PL165468B1 - S p o só b i urzadzenie do formowania w tryskow ego stopu metali PL PL PL - Google Patents

Abstract

1. Sposób formowania wtryskowego stopu meta­ li o wlasciwosciach dendrytycznych, znamienny tym, ze wprowadza sie stop, utrzymywany w atmosferze obo­ jetnej, do tulei (14) wytlaczarki zakonczonej na jednym koncu dysza (20) wtryskowa, przemieszcza sie stop przez tuleje (14) w kierunku dyszy (20), ogrzewa sie go do temperatury w zakresie miedzy jego temperatura solidusu i likwidusu w celu przeprowadzenia go w pól­ staly stan tiksotropowy, poddaje sie stop, w czasie jego przemieszczania sie przez tuleje (14), dzialaniu sil sci­ najacych, aby zapobiec wzrostowi dendrytów, nastepnie stop kieruje sie do komory akumulacyjnej (C) w sasie­ dztwie dyszy (20), poszerza sie komore akumulacyjna (C) z szybkoscia zasadniczo odpowiadajaca szybkosci, z jaka stop wprowadza sie do komory akumulacyjnej (C) przerywa sie dzialanie scinajace na stop w komorze akumulacyjnej (C) temperature stopu w komorze aku­ mulacyjnej (C) utrzymuje sie na takim poziomie, aby zahamowac wzrost dendrytów, oraz okresowo dziala sie na stop zgromadzony w komorze akumulacyjnej (C) sila wystarczajaca do przetloczenia nagromadzonego stopu przez dysze (20) do formy (22) PL PL PL

Description

Wynalazek dotyczy sposobu formowania wtryskowego stopu metali, które w odpowiednich warunkach grzania i krzepnięcia tworzą dwufazową tiksotropową zawiesinę, oraz urządzenia do formowania wtryskowego stopu metali.

Przez tiksotropową zawiesinę w dalszym ciągu rozumiane będą stopy metali o właściwościach pwodujących powrót do faz składowych po ustąpieniu mechanicznego oddziaływania na ten stop.

Stopy metali o dendrytycznej strukturze krystalicznej w temperaturze otoczenia zazwyczaj topi się, a następnie poddaje wysokociśnieniowemu odlewaniu kokilowemu. Takie znane sposoby odlewania kokilowego wykazują pewne wady, takie jak straty stopu, zanieczyszczenie topnikiem itp., nadmierna ilość braków, duże zużycie energii, długie cykle robocze, ograniczona trwałość kokili spowodowana dużym udarem cieplnym itp., a także ograniczenie pozycji

165 468 napełniania kokili. Do stopów, które przerabia się w ten sposób, należą przykładowo, ale nie wyłącznie stopy ujawnione w opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 840 365, 3 842 895, 3 902 544 i 3 936 298.

Byłoby bardzo pożądane, gdyby pewne cechy, którymi charakteryzują się sposoby wtrysku materiałów polimerycznych, można było wykorzystać przy wtrysku stopów metali, które można przekształcić w stan tiksotropowy. Sposoby takie obejmują wprowadzanie granulatu materiału polimerycznego w temperaturze pokojowej z zasobnika do wytłaczarki ślimakowej bez zastosowania topnika lub innych zanieczyszczeń. Granulki polimeru ogrzewa się w wytłaczarce w celu uplastycznienia, po czym formę umieszczoną na wylocie wytłaczarki napełnia się płynącym materiałem. Przy wytłaczaniu polimerów nie następuje zanieczyszczenie i strata stopu, a niższe temperatury stosowane w takich procesach powodują zmniejszenie problemów związanych z udarem cieplnym w formie. Przy wtrysku materiałów polimerycznych formę można napełniać w dowolnej pozycji, podyktowanej maksymalną wydajnością napełniania formy. Urządzenie i sposób według wynalazku wykorzystują większość lub nawet wszystkie z tych pożądanych cech.

W opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 694 881 i 4 694 882 ujawniono sposób przekształcania stopu metalu o właściwościach dendrytycznych w półstały stan tiksotropowy w wyniku kontrolowanego ogrzewania, tak aby utrzymać stop w temperaturze powyżej jego temperatury solidusu, ale poniżej jego temperatury likwidusu, przy poddawaniu stopu działaniu ścinającemu w czasie wtrysku. W ten sposób wykorzystać można pewne zalety wtrysku i wyeliminować pewne wady odlewania kokilowego. Sposób według wynalazku wprowadza dodatkowo ulepszenia i zwiększa korzyści uzyskiwane przy wtrysku stopów metali.

