在金属模塑设备中熔化金属原材料的方法

专利名称：在金属模塑设备中熔化金属原材料的方法
技术领域：
本发明涉及一种在模塑金属的设备中熔化金属原材料的方法，其中熔化通过浇铸或挤出形成圆柱形状的金属原材料并且将其注入模具中，从而注模所需物品。
背景技术：
作为镁合金等的模塑装置，公知以下装置其包括具有端部开口喷嘴的圆筒外围加热装置，并且向通过降低与喷嘴口连接的计量室的直径而在末端部分形成的装熔融金属的圆筒((heating holding cylinder)加热贮料筒)中供应颗粒金属原材料，从而熔化并积累金属材料，或者向装熔融金属的圆筒中供应通过熔化炉熔化的熔融金属并积累，从而计量熔融金属，并借助装熔融金属的圆筒内提供的注射柱塞的前后运动注入模具中(参阅日本特许公开(Laid-Open)专利申请第2003-200249号)。
此外，公知以下浇铸金属物品的方法其在将通过冷却金属浆料浇铸而成的圆柱形金属原材料水平供入预热的注入装置中后，加热积累在加热室中的预热材料至半熔化状态并且通过吸入棒将累积的材料注入模具中(参阅日本特许公开专利申请第2001-252759号)。

发明内容
本发明要解决的问题颗粒状金属原材料容易氧化并且是重量轻的。因此，即使材料滴入装熔融金属的圆筒中，所述材料轻微陷入熔融金属中，立即熔化，而大部分材料漂浮并且堆积在熔融金属的表面上，并且长时间暴露于热空气中。因此，容易产生碎渣。通过浇铸或者将颗粒状金属原材料挤出成比颗粒形态具有更低氧化程度的圆柱体形态(也称作圆棒)。
但是，不能直接向装熔融金属的圆筒中施用圆柱形金属原材料，并且在经熔化炉完全熔化后施用，或者通过预热筒预热，然后加热成半熔化状态，积累在加热室中。因此，金属模塑设备需要大的尺寸并且维护是个问题。
通过如下方法可以解决上述问题采用圆柱体作为圆柱形金属原材料的熔化装置；在集成有注入装置的加热贮料筒中垂直安装熔化圆筒；并向处于半熔化的金属状态或完全熔化的金属状态的加热贮料筒中供应圆柱形金属原材料，同时从其外围加热并熔化插在熔化圆筒内的圆柱形金属原材料。
因为这种金属模塑设备由加热贮料筒和熔化圆筒组成，所以其尺寸不大并且维护容易。但是，由于借助熔化圆筒周围的加热装置的辐射热间接实施圆柱形金属原材料的熔化，加热效率比通过将材料滴入熔融金属中，与熔融金属接触而直接加热圆柱形金属原材料的熔化炉的情况要低，并且熔化花费更多的时间。
熔化圆筒和圆柱形金属原材料之间的空隙成为所述熔化圆筒加热效率变差的原因。考虑到容易插入圆柱形金属原材料而设定所述空隙，并且通过在加热前(在无热膨胀的情况下)根据圆柱形金属原材料的直径确定熔化圆筒的内径来设定所述空隙。因为在设定所述熔化圆筒的内径时，圆柱形金属原材料的直径和熔化圆筒的内径有允许公差，并且由于粘附氧化物，熔化圆筒在内径中具有部分狭窄的部分等，因此已经考虑上述条件来设定所述空隙。结果，所述空隙往往不可避免地较大。
在借助来自熔化圆筒的辐射来加热时，不可能从其底表面和顶表面加热圆柱形金属原材料。因此，加热局限于圆柱形金属原材料的外围。因此，将圆柱形金属原材料的中央部分加热至熔化温度需要花很长时间，这也是圆柱形金属原材料加热效率差的一个主要原因。
熔化圆筒辐射热的加热效率随着所述空隙(热阻)的增加而降低。当为了提高加热效率而设定空隙为较小的值时，圆柱形金属原材料的外表面越接近熔化圆筒的内表面，必须使圆柱形金属原材料插入熔化圆筒中越垂直，这样以来借助其自身重量向下插到熔化圆筒的底表面是有问题的。由于这种插入操作的麻烦而延迟金属原材料的供应有时会引起加热贮料筒中金属原材料的积累量减少并且妨碍模塑操作。
