漿液(半固體），將金 屬漿液鑄成潛在具搖變性的金屬原材料，以射出裝置加熱 在半溶化金屬狀態的金屬原材料，及射出該經加熱金屬原 材料進入塑模以當累積該經加熱金屬原材料時將材料成型 為物件。 進一步做為鎮合金或類似物的成型裝置，已知一種裝 置，其包括加熱裝置於具噴嘴開口於末端的筒體的外部周 圍’及供應在搖變性狀態的金屬材料至溶化金屬固持筒(熱 固持筒），在其端部分連接至喷嘴開口的測量室以減少的直 徑幵》成當金屬累積於其中時，及接著在測量該金屬材料後 藉由内部射出柱塞的前進及後退移動射出該金屬材料進入 塑模。 上述相關技藝揭示於曰本專利特許公開申請案第 2001-252759 號及第 2003-200249 號。 200529952 、相，、存溫度範圍顯現搖變性特性的半固 = 附目之共祕⑽度的流體 材料在固相及==性特性直到材料被射出，此半固體 時間消逝而生長即;吏的溫度加熱’因為固相隨 固相分率隨時間、、=液相共存溫度範圍的溫度， 低。所以，累積半固固相密度增加使得流體性降 進行。、體材料的射出較佳為在可允許時間内 的溫度當rs半1體材料保持在固相及液相共存溫度範圍 的，：暫el中I:::加熱固持筒時材料塑膜為暫時中止 低且由繼續成型執料的流體性因固相生長而降 在可允許時間内則射= 平滑射出無法進行，大加且流阻增加’因此 阻塞或類似現象的原因及無 未送二 體材料成為固體的固化溫度。即使固Ϊ 達到半固 共=:二度:成為“二 回到原先;==== 體體材該_會 200529952 剩餘半固體材料可由重複射出操作以在成型結 送出材料而解決，然而，即使剩餘半固體材料的射出操作 f半固體狀態重複’―部份材料常黏著及留在加熱固持 筒、射出柱塞或類似物的内壁表面，此黏著材料在及 2相共存溫度範_溫度不會雜，於是，當供應新的材 斗及材料的成型操作開始時’黏著材料 二丨（在射纽塞關傷、姐塞或類似縣。因此 :、固2筒必須加驗液化溫度歧如在細開 及送出黏著材料。 格化 發明概要 法，為 韻的健點合金之成型方 同驶m g由使用裝置以完美半熔化金屬狀態送出半 門；解決因在成赌束時剩餘半固體材料 ==暫時中止的並留下半固體材料於加熱固 包括I，明目的可由一種低熔點合金之成型方法達到，且 ==屬==3及液相共存溫度範圍顯現搖變性 量材㈣形成半固體材料’供應所需 固持«的要累積的加_持筒，及由自該加熱 型===出該半固體材料進入模具，其中在成 、。^剩餘半固體材料在要被溶化的液化溫度或 ，、、、材料以完美炫化金屬狀態射出及自該加熱固持筒送 200529952 出，及停止加熱使得該成型操作完成。該剩餘半固體材料 的送出係由供應具與成型材料相同組成的金屬 原物料而執 行。 而且，本發明目的可由一種低熔點合金之成型方法達