Znane sposoby wtrysku tiksotropowych stopów metali można znacznie usprawnić ustalając i utrzymując odpowiedni profil temperaturowy dla danego stopu w wyniku ogrzewania tego stopu w wytłaczarce ślimakowej do temperatury wyższej od jego temperatury solidusu, ale niższej od jego temperatury likwidusu oraz eliminując przed udarem wtryskowym, znaczne zwiększenie siły działającej na stop. Uzyskuje się to wprowadzając półstały materiał do przestrzeni lub komory akumulacyjnej między ustnikiem wytłaczarki i końcówką ślimaka wytłaczarki oraz odcinając lub cofając obracający się ślimak od dyszy wylotowej, w miarę jak przestrzeń między dyszą i końcówką ślimaka wypełnia się materiałem. Przy zwykłym wtrysku materiału polimerycznego cofaniu się ślimaka wytłaczarki towarzyszący wzrost ciśnienia między dyszą i końcówką ślimaka wytłaczarki.

Ze względu na charakter stopu metalu stwierdzono, że konieczne jest dokładne regulowanie stopni sprężania stopów w stanie półstałym w wytłaczarce. Należy utrzymywać pożądaną szybkość ścinania, co decyduje o szybkości obrotów ślimaka oraz szybkości, z jaką materiał wprowadza się do wytłaczarki. Określa to z kolei szybkość cofania się ślimaka przed udarem wtryskowym. Przy wtrysku półstałego materiału metalicznego istotną rolę odgrywa również odpowiednia regulacja temperatury, ciśnienia i szybkości ślimaka wytłaczarki, aby zapobiec rozdzielaniu się faz stopu będącego w mieszanym stanie ciekło-stałym.

Uwzględniając profile temperaturowe, szybkość zasilania, szybkość ścinania, ciśnienie wtrysku oraz prędkość wtrysku w stopniu opisanym powyżej, sposoby i urządzenia do wtrysku materiałów polimerycznych można z powodzeniem zaadoptować do stosowania przy formowaniu wtryskowym stopów metali.

Przez ścinanie w dalszym ciągu rozumiana będzie czynność polegająca na przemieszczaniu wewnętrznych cząstek stopu, np. wskutek przetłaczania masy stopu dla zapobiegnięcia wzrostowi dendrytów.

W wyniku zmniejszania ciśnienia pod koniec operacji wtrysku w sąsiedztwie dyszy wytłaczarki, w połączeniu z obniżeniem temperatury dyszy, oraz przy braku działania ścinającego, w dyszy może utworzyć się korek z zestalonego metalu, o takim charakterze, że wyeliminowana zostaje konieczność stosowania zwykłego mechanicznego zaworu odcinającego oraz problemów związanych z działaniem takiego zaworu. W razie potrzeby można jednak zastosować w dyszy zwykły zawór odcinający.

W szczególności wynalazek dotyczy sposobu formowania wtryskowego stopu metali o właściwościach dendrytycznych, charaktery zującego się tym, że wprowadza się ten stop, utrzymywany w atmosferze obojętnej, do tulei wytłaczarki zakończonej na jednym końcu dyszą

165 468 wtryskową, przemieszcza się stop przez tuleję w kierunku dyszy, ogrzewa się stop do temperatury w zakresie między jego temperaturą solidusu i likwidusu, w celu przeprowadzenia go w półstały stan tiksotropowy, poddaje się stop w czasie jego przemieszczenia się przez tuleję działaniu sił ścinających, aby zapobiec wzrostowi dendrytów, następnie stop kieruje się do komory akumulacyjnej w sąsiedztwie dyszy, poszerza się komorę akumulacyjną w szybkością zasadniczo odpowiadającą szybkości, z jaką materiał wprowadza się do tej komory akumulacyjnej, przerywa się działanie ścinające na materiał w komorze akumulacyjnej, temperatury materiału w komorze akumulacyjnej utrzymuje się na takim poziomie, aby zahamować wzrost dendrytów oraz okresowo działa się na materiał zgromadzony w komorze akumulacyjnej siłą wystarczającą do przetłoczenia nagromadzonego stopu przez dyszę do formy.

Korzystnym jest, gdy formuje się korek z przetwarzanego stopu w dyszy po zakończeniu wprowadzania stopu do formy, przy czym formowanie polega na dopuszczeniu do zakrzepnięcia stopu zasadniczo do postaci zestalonej. Dalszą korzyścią jest to, że podwyższa się temperaturę stopu w komorze akumulacyjnej do poziomu przewyższającego temperatury stopu we wszystkich innych miejscach. Korzystnym jest także to, że szybkość ścinania materiału metalicznego wynosi od 5 do 500 s¹. Korzystnym jest również i to, że stop wprowadza się do tulei wytłaczarki w ilości mniejszej niż 100% jego objętości oraz że szybkość przesuwu stopu wzdłuż tulei jest zasadniczo niezależnie od szybkości ścinania tego stopu.