本发明的目的是提供一种在金属模塑设备中熔化金属原材料的新方法，其通过根据金属原材料和熔化圆筒材料每种的线性膨胀系数设定热膨胀时的空隙，解决了上述难于将圆柱形金属原材料插入垂直安装的熔化圆筒和加热效率的问题。
此外，本发明的另一个目的是提供一种在金属模塑设备中熔化金属原材料的新方法，其通过同时实施由辐射热加热熔化圆筒的筒体部分和从其底表面部分接触加热圆柱形金属原材料，解决了加热效率差的问题，并且还通过抛光金属原材料抑制了碎渣的产生。
解决所述问题的措施通过如下在金属模塑设备中熔化金属原材料的方法实现了本发明的目的，所述方法包括下列步骤通过浇铸或挤出使金属原材料成型为圆柱形状；将作为模塑材料的所述圆柱形金属原材料从上面插入垂直安装在所述金属模塑设备的加热贮料筒内的熔化圆筒中；以及通过设在所述熔化圆筒周围的加热装置半熔化或完全熔化所述圆柱形金属原材料，其中根据金属原材料的线性膨胀系数和用作熔化圆筒的金属材料的线性膨胀系数，事先设定所述熔化圆筒内周表面和所述圆柱形金属原材料外围表面之间的空隙，以使得在热膨胀期间就所述熔化圆筒的内径和所述圆柱形金属原材料的直径而言，所述空隙不超过1.0毫米，并且在所述加热装置的温度下，可以将非热膨胀状态的所述圆柱形金属原材料插入所述热膨胀的熔化圆筒中。此外，熔化圆筒由线性膨胀系数比金属原材料的线性膨胀系数小的金属材料组成。
此外，在本发明中，熔化圆筒包括与熔化圆筒筒体部分连接的漏斗型底部；在该底部中央处的直径小于筒体部分的流出管；横向安装在与熔化圆筒的底部相邻的筒体部分下部的辅助加热部件，所述辅助加热部件的两端固定到筒壁上；以及安装在筒体部分上和流出管外围上的加热装置；并且通过同时借助筒体外围的辐射热的加热和金属原材料底表面的接触加热，并用所述辅助加热部件部分支撑圆柱形金属原材料的底表面来实施金属原材料的熔化。
另外，可以在与所述熔化圆筒底部相邻的筒体部分下部中央处横向交叉安装多个辅助加热部件，以部分支撑所述圆柱形金属原材料的底表面。此外，在所述辅助加热部件内提供加热装置，并且通过所述辅助加热部件与所述圆柱形金属原材料底表面的接触，从其底表面直接加热所述圆柱形金属原材料的中央部分。
本发明的金属原材料由低熔点的金属合金，例如镁合金、铝合金等制成，并且所述镁合金在固-液共存温区的温度下表现出触变性质。除此之外，在切去和除去圆柱形金属原材料的表面层中产生的空穴(cavities)和粘附到材料表面上的杂质后，实施金属原材料的熔化。
本发明的效果在本发明中，即使熔化圆筒和圆柱形金属原材料在热膨胀期间的空隙c设定在不超过1毫米的范围内，因为圆柱形金属原材料直至其加热时处于非热膨胀状态，所以在圆柱形金属原材料插入时在其非热膨胀部分形成比热膨胀期间空隙大的空隙。因此，即使基于热膨胀期间空隙设定的熔化圆筒和圆柱形金属原材料在非热膨胀期间的空隙一定程度上接近圆柱形金属原材料的插入极限，也可毫无问题地实施圆柱形金属原材料的插入。此外，因为通过插入的金属原材料的热膨胀所述空隙自发变窄，所以提高了加热效率并且缩短了熔化时间，从而可以根据模塑周期实施圆柱形金属原材料的熔化，并且有效地实施向加热贮料筒中施用并积累熔融金属原材料。此外，甚至在改变熔化圆筒的材料时，可以根据所使用材料的线性热膨胀系数设定适当的空隙。
