專利名稱：適于在潤滑劑被注入壓射缸之前導(dǎo)致相變的帶固體潤滑劑計量器的壓鑄機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及柱塞潤滑劑及其在壓鑄工藝中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
雖然壓鑄工藝已知許多年了，但依然存在問題。一個持續(xù)的問題涉及到柱塞潤滑劑領(lǐng)域以及其它為有效和低成本制造壓鑄金屬件所必需的潤滑劑。已知的潤滑劑具有一系列環(huán)境、安全和保管的問題。
一個壓鑄設(shè)備通常包括鑄模和壓射缸。要鑄造的熔化金屬引入到壓射缸中。一柱塞軸向延伸到壓射缸中以推壓熔化的金屬到鑄模中。該壓射缸和柱塞要求潤滑因為熔化的金屬能自身焊固到壓射缸和/或柱塞上同時因為柱塞能由摩擦產(chǎn)生大量的附加熱因為它摩擦壓射缸。此外，潤滑劑有助于防止柱塞不均勻摩擦壓射缸的內(nèi)壁。該不均勻摩擦妨礙平滑的柱塞運動，可能導(dǎo)致亞常態(tài)的鑄造，這是必須除去的。
不均勻的摩擦也導(dǎo)致明顯增加對柱塞和壓射缸的磨損和撕裂，這導(dǎo)致增加停機(jī)時間、修理成本，甚至要替換柱塞。
在過去以不太滿意的結(jié)果使用了各種潤滑劑。油基潤滑劑不太有利因為當(dāng)它們與熔化的金屬或由于重復(fù)使用變熱的壓射缸接觸時趨于冒煙和分解。油基潤滑劑需要大的庫房空間因為它們是體積龐大的。此外，油基潤滑劑如果濺落到地面則有滑且跌倒的危險。
水基潤滑劑避免了油基潤滑劑冒煙與分解，但是遇到它們自身的缺點。主要缺點是在引入到熔化金屬之前所攜帶的水必須完全被蒸發(fā)因為如果熔化的金屬與水進(jìn)行接觸可能造成劇烈的反應(yīng)。水基潤滑劑典型地是通過壓縮空氣噴射到壓射缸中。壓縮空氣和用以產(chǎn)生壓縮空氣的機(jī)械的噪聲要求使用具有附加費用的防噪聲結(jié)構(gòu)。此外，液體潤滑劑需泵和管路，這些由于使用期的延長而易于機(jī)械損壞。水基潤滑劑通常包括顆粒材料諸如石墨或其它無機(jī)顆粒，該顆粒材料趨于在用于施加潤滑劑的噴嘴處或在其中凝聚。這降低用于施加潤滑劑的機(jī)械的可靠性因為噴嘴必須定期清理。此外，壓射缸的局部潤滑劑可能由部分堵塞噴嘴引起，因此導(dǎo)致柱塞在壓射缸中不均勻的摩擦及其附帶的問題。水基潤滑劑也要求大的庫房空間因為它們是體積大的。
曾經(jīng)使用其它類型的潤滑劑包括顆粒、粉末和碎片狀的固體。這些遇到與水基潤滑劑相同的缺陷。已知的顆粒潤滑劑在應(yīng)用過程趨于在地面彈跳并產(chǎn)生滑并跌倒的危險。粉末和碎片狀潤滑劑可能要求復(fù)雜的附加機(jī)械以實施其應(yīng)用，因此使它們的使用更昂貴且勞動強(qiáng)度大。而且，由于它們有限的可獲得性該潤滑劑比水基潤滑劑更昂貴。
此外，所有已知的潤滑劑遇到嚴(yán)重的純度問題。當(dāng)使用時已知的液體潤滑劑趨于過量地飛濺。已知的粉末潤滑劑趨于產(chǎn)生多灰塵的工作條件。在任一情況，必需花費大量的時間、能量和錢以保持工作區(qū)域清潔和安全因為飛濺的潤滑劑影響切斷空的潤滑劑容器，產(chǎn)生不愉快的工作條件，并可能有火災(zāi)的危險。
因而，本發(fā)明者意識到需要改進(jìn)柱塞的潤滑劑及應(yīng)用那些潤滑劑的相關(guān)工藝，該潤滑劑及工藝可克服這些缺點的一或多個。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及壓鑄機(jī)，該壓鑄機(jī)包括使柱塞潤滑劑經(jīng)受相變的計量器。該計量器還配送柱塞潤滑劑。本發(fā)明還涉及潤滑壓鑄機(jī)的一種方法，該方法涉及在配送柱塞潤滑劑之前實施柱塞潤滑劑中的相變。本發(fā)明還涉及柱塞潤滑劑半成品，該半成品在計量器中進(jìn)行相變。