Korzystnym jest wreszcie to, że stop zawiera jako dodatkową część składową materiał tworzący fazę nieciągłą, przy czym dodatkowe części składowe mają postać cząstek tlenu glinu, włókien lub kryształów nitkowych z węglika krzemu i innych dodatkowych dla osiągnięcia kompozytu w stopie magnezu i innych stopach w zależności od pożądanych właściwości wytwarzanych kształtek związanych z ich przeznaczeniem.

Wynalazek dotyczy również urządzenia do formowania wtryskowego stopu metali o właściwościach dendrytycznych, które charakteryzuje się tym, że zawiera tuleję wytłaczarki z dyszą wylotową na jednym końcu oraz wlotem oddalonym od tej dyszy, zespół zasilający, usytuowany jest nad wtryskarką i połączony z wlotem tulei wytłaczarki, służący do wprowadzania materiału utrzymywanego w atmosferze obojętnej do tulei przez wlot, zespół ogrzewania materiału w tulei do temperatury w zakresie między temperaturą solidusu i likwidusu tego materiału, na tyle wysokiej, aby utrzymać ten materiał w stanie półstałym, usytuowany dokoła tulei wytłaczarki i dyszy na całej ich długości służy do ogrzewania, zespół przesuwający stopy metali przez tuleję od wlotu w kierunku dyszy złożony ze ślimaka ze spiralnym zwojem na jego powierzchni bocznej umieszczonego w tulei, zespół wywierający działanie ścinające na materiał w czasie, gdy przemieszcza się on przez tuleję między wlotem i dyszą, złożony z tulei wytłaczarki ślimaka ze spiralnym zwojem i jednokierunkowego zaworu na końcu ślimaka oraz zespół przetłaczania stopów metali przez dyszę do formy złożony z końcówki ślimaka zaworu usytuowanego na końcu ślimaka przed końcówką, komory akumulacyjnej utworzonej z końcówki ślimaka, jednokierunkowego zaworu wewnętrznej ściany tulei, wlotu kanału dyszy wytłaczarki w sąsiedztwie dyszy, w celu zapobieżenia wzrostu dendrytów w przetłaczanym stopie.

Korzystnym jest, że tuleja zawiera szereg wzdłużnie rozmieszczonych stref grzewczych, z których każda ogrzewana jest przez element grzewczy usytuowany dokoła zewnętrznej powierzchni tulei przy czym pierwsza strefa ma instalację bandażowego grzejnika oporowego usytuowaną tuż za gardzielą zasypową, druga strefa ma indukcyjną cewkę grzewczą rozciągającej się na podstawowej długości tulei za strefą, trzecia strefa ma szereg bandażowych grzejników oporowych pomiędzy strefą, a która ma również grzejniki bandażowe na wysokości komory akumulacyjnej, strefa piąta ma bandażowy grzejnik za strefą, a szósta strefa ma bandażowy bądź spiralny grzejnik oporowy opasujący dyszę i służą do ogrzewania stopu w celu ustalenia takiego profilu temperaturowego stopu aby jego temperatura wzrastała w kierunku do dyszy.

Korzystnym jest, że zespół zasilający usytuowany jest nad wtryskarką i połączony z wlotem tulei, która ma lej zasypowy, a jego wlot połączony jest z dozownikiem objętościowym umieszczonym pod lejem zaś dozownik objętościowy na przeciwległym końcu połączony jest z pionowym przewodem usytuowanym pod spodem dozownika, który przez gardziel łączy

165 468 dozownik z wlotem tulei wprowadzając materiał do tulei w ilości mniejszej niż 100% objętości tulei.

Korzystnym jest, że zawiera znany zespół usytuowany po przeciwnej stronie wtryskarki niż forma i który posiada połączone kolejno ze sobą akumulator, cylinder podparty na podporach, tłok wtryskowy, łożysko i sprzęgło oporowe sprzęgające tłok z wałem napędowym, który przez mechanizm i sprzęgło napędowe sprzęgnięty jest ze ślimakiem wytłaczarki i wywołuje ruch obrotowy oraz posuwisto-zwrotny ślimaka co powoduje rozszerzenie komory akumulacyjnej w szybkością co najmniej tak dużą jak szybkość z jaką materiał przesuwany jest do komory akumulacyjnej.

Ponadto korzystnym jest to, że zespół rozszerzający komorę akumulacyjną połączony jest z zespołem odsuwającym ślimak od dyszy.