此外，根据上述结构，因为圆柱形金属原材料的底表面部分由辅助加热部件支撑并且位于漏斗型底部上，所以当通过从材料的筒体部分外围加热软化圆柱形金属原材料时，辅助加热部件由于圆柱形金属原材料的负荷从圆柱形金属原材料的底表面进入圆柱形金属原材料中。因为辅助加热部件通过来自筒体部分的热传递或者通过包埋的加热装置来加热，圆柱形金属原材料接收来自底表面内部的加热和来自筒体外围的加热，与加热筒体外围并用熔化圆筒内部底表面支撑圆柱形金属原材料整个底表面的情况相比，这更大地提高了加热效率，从而熔化时间变短。
从而，可以实施相应与模塑周期的金属原材料的熔化物供应和积累。此外，因为切去了圆柱形金属原材料表面层上的空穴，并除去了粘附到表面上的氧化物杂质等，并且圆柱形金属原材料在熔化圆筒中熔化，所以减少了氧化物碎渣(sludge)的产生。因此，可以延长包括避免碎渣的周期性维护的周期或时间，并且由于维护次数的减少提高了生产效率。此外，显著减少了混有碎渣的次品，从而可以提高产率。
此外，因为在表现出触变性质的金属结构的金属原材料中，在固-液共存温区熔化的低共熔晶体的分布状态是不均匀的，所以即使从圆柱形金属原材料上熔下的金属原材料形成熔块，所述熔块在具有漏斗型底部的熔化圆筒底部会再次熔化。因此，熔块不会阻止熔化物流出加热贮料筒。


图1是采取了根据本发明的熔化金属原材料的方法的金属模塑设备实施方案的垂直剖视图；图2是表示熔化圆筒和圆柱形金属原材料在热膨胀期间空隙的部分剖视图；图3是表示熔化圆筒和圆柱形金属原材料在非热膨胀期间空隙的部分剖视图；图4是包括部分接触加热圆柱形金属原材料底表面中央部分的辅助加热部件的熔化圆筒的下部纵向剖视图；图5是其下部纵向剖面前视图，且图6是在底部横向交叉安装多个辅助加热部件的情况中熔化圆筒的剖面平面图。
具体实施例方式
图1中的附图标记1表示金属模塑设备。金属模塑设备1包括在筒体21的末端带有喷嘴部件22的加热贮料筒2、用于通过浇铸或挤出形成圆柱体(圆棒)的金属原材料M(下文称作圆柱形金属原材料)的熔化供应装置3，以及注射贮料筒2尾部上的注射驱动器4。
加热贮料筒2包括基本上装在筒体21中上侧的供应口中的熔化供应装置3，以及筒体21外围上的带式加热器的加热装置24。在用作模塑材料的金属原材料(例如镁合金和铝合金)在固-液共存温区表现出触变性质的情况中，由加热装置24将加热贮料筒2的温度设在液相线温度和固相线温度之间，并且在金属原材料需要完全熔化的情况中，加热贮料筒2的温度设在液相线温度及更高。
加热贮料筒2在筒体的尾部连接在支撑部件23上，并且和注射驱动器4一起与水平面成45度角倾斜。在加热贮料筒2的这种倾斜布置下，在与位于下面的喷嘴部件22的喷嘴开口相连通的前端部内部是计量室25。向计量室25中以可突伸和缩回的插入方式安装注射装置26的注射柱塞26a。注射柱塞26a与棒26b的端部连接，并且在包埋有密封圈的外围表面上、在注射柱塞26a轴的周围上可突伸和缩回地包括止回阀26c。
熔化供应装置3包括熔化圆筒31，其中封闭长管体一端的内部，以形成平坦底部，并使小直径供应通道31a位于平坦底部的中央；安装在熔化圆筒31外围上分成多个温度可以单独控制的分区的加热装置32，例如带式加热器或感应加热器；以及与熔化圆筒31上部垂直连接的供应圆筒33。将加热装置32设在液相线温度及以上，或者介于液相线温度或以下和固相线温度或以上之间的温度(固-液共存温区)。
此外，通过将熔化圆筒31的底端插入筒体21上的材料供应开口中，并且将供应圆筒33连接到固定在支撑部件23上的臂部件27上，使熔化供应装置3垂直安装在加热贮料筒2上。此外，在从熔化供应装置3的下部至加热贮料筒2的熔融金属表面L内部，以及熔化圆筒31的上部空间分别安装用于氩气等的惰性气体填充管34a和34b。