圖1表示在其中利用本發(fā)明的模型鑄造機(jī)械。
具體實施例方式
參照圖1，一壓鑄機(jī)10包括水平的圓柱形壓射缸12。一柱塞14在壓射缸12內(nèi)從一縮回位置是可移動到靠近壓模16的前進(jìn)位置的(未表示)，該縮回位置如圖1所示。該壓模16包括兩半模18和20，該兩個半模限定了一個模腔22。該壓射缸12與該模腔22是流體連通的。
在工作中，根據(jù)本發(fā)明的一種潤滑劑加入到計量器24中。從計量器24，潤滑劑通過澆注孔26引入到壓射缸12中。這是在每個工作循環(huán)的開始完成的，同時柱塞14處在其如圖1所示的縮回位置。然后要求量的熔化金屬通過澆注孔26引入到壓射缸12中。然后柱塞14朝壓模16的方向向前行進(jìn)直到它堵住澆注孔26。然后它進(jìn)一步行進(jìn)一預(yù)定距離，將熔化金屬注射到模腔22中。在預(yù)置的保壓時間之后，該時間允許熔化金屬固化，打開壓模16，然后柱塞14進(jìn)一步行進(jìn)以完成全行程，在該行進(jìn)中鑄件從壓模的固定的半模20中卸下。這也從壓射缸12擠壓出殘留的、固化的填料。然后柱塞14縮回到開始位置，和從壓模的可移動的半模中退出鑄件。然后壓鑄機(jī)準(zhǔn)備好進(jìn)行另一個循環(huán)。
計量器可以包括一料倉，柱塞潤滑劑在配送之前大量儲存和容納在該料倉中。料倉的一個可能實施例在圖1中以標(biāo)號28示出?？梢允褂萌魏魏线m的計量器，在選擇上要強(qiáng)調(diào)的一點是能夠以不太昂貴的方式提供測量的柱塞潤滑劑的量。在一有用的實施例中，計量器是熱熔的計量器。該計量器可以在澆注孔處被連接到壓射缸上。另一選擇，計量器可以與壓射缸分開，如圖1所示。
該計量器還可以包括一噴嘴有助于配送柱塞潤滑劑。任何型式的噴嘴可與計量器結(jié)合使用。但是，優(yōu)選的噴嘴是那些產(chǎn)生最小噴濺、配送被測量的量的潤滑劑，同時還實現(xiàn)在壓射缸以內(nèi)的潤滑劑分布的要求的形式的噴嘴。例如，噴嘴可提供滴狀的、成流線、成散布狀或成霧狀，如空氣霧化散布。一系列附加的元件和方法可用于促進(jìn)柱塞潤滑劑的配送。
柱塞潤滑劑可以是任何合適要使用潤滑劑的應(yīng)用的潤滑劑。典型的可潤滑壓射缸的材料是試圖在本發(fā)明的成分中使用的。優(yōu)選的柱塞潤滑劑要選擇有比較低的煙化、和可比較便宜地生產(chǎn)，和比較容易地加到計量器中。一種優(yōu)選的柱塞潤滑劑是固體潤滑劑，該潤滑劑具有在要使用這種潤滑劑的壓射缸工作溫度范圍中的熔化溫度。
有用的金屬脂肪酸鹽包括許多磺酸鹽、環(huán)烷酸鹽、和羰化物。這些金屬脂肪鹽中，脂質(zhì)酸脂肪酸鹽(如硬脂酸鋅和硬脂酸鈉)考慮它們的已知特性，它們易于獲得和低價位是優(yōu)選的。但是，其它已知其潤滑特性的金屬硬脂酸鹽，包括，僅以舉例方式、錫、銅、鈦、鋰、鈣、錳和其它脂肪酸堿性和強(qiáng)堿性稀土金屬硬脂酸鹽也可優(yōu)選地被包括。
也可以包括脂肪酸，脂肪酸的較低價位、易于獲得，以及其對制品整個潤滑性的影響使其對這種應(yīng)用具吸引力。一個例子是硬脂酸，它被方便地應(yīng)用，因為其具有良好潤滑性、無毒、不貴和易于獲得。
諸如石墨、陶瓷材料(如氮化硼、氮化硅、或碳化鉻)等材料作柱塞潤滑劑的添加劑是有用的、硫化鉬也如此。
作為舉例，有用的高熔化聚合物樹脂包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯纖維素、聚酯、聚乙烯乙二醇、聚丙烯酸酯、聚甲烯丙烯酸酯、聚苯乙烯、環(huán)氧樹脂、硅樹酯、聚酰胺和上述任何共聚合物樹脂。事實上，幾乎可以使用任何熱塑性材料。