到j其包括步驟，當使用在固相及液相共存溫度範圍顯現 搖變性特性的金屬原物料做為成型材料，在固相及液相共 存/皿度範圍的溫度加熱該成型材料以形成在固相及液相共 存狀態的半固體材料，供應所需量的該半固體材料至要累 ，的加熱IU持筒，及由自該加熱_筒的—次射出射出該 料至類，其中成型的暫時中止餐增加該加熱 =溶化金屬狀態而執行，降低該加熱固持= 在原先_及_共存溫度範_溫度絲行藉由 =完美溶化金屬狀態的材料之送出及在成型重新開始時 :請料的供應，使得在該加熱 成型材料置換，及成型開始。即 =以所供應 美溶化金屬狀態執行。卩使在上述方法中授拌在完 筒的====_加熱固持 美_狀態：可材料為完 土期間固體相的生長而引起的缺開=暫時中 而且，因在成型結束時該半固體: ，料已由暫時成型送出後，正常成型可開始在^美炼 短日守間重新開始而無論暫時中止時間的長度。孓可在 :材料以幾乎不具黏度的 200529952 完美炼化狀態送出，其不停留在加熱_筒或射出柱 類似物的内壁表面且不會黏著於其上因而該加^ 内部為乾淨的。於是因為在下—次成型時剩餘材料的: 知作被痛略及成型的開機時間被驗，成型效率被 此外，材料變更可平順地執行。 义 較佳具體實施例敘述 在第1圖的參考數字1表示金屬成型機器。該金屬成 • 型機器1係由具喷嘴組件22於筒體21末端的加熱固持筒 2、短柱狀成型材料M㈣化供應裝置3、及在該加熱固 持筒2後端的射出裝置4所組成。 … 、該成型材料Μ係由鑄成柱狀體(亦稱為圓棒)的固體 組成，其係由在固相及液相共存溫度範圍的溫度快速冷卻 溶化金屬及冷卻包含極佳橢圓固相的半溶化合金而得到， 及由健點合金的金屬原料組成，其成為在固相及液相共 存溫度範圍顯現搖變性特性的半固體。 • 該加熱固持筒2包括在提供於該筒體21的大致中間 上方側的供應開口的該溶化供應裝置3，及在該筒體外部 周圍的帶狀加熱器之加熱裝置24。此加熱裝置24係設定 於在低熔點合金(例如鎂合金及鋁合金)的液化溫度及固化 溫度之間在固相及液相共存溫度範圍的溫度，低熔點合金 係用做成型材料Μ。 该加熱固持筒2係接附於在該筒體後端部分的支撐 組件23，及以相關於水平面45。角與射出驅動4一起傾斜 200529952 提供，以該加熱固持筒2的傾斜裝置向下放置的與該喷嘴 組件22的喷嘴開口相通的終端部分内部形成測量室μ， 该射出裝置26的射出柱塞26a傾斜地插入配置於該測量室 25，該射出裝置26由該射出驅動4伸出及縮回地移動，該 射出柱塞26a伸出及縮回地包括止回闕26c於密封環埋入 的外部周圍内，在軸部份周圍上，且在該止回閥及該 轴部份間的空間形成在固相及液相共存狀態的半固體材料 Ml之流動通道，軸未示出。該流動通道的開啟及關 係由該止回閥26e的後端表面及在該射出柱塞後端部 的座環之間的接觸及分開執行。 該射出裝置26的棒26b伸出及縮回地插入在接 该筒體及穿入在該筒體21上方部份的阻擔組件W的赫 2 2/的中空旋轉軸勘。而且，許多辦刮板取提供 ==轉軸28b終端部分的周圍，未示出的旋轉驅動係連 接至自阻擔組件27伸出的後端。 、 該溶化供應裝置3係由崎加長f體的末 Π购部份，及係由_!組成，供應:動： 埶其底部部份，如帶狀加熱11或感應加熱器的加 ；；、'"置咖度控制地提供於該熔化筒31的外部周圍且 隔開的’及供應筒33垂直地連接於該炫化筒3\ 全传===熱裝置32用做成型材料M的低炫點合 、，’、°又疋於在固相及液相共存溫度範圍的溫度。 要注意在成型材料為粒狀物如碎片的 提供於供應管43的上端。 則加料斗