在这种熔化供应装置3中，当通过供应圆筒33的上部开口插入圆柱形金属原材料M时，圆柱形金属原材料M由于自身重量滴到熔化圆筒31的底表面上与底部接触。所述圆柱形金属原材料M通过来自熔化圆筒31周围的辐射热而半熔化或完全熔化。熔融金属原材料通过供应通道31a向下流动，积累在加热贮料筒2中。之后，熔融金属原材料通过注射柱塞26a的向后运动而注入计量室25并称重。然后，通过注射柱塞26a的向前运动将所述熔融金属原材料注入未显示的模具中。
在图2和3中，通过熔化圆筒的内径D和圆柱形金属原材料M的直径d之间的差值产生上述熔化圆筒31的内围表面和圆柱形金属原材料M的外围表面之间的空隙c，并且所述差值的一半被定义为空隙c。通常为了便于插入圆柱形金属原材料M，在熔化圆筒和圆柱形金属原材料都接受加热之前，在非热膨胀期间设定空隙c。但是，空隙c越小，加热效率越高。因此，此处在热膨胀期间设定熔化圆筒31和圆柱形金属原材料M之间的空隙。
根据金属原材料和熔化圆筒所用的金属材料的线性热膨胀系数，使用热膨胀期间圆柱形金属原材料M的直径d和熔化圆筒的内径D作为指标，设定所述空隙c。在此情况下，优选应该在圆柱形金属原材料M可以维持形状并且不会由于热膨胀变形的上限温度(例如对于镁合金为550℃)下施用热膨胀温度。空隙c越窄，加热效率变得越高。然而，当空隙c太窄时，圆柱形金属原材料M的插入变得困难。因此，为了便于插入圆柱形金属原材料M并考虑到加热效率，将圆柱形金属原材料M和熔化圆筒31都处于热膨胀期间的空隙c设在不超过1.0毫米的范围内，并且在所述范围下，设定处于非热膨胀状态的圆柱形金属原材料M插入热膨胀状态下的熔化圆筒31时的空隙c不超过1.5毫米。此外，为了防止空隙c由于热膨胀而增加，使用线性膨胀系数小于金属原材料的线性膨胀系数的金属材料作为熔化圆筒31的金属材料。
即使基于所述空隙c设定的圆柱形金属原材料M和熔化圆筒31在非热膨胀期间的空隙c’由于氧化物粘附到熔化圆筒31的内围表面上而小于圆柱形金属原材料M的插入极限(约0.8毫米)，因为在圆柱形金属原材料M插入时没有加热圆柱形金属原材料M，所以其没有热膨胀并且圆柱形金属原材料M的非热膨胀部分使空隙c’变大。因此，可以毫无问题地插入圆柱形金属原材料M。此外，即使由于圆柱形金属原材料的插入偏差而发生左右空隙的差异，所述差异在不超过1.0毫米的空隙范围内，并且所述差异不会对加热效率产生显著的影响。结果，可以设定空隙，使加热效率高并且可以将圆柱形金属原材料M平滑地插入熔化圆筒中。甚至在熔化圆筒31中实施圆柱形金属原材料M的熔化的情况中，可以根据模塑周期来实施金属原材料的熔化供应和积累。
图4及下面所示的熔化供应装置3包括熔化圆筒1、与熔化圆筒筒体部分连接的漏斗型底部35、直径小于筒体部分的底部35的中央流出管36、横向安装的不锈钢圆棒辅助加热部件37，其两端被固定到与所述底部35相邻的熔化圆筒1筒体部分下部的筒壁上，以及安装在筒体部分和流出管36的外围上的加热装置32。在这种熔化供应装置3中，上述圆柱形金属原材料M的底表面部分由辅助加热部件37支撑，从而可以同借助筒体周围的辐射热及圆柱形金属原材料M底表面的接触加热来加热熔化圆筒31内的圆柱形金属原材料M。此外，从辅助加热部件34的下侧至其上部将熔化圆筒31的加热装置32分成多个分区，使之可以单独控制温度。