可以方便地使用的天然的和合成的石臘的較高分子量的聚乙烯石臘通常考慮其具有的潤滑性是最佳的。但是，聚丙烯、雙酰胺、酯類微晶狀體、蜂蠟、石蠟油、氧化物、復(fù)合聚合物和雜鹽蠟也是優(yōu)選的。
在本發(fā)明中有用的玻璃材料優(yōu)選地是氧化鋁、氧化鋁/石英、石英或硼酸鈉。可選地，這些玻璃材料可以碎片纖維狀使用。雙原子的礦物、滑石粉、云母、其它金屬氧化物、硼酸、木粉和磷的化合物、包括磷的酯類也是有用的。
柱塞潤滑劑可以是任何便于在計量器中使用和/或加到料倉中的形式、形狀和尺寸。例如，最佳的潤滑劑可以是粉末、顆粒、碎片或固態(tài)半成品，呈管、桿、盤、或小塊狀。此外，潤滑劑可以是繞在卷盤上的固態(tài)半成品。根據(jù)所選的潤滑劑的型式、形狀和尺寸，可以使用多種手動和自動的設(shè)備將滑潤劑加到料倉中。優(yōu)選地，柱塞潤滑劑是一種固態(tài)半成品。
在工作中，計量器通過提供必需的工作狀態(tài)引起柱塞潤滑劑的相變以促進(jìn)潤滑劑中從一種相態(tài)到另一相態(tài)的相變。柱塞潤滑劑，至少部分地，在加入到計量器之后至少經(jīng)過一次相變。該相變在柱塞潤滑劑被配送之前或同時發(fā)生。為方便起見，這兩種情況將被認(rèn)為相變發(fā)生在被配送之前。雖然，從固相改變?yōu)橐合嗟臐櫥瑒┦莾?yōu)選的，從液相改變?yōu)楣滔嗟臐櫥瑒┮彩强捎玫摹?br> 盡管潤滑劑的單一的相變是優(yōu)選的，但潤滑劑也可進(jìn)行多重相變使得在計量器中潤滑劑在相之間循環(huán)。此外，潤滑劑可進(jìn)行部分的相變，使得在計量器中并存地存在兩種相態(tài)。優(yōu)選地，在配送之前，準(zhǔn)備配送的柱塞潤滑劑，即靠近噴嘴的潤滑劑，具有從一種相態(tài)到另一相態(tài)的基本上完全的相變，盡管不需要完全的相變?；蛘撸M管當(dāng)配送時柱塞潤滑劑最好是單一的相態(tài)，但是也可以配送具有兩種相態(tài)的柱塞潤滑劑。這種潤滑劑可能是在壓鑄機(jī)的正常工作狀態(tài)下熔化的和不熔化的材料的組合。
在計量器中的潤滑劑達(dá)到適當(dāng)?shù)南鄳B(tài)或相態(tài)的組合之后，計量器配送該潤滑劑，優(yōu)選地，經(jīng)過噴嘴，送到壓射缸中。當(dāng)容納在壓射缸中時和該潤滑劑在其被配送時可以是相同或不同的相態(tài)。此外，當(dāng)它容納在壓射缸中時，該潤滑劑也可以處在相態(tài)的組合狀態(tài)。在一個實施例中，該潤滑劑當(dāng)它容納在壓射缸中時是液體并以液體配送。在另一實施例中，潤滑劑以液體被配送而當(dāng)它容納在壓射缸中時是固體。在第三實施例中，潤滑劑以液體配送而當(dāng)它容納在壓射缸中時具有固體外殼帶液體的中心。在第四實施例中，潤滑劑以固體和液體的組合配送而當(dāng)它容納在壓射缸時是液體。在第五實施例中，潤滑劑以固體與液體的組合配送而當(dāng)它納容在壓射缸時是固體與液體的組合。此實施例涵蓋在壓鑄機(jī)正常工作條件下熔化的和不熔化的材料的組合。
盡管結(jié)合其某些特定的實施例已經(jīng)特別地描述了本發(fā)明，但應(yīng)該理解這是以說明的而不是限制的方式，同時附屬的權(quán)利要求的范圍應(yīng)在現(xiàn)有技術(shù)允許的情況下構(gòu)思為盡可能地寬。
權(quán)利要求
1.一種壓鑄機(jī)，包括一計量器，該計量器適合于使第一相態(tài)的柱塞潤滑劑，至少部分地，進(jìn)行相變到第二相態(tài)并適合于配送該柱塞潤滑劑到壓射缸。