200529952 而且，該熔化供應裝置3由將該炫化筒31的底部部 份側插入提供於該筒體21的材料供應開口及將該供 33接附於固定地提供於該支撐組件23的臂組件μ而^直 地提供於該加熱g]持筒2上及係提供為具填充管^及 34b，以使‘雜氣體如氬自該熔化供縣置的τ方部份至咳 加熱筒2的熔化合金内部，及至該溶化筒3 以 分別如第1圖所示。 刀工间’ 在該熔化供縣置3巾#數次射出的成型材料Μ自 該供應管31的上相口掉至贿化f 31的底部表面，該 成型材料Μ因來自該熔化管31周圍的加熱而⑽，缺而: =橢圓固相的成型材料Μ在完美化前以固相及液相丘 存狀恶逐漸自該供應通道31a流出進入該筒體幻 體材料Ml累積於在液化溫度加熱的加熱固 ， 積半固體材料Ml的溫度維持於在固相及液相 ^範 1的溫度直到該半⑽㈣M1於測量後、= 二ί G C及該加熱固持筒2的加熱裝置24 係δ又疋於560°C至61〇°c。 料φ累fr該加熱固持筒2的部份半固體材料mi藉由 的強制退回經由該流動通道進入該測量室 及累積於該測量室25做為-次射出的量 =體材料Ml係藉由該射出柱塞施的強制前進直接= :件熱流道自該噴嘴22射出至塑模(未示出）而為所需形狀 12 200529952 該半固體材料Ml的固相分率係根據溫度而不同，缺 而，無論_及液相共存溫度間的差球狀__間經過 加大及結果_分率增加及固相在液㈣密度亦增加。在 上述镇合金中’在保持合金於別。⑶分鐘之後固相分率 變為69%及雖__f遍生長為大部份為固相，超過 200微米為小的’且維持搖變性特性。當固持時

f童’超過雇微米的_分率增加至到達甚至75%或更 多，流體性由此減少。 K

累積於該加_持筒2的半_材料與上述相 同’右累積時間在30分鐘内，由該射 :的測量及由強制前進的射入塑模可沒有任何困 ^ 在該累積日_去3q分錢，麵性降低: 26^ 1 ^ 26a的相傳送該半固體材料至該測量室μ變為差 沾因而每一個成型該半固體材料Ml的測量變為不稃定 的’其易因為該半固體材料M1進入塑 成為短射。 狀賴的射人i減少而 未停止當料M1的姑料巾止(賴中斷)而 中均⑽筒2的材料Mi域，在暫時 中止期間黏度關體相的生長 子 =及材料變為具大流阻的成型材 出：‘Γ進及縮回運動所進行的成型材料之測量及射 出無法於成型的重新開始時 r 時間超過3。分鐘’力侧讀2的溫度自二 13 200529952 存溫度範圍的溫度增加至液化溫度或更高且該半固體材料

Ml完美熔化使得該加熱固持筒2内部以完美熔化的材料 取代，之後執行成型的暫時中止且不加熱材料。 ^ 在該完美熔化材料保持於液化溫度或更高的情況，所 有材料為液相及會變為固相的初晶未產生及即使時間已經 過液相仍未變化，於是，在材料以完美炼化金屬狀態累積 的情況下，即使暫時中止時間已加長，未引起因固體生長 的缺點。即使此完美炫化材料於在固相及液相共存溫度範 圍的溫度冷卻，其不會回到原先成型材料。因此，該完美 溶化材料在赫開始時送妓必須以新的細材料置換。 在將該加㈣_ 2的溫度紐至在_及液相丑 存溫度範_預先決定溫度之後，此置換轉移至正常成型 並執減成歸料的供應及藉由射出的該_完美溶化材 料的送出及5彡％美炼化材料已以所供應成型材料置換， 結果，因為在成㈣時巾止朗沒有發錄侧為固相生 ::弓丨：的成型缺點’在暫時中止時間之後成型的重新 始可沒有任何困難地執行。 顯示成型暫時中止的步驟，在成型材料Μ為 的㈣τ，其在附目及軸龄溫度範圍 溫产先^56〇ί ’於成。型暫時中止期間該加熱固持筒2的 6咖增加至為62〇〇C至65〇〇C的液化 二Ϊ者維持該溫度直到成型重新開始及累積於 熱=的半固體成型材料被置換以在完美溶化材料 怨 纽化成讀料已送出之後或⑽完美熔化材 200529952 料的暫時成型已進行後重新開始後的成型開始，並供 固體材料，以送出熔化材料。 〜