辅助加热部件34不局限于此，尽管在附图中省略了，但是可以在水平方向间隔地并置多个桥接辅助加热部件。可选地，如图6所示，可以十字交叉方式水平布置多个桥接辅助加热部件。在此情况下，从熔化圆筒31的上部开口底部35的边界插入十字形状的辅助加热部件，并且悬挂在熔化圆筒31的筒体壁上。此外，尽管从附图中省略了，但是当直接使用辅助加热部件37加热底部的内部时，辅助加热部件37由管体形成，并且从熔化圆筒3的筒体部分将筒式加热器插入管体，从而独立于熔化圆筒31实施加热。
此外，在将圆柱形金属原材料M插入熔化圆筒31时，优选事先通过切割除去在圆柱形金属原材料M的浇铸或挤出下产生的表面层上的空穴和粘附到表面上的氧化物杂质等。进入表面上氧化物和表面层空穴中的空气中的氧气通过金属原材料的热熔化形成金属氧化物，从而容易变成碎渣。所述碎渣沉积在加热贮料筒2中，对模塑操作造成妨碍，或者通过混入模塑物品中而形成次品。因此，通过切割约1至5毫米深而除去表面层可以显著降低碎渣的产生。
在预设的熔化温度下，从上部开口将圆柱形金属原材料M插入熔化圆筒31中。圆柱形金属原材料M借助自身重量经熔化圆筒坠到如下位置上，在所述位置上圆柱形金属原材料M的底表面与辅助加热部件37接触并且由辅助加热部件37接收。在熔化圆筒内，加热装置32的辐射热量加热筒体周围，并且同时经与辅助加热部件37的线接触直接加热所述底表面的中央。当圆柱形金属原材料M的温度超过固相线温度时，圆柱形金属原材料M软化。从而，支撑圆柱形金属原材料M负荷的辅助加热部件37从其底表面进入圆柱形金属原材料M的中央部分。此外，随着辅助加热部件37的进入，圆柱形金属原材料M的软化的底表面从辅助加热部件37的两侧上突出，如图4中的假想线所示，并且辅助加热部件37进一步进入圆柱形金属原材料M的较上部分，加热其中央部分。因此，与来自筒体周围的加热一起有效地实施圆柱形金属原材料M的加热。
当圆柱形金属原材料M的温度通过熔化圆筒31超过液相温度时，金属原材料完全熔化成熔融金属。但是，在固-液共存温区的温度下金属结构表现出触变性质的金属原材料中，在达到要处于液相和固相的半熔化条件的液相线温度前，分布在晶体中的低共熔晶体在固-液共存温区的温度下熔化。在圆柱形金属原材料M的上部熔化之前，圆柱形金属原材料M的熔化在接收来自筒体周围和中央部分热量的下部进行，并且熔融金属通过底部35在直径降低的流出管36中流动，并且在上述加热贮料筒2中积累作为表现出触变性质的半熔化状态的熔融金属M1。随着熔化物量的增加，熔融金属M1向下流过流出管36并积累在底部35中。
因为低共熔晶体在表现出触变性质的金属结构的金属原材料中的分布是不均匀的，熔化条件也是不同的，并且熔化的实施也不均匀，而且小熔块可以从金属原材料M中落下。但是，因为在辅助加热部件37下部安装的受热的漏斗型底部35和流出管36，熔块在底壁表面上熔化并且当其从底壁的表面通过流出管36时，再次熔化熔块并流动。此外，当在底部35上产生熔体贮存(melt reservoir)时，熔块陷入熔体贮存中，再次熔化。因此，即使产生熔块，也不会妨碍熔化的实施并且不会引起熔块堵塞流出管36。因此，可以降低金属原材料的熔化时间。
实施例空隙的设定条件(毫米尺寸)金属原材料镁合金(AZ91D)线性膨胀系数27.0×10-6/K形状圆柱体长度300熔化圆筒的材料不锈钢(SUS 304)线性膨胀系数16.5×10-6/K形状圆柱体高度610加热装置带式加热器，安定功率5kW加热温度550℃实施例1

实施例2

实施例3

实施例4

实施例5

由上表得出，每个实施例中在非热膨胀/非热膨胀期间(1)、非热膨胀/热膨胀期间(2)，以及热膨胀/热膨胀期间(3)的空隙(单位，毫米)