2.按照權(quán)利要求1的壓鑄機(jī)，其特征在于，還包括適于接受來自計量器的柱塞潤滑劑的壓射缸。
3.按照權(quán)利要求1的壓鑄機(jī)，其特征在于，第一相態(tài)是固體而第二相態(tài)是液體。
4.按照權(quán)利要求1的壓鑄機(jī)，其特征在于，計量器適于配送基本上是第二相態(tài)的柱塞潤滑劑。
5.按照權(quán)利要求1的壓鑄機(jī)，其特征在于，計量器適于配送二種相態(tài)的柱塞潤滑劑。
6.按照權(quán)利要求1的壓鑄機(jī)，其特征在于，柱塞潤滑劑是一種固體半成品。
7.按照權(quán)利要求1的壓鑄機(jī)，其特征在于，計量器包括一適于提供柱塞潤滑劑的計量的量的噴嘴。
8.按照權(quán)利要求7的壓鑄機(jī)，其特征在于，噴嘴從包括滴狀噴嘴、流線噴嘴、或散布噴嘴的組中選擇。
9.按照權(quán)利要求1的壓鑄機(jī)，其特征在于，噴嘴還包括一料倉。
10.按照權(quán)利要求1的壓鑄機(jī)，其特征在于，柱塞潤滑劑適于，至少部分地，進(jìn)行第二相變。
11.按照權(quán)利要求1的壓鑄機(jī)，其特征在于，計量器和壓射缸適于防止柱塞潤滑劑中的第二次相變。
12.一種壓鑄機(jī)，包括適于造成第一相態(tài)的柱塞潤滑劑，至少部分地，進(jìn)行相變到第二相態(tài)并適于配送柱塞潤滑劑的計量器；以及適于接受來自計量器的柱塞潤滑劑的壓射缸。
13.一種潤滑壓鑄機(jī)的方法，包括在柱塞潤滑劑中進(jìn)行一種相變；以及配送柱塞潤滑劑。
14.按照權(quán)利要求13的方法，其特征在于，柱塞潤滑劑被配送到壓射缸中。
15.按照權(quán)利要求13的方法，其特征在于，進(jìn)行相變的步驟出現(xiàn)在配送步驟之前。
16.按照權(quán)利要求13的方法，其特征在于，進(jìn)行相變步驟與配送步驟同時出現(xiàn)。
17.按照權(quán)利要求13的方法，其特征在于，相變是從固態(tài)到液態(tài)。
18.按照權(quán)利要求13的方法，其特征在于，還包括在柱塞潤滑劑中進(jìn)行第二次相變。
19.按照權(quán)利要求13的方法，其特征在于，配送步驟還包括以從包括滴狀、流線、或散布的組中選擇的方式配送柱塞潤滑劑。
20.按照權(quán)利要求13的方法，其特征在于，進(jìn)行相變的步驟還包括熔化柱塞潤滑劑。
21.一種制造成的成品，包括一種柱塞潤滑劑半成品，該半成品，至少部分地，在計量器中進(jìn)行至少一種相變。
22.按照權(quán)利要求21的成品，其特征在于，半成品進(jìn)行從固態(tài)到液態(tài)的相變。
23.按照權(quán)利要求21的成品，其特征在于，半成品包括天然蠟或一種合成蠟。
24.按照權(quán)利要求21的成品，其特征在于，半成品包括至少一種材料，該材料在壓鑄機(jī)的正常工作條件下是不熔化的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種壓鑄機(jī)，包括使柱塞潤滑以經(jīng)受相變的計量器。該計量器還配選柱塞潤滑劑。本發(fā)明還涉及潤滑壓鑄機(jī)的方法，該方法涉及在分配柱塞潤滑劑之前在柱塞潤滑劑中實施相變。本發(fā)明還涉及在計量器中經(jīng)受相變的柱塞潤滑劑半成品。
文檔編號B22D17/20GK1620347SQ02828271
公開日2005年5月25日 申請日期2002年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月21日
發(fā)明者迪安·愛德華茲 申請人:切姆－特倫德有限公司