而且，§成型操作完成且過量半固體材料M1留在該 加熱固持筒2且未送出該材料M1，則該半賴材料緩慢 ^卻接著_持_生長直到其到達固化溫度使得其藉由 ~卻固化成為基於大初晶（固相）的金屬結構之固體。此固 體結構包含硬的大塊初晶且雜困難，而且，即使該過量 半料Ml加熱至在固相及液相共存溫度範圍的溫】 :成為半溶化，其不會回到顯現搖變性特性的半固體材 4，且其成為具高減及極低流體性的半㈣材料。 該過量半ϋ體材料M1無法職下―次的成型材料，所 =在成赌束時或是成残始前必須自該加熱固持筒2 达出。 第3圖顯示完成成型結束步驟的兩種方式。在一種方 式’該加熱固持筒2的溫度先自·。c至⑽。c的溫㈣ i口=2代至峨，若該加熱固持筒2的溫度已達： 疋〉皿度’剩餘半固體材海化並保持該溫度， :半:體:料以完美溶化材料置換後，送出該完細:材 下，於成型結束時在該加熱_筒的該半固 之剩餘量被確認，接著若該剩餘#為大的，進行該 剩餘材料的送出且不由供應吹驅材料而增加該量。 而且若該剩餘量僅為部分少數射出，則加敎大致上空 持筒’於是該剩餘材料及吹驅材料完美地溶化當 μ吹驅材料至該加熱固持筒2以增加其中材料，及該溶 15 200529952 化材料被送巾。做為吹·邱料 戈具與成型材料相同的組成;才料相同的金 溫度，不顯現搖變性特性的金屬固相及液相共存 材料送出時確認是否需要播 ^ 則該射出展置26伸出及縮回地移動以需任何授拌， ，則旋轉該授拌裝置28以授=H料，若需要

:材:::=固相被分散且它：== 口果该加熱固持筒為清潔的。 π起射 材料的送出係由該射出裝置2 量材料及由該射出裝置26的前進移==動之重複測 二不出)而進行。因為在完美能c 不會黏附於該射固持筒2的内壁表面及 持筒2。而且，因為;止了a該射在該加熱固

完美炫化材料被送出，則材固持筒2的所有 圖式簡略敘述 法中示錄縣㈣成型方 中^視圖’其顯示在根據本發明成型方法 16 200529952 主要元件符號說明 1金屬成型機器 2加熱固持筒 3熔化供應裝置 4、26射出裝置 21筒體 22喷嘴組件 23支撐組件 24、32加熱裝置 25測量室 26a射出柱塞 26b棒 26c止回閥 27阻擋組件 28攪拌裝置 28a攪伴刮板 28b旋轉軸 29臂組件 31熔化筒 31a供應流動通道 33供應筒 Ml半固體材料 Μ成型材料

Claims (1)

1. 200529952 十、申請專利範圍： 1.-種低炫點合金之成型方法，包括下列步驟，當使用在 固相及液相縣溫度朗顯職雜雜的金屬原材料做 ίίί材料’在固相及液相共存溫度範_溫度加熱該成 1只’以形成半固體材料，供應所需量的該半固體材料 至要累積的加熱固持筒，及藉由從該加熱固持筒的一次射 出將该半固體材料射出至塑模， w 2在成龍束時在要娜化的液化溫度或更高溫 ^二、剩餘的半固體材料，該材料以完全溶化金屬狀態射 =自該加_持筒送出，及停止加熱，使得完成該成型 料魏㈣1項赌齡金之成财法，其中 :二:二=體材料的送出是藉由供應具有與成型材料相同 、、且成的金屬原物料所執行。 相合金巧11方法’其包括步驟，#使用在固 ㈣H、子度圍顯現搖變性特性的金屬原物料做為 祕/了，/在_錢相財溫度範®的溫度加熱該成型 要累二Γί半固體材料，供應所需量的該半固體材料至 =::==從該加熱_的-_ 至液域加麵㈣的溫度 今允卉將累積的半固體材料完全熔化為 的材料Ϊ送出由其射出的完全熔化金屬狀態 重新開始時成型材料的供應時，降 18 200529952 低該加熱固持筒的溫度至在原先固相及液相共存溫度範圍 的溫度^使得以所供應成型材料置換在該加熱固持筒的内 容物，及成型開始。 4.根據申請專利範圍第1至3項中任一項的低熔點合金之 成型方法，其中在該完全熔化金屬狀態執行攪拌。 19