在此情况下，非热膨胀/热膨胀期间(2)的空隙分别为(B)-(A)/2的值，并且这些空隙变成上述圆柱体的插入空隙。
直至在600℃的加热温度下圆柱形金属原材料完全熔化(液相状态)的时间(分钟)

模塑条件产品质量40克(一模)金属原材料∶质量∶1.5千克(约合37模)模塑周期(一模)30秒加热温度600℃模塑周期对应的熔化时间(37模×30秒)约19分钟金属模塑设备FMg 3000(Nissei Plastic Industrial Co.Ltd.生产)结果在上述实施例中，因为实施例1在两者都热膨胀期间具有小的空隙，所以加热效率变得最好并且熔化时间约为12分钟。但是，因为非热膨胀/热膨胀期间的空隙在处于非热膨胀状态的圆柱体插入熔化圆筒中时为0.77毫米，小于认为是插入极限的约0.8毫米，不能施用此外，因为实施例5在两者都热膨胀期间具有大的空隙，所以上述处于非热膨胀状态的圆柱体容易插入熔化圆筒中，但是非热膨胀/热膨胀期间的空隙成比例变大，加热效率差并且材料的熔化甚至需要约20分钟。因此，在相应上述模塑周期的熔化时间(约19分钟)内，不能熔化实施例5的所有材料。因此，因为不能稳定将实施例5的圆柱体供应至加热贮料筒，所以其不能施用。
在实施例2中，尽管圆柱体和熔化圆筒之间的空隙在两者都是非热膨胀期间是0.75毫米，其小于上述插入极限，非热膨胀/热膨胀期间的空隙增加至1.029毫米，比插入极限大。因此，圆柱体可以插入熔化圆筒中。此外，因为熔化时间(13分钟)在相应于上述模塑周期的熔化时间(约19分钟)内，所以可以施用实施例2。但是，因为经过长期使用实施例2容易受熔化圆筒内表面上产生的氧化物粘附的影响，所以需要每隔一定的时间清洁所述粘附物。
在实施例3中，因为所形成的非热膨胀/热膨胀期间的空隙比实施例2中的空隙大，为1.252毫米，所以圆柱体插入熔化圆筒中变得容易。此外，因为熔化时间(15分钟)在相应于上述模塑周期的模塑时间(约19分钟)内，并且充分保证了空隙，所以不易产生由于实施例2中氧化物粘附带来的影响。因此，长时间不需要清洁，并且在最优选条件下可以插入圆柱体并熔化金属原材料。
在实施例4中，因为形成的非热膨胀/热膨胀期间的空隙为1.433毫米，比实施例3中的空隙大，所以圆柱体插入熔化圆筒中变得容易。此外，不容易发生由氧化物粘附带来的影响，所以不需要清洁。但是，由于加热效率的降低熔化时间变长。但是，因为所有量金属原材料的熔化时间(17分钟)在相应于上述模塑周期的熔化时间(约19分钟)内，接近实施例4的情况处于可应用的范围内。
因此，从实施例2至4明显可见，如果就热膨胀期间所述熔化圆筒的内径D和所述圆柱形金属原材料的直径d而言，设定所述空隙不超过1.0毫米，就可以平滑地将上述圆柱形金属原材料插入熔化圆筒中，并且根据金属原材料和线性膨胀系数和熔化圆筒材料的线性膨胀系数，在相应于模塑周期的熔化时间内熔化金属原材料是可能的，并且在非热膨胀条件下设定熔化圆筒的实际内径，并且可以以相容的方式容易地将圆柱形金属原材料插入模塑设备中并且高效地熔化金属原材料。
此外，在熔化圆筒底部形成为漏斗形状，圆柱形金属原材料的底表面部分由横向安装的辅助加热部件支撑，其两端被固定到与熔化圆筒底部相邻的筒体下部的筒壁上，并且同时加热筒体的周围和圆柱形金属原材料底表面的情况中，加热效率被进一步提高并且可以降低熔化时间。
工业实用性通过设定空隙的方法，可以解决将圆柱形金属原材料插入金属模塑设备熔化圆筒中的困难并提高加热效率。因此，在使用简单的熔化圆筒直接熔化金属原材料而向金属模塑设备中供应熔融金属时，不用使用熔化炉可以实施金属产品的连续模塑，这是有利的。
权利要求
1.一种在金属模塑设备中熔化金属原材料的方法，其包括下列步骤通过浇铸或挤出使金属原材料成型为圆柱形状；将作为模塑材料的所述圆柱形金属原材料从上面插入垂直安装在所述金属模塑设备的加热贮料筒内的熔化圆筒中；以及通过设在所述熔化圆筒周围的加热装置半熔化或完全熔化所述圆柱形金属原材料，其中根据金属原材料的线性膨胀系数和用作熔化圆筒的金属材料的线性膨胀系数，事先设定所述熔化圆筒内周表面和所述圆柱形金属原材料外围表面之间的空隙，以使得就热膨胀期间所述熔化圆筒的内径和所述圆柱形金属原材料的直径而言，所述空隙不超过1.0毫米，并且在所述加热装置的温度下，可以将非热膨胀状态的所述圆柱形金属原材料插入所述热膨胀的熔化圆筒中。
2.根据权利要求1的在金属模塑设备中熔化金属原材料的方法，其中所述熔化圆筒包括与熔化圆筒筒体部分连接的漏斗型底部；在该底部中央处的直径小于筒体部分的流出管；横向安装在与熔化圆筒的底部相邻的筒体部分下部的辅助加热部件，所述辅助加热部件的两端固定到筒壁上；以及安装在筒体部分上和流出管外围上的加热装置；并且通过同时借助筒体外围的辐射热的加热和金属原材料底表面的接触加热，并用所述辅助加热部件部分支撑圆柱形金属原材料的底表面来实施金属原材料的熔化。
3.根据权利要求1或2的在金属模塑设备中熔化金属原材料的方法，其中所述熔化圆筒由线性膨胀系数比金属原材料的线性膨胀系数小的金属材料组成。
4.根据权利要求2的在金属模塑设备中熔化金属原材料的方法，其中在与所述熔化圆筒底部相邻的筒体部分下部中央处横向安装所述辅助加热部件，以部分支撑所述圆柱形金属原材料的底表面。
5.根据权利要求2的在金属模塑设备中熔化金属原材料的方法，其中在与所述熔化圆筒底部相邻的筒体部分下部中央处横向交叉安装多个辅助加热部件，以部分支撑所述圆柱形金属原材料的底表面。
6.根据权利要求2或权利要求4和5任何一项的在金属模塑设备中熔化金属原材料的方法，其中在所述辅助加热部件内提供加热装置，并且通过所述辅助加热部件与所述圆柱形金属原材料底表面的接触，从其底表面直接加热所述圆柱形金属原材料的中央部分。
7.根据权利要求1至6任何一项的在金属模塑设备中熔化金属原材料的方法，其中所述金属原材料由低熔点的金属合金，例如镁合金、铝合金等组成。
8.根据权利要求7的在金属模塑设备中熔化金属原材料的方法，其中所述金属原材料由在固-液共存温区的温度下表现出触变性质的镁合金组成。
9.根据权利要求7或8的在金属模塑设备中熔化金属原材料的方法，其中在切去和除去圆柱形金属原材料的表面层中产生的空穴和粘附到材料表面上的杂质后，实施所述金属原材料的熔化。
全文摘要
为了将圆柱形金属原材料插入安装在金属模塑设备的加热贮料筒内的熔化圆筒中，并且高效地半熔化或完全熔化圆柱形金属原材料，根据金属原材料的线性膨胀系数和用作熔化圆筒的金属材料的线性膨胀系数，限制熔化圆筒内周表面和圆柱形金属原材料外围表面之间的空隙，以使得在热膨胀期间就所述熔化圆筒的内径和所述圆柱形金属原材料的直径而言，所述空隙不超过1.0毫米，并且可以将非热膨胀状态的圆柱形金属原材料插入热膨胀的熔化圆筒中。
文档编号B22D17/28GK1771103SQ200580000218
公开日2006年5月10日 申请日期2005年2月24日 优先权日2004年2月25日
发明者滝泽清登, 甲田纪泰, 宫川守, 安在和夫, 武居晃司, 上平郁雄, 山崎孝 申请人:日精树脂工业株式会社