Korzystnym jest również to, że zespół obniżenia temperatury materiału w dyszy po zakończeniu wprowadzenia materiału ze strefy akumulacyjnej, do poziomu, przy którym materiał ten zestala się i tworzy korek.

Korzystnym jest także to, że zespół grzewczy utrzymuje temperaturę materiału w strefie akumulacyjnej na poziomie przewyższającym temperaturę materiału we wszystkich innych miejscach.

Korzystnie jest, gdy tuleja zawiera wykładzinę wewnętrzną wykonaną ze stopu kobaltu, a ślimak zawiera utwardzany stop kobaltowy na powierzchni zewnętrznej.

Korzystnym jest wreszcie to, że zawiera formę z gniazdem oraz kanał umożliwiający połączenie z dyszą i z gniazdem w celu przeprowadzenia materiału wytłoczonego z dyszy do gniazda, przy czym w kanale tym znajduje się tulejka zawierająca element kończący się końcówką naprzeciw dyszy, która to końcówka jest wklęsła i zawiera wgłębienie.

Przedmiot zgłoszenia zostanie pokazany w przykładzie wykonania na rysunku na którym, fig. 1 przedstawia schematyczny widok z boku, częściowo w przekroju, wtryskarki według wynalazku, fig. 2 - wykres ilustrujący przebieg typowego wtrysku, przedstawiający prędkość ślimaka oraz ciśnienie płynu hydraulicznego podczas suwu wtryskowego, fig. 3 - schematycznie tuleję wytłaczarki ze ślimakiem, w połączeniu ze stosowanymi elementami grzewczymi określającymi strefy grzewcze, fig. 4 - powiększony fragment przekroju dyszy wtryskarki fig. 5 cząstkowy przekrój końcówki wlewowej i dyszy w powiększeniu, a fig. 6 - uproszczony schemat ciśnieniowego obwodu hydraulicznego stosowanego w regulacji pracy ślimaka wytłaczarki.

Formowanie wtryskowe stopu metalu stanowi unikatowy sposób wytwarzania wyprasek wysokiej jakości. Sposób ten różni się od wysokociśnieniowego odlewania kokilowego tym, że wychodzi się w nim z pastylek, proszku lub płatków o temperaturze pokojowej wprowadzając je w atmosferze obojętnej i eliminując w ten sposób tradycyjny tygiel do topienia i nieodłącznie związane z tym problemy. Różni się on również od ostatnio opracowanego sposobu formowania wtryskowego w którym stosuje się spoiwo polimeryczne lub woskowe jako środek poprawiający płynność. W związku z tym, że nie stosuje się spoiwa, uformowany wyrób z metalu jest gotowym produktem nie wymagającym usuwania warstwy spoiwa. Technologia, której dotyczy wynalazek, oparta jest na wytwarzaniu półstałej tiksotropowej masy stopu, co umożliwia formowanie wtryskowe stopu metali.

Właściwości kształtek wytworzonych sposobem według wynalazku przy porównaniu z właściwościami części wytworzonych sposobem wyskokociśnieniowego odlewania kokilowego wypadają korzystniej. Pod pewnymi względami części wykonane sposobem według wynalazku wykazują lepsze właściwości. Na przykład kształtki wtryskowe wytworzone sposobem według wynalazku z zasady mają mniejszą porowatość niż analogiczne kształtki odlewane w kokilach. Porowatość powoduje znaczne zmniejszenie dopuszczalnej wytrzymałości projektowej części. W związku z tym części o większym znaczeniu, wykonane sposobem według wynalazku, wykazują znaczną przewagę nad częściami wykonanymi konwencjonalnym sposobem odlewania kokilowego.

Na figurze 1 przedstawiono schemat zasadniczo zwykłej wtryskarki 10 zawierającej pewne modyfikacje opisane poniżej, co umożliwia formowanie półstałego stopu metali sposobem według wynalazku. Wtryskarkę 10 zawiera lej zasypowy 11, do którego wsypuje się pastylki, płatki lub proszek odpowiedniego stopu metalu, w temperaturze pokojowej. Przy opisywaniu

165 468 istotnych cech wynalazku jako przykłady odpowiednich stopów metali, które można wykorzystać przy reallzacji tego wynalazku, zastosowane zostaną stopy metali, korzystnie stopy aluminium lub magnezu, a jeszcze korzystniej stopy magnezu.

Z dnem leja 11 połączony jest dozownik objętościowy 12 o odpowiednim kształcie, do którego zsypują się z leja pastylki pod wpływem siły ciężkości. W dozowniku znajduje się przenośnik śrubowy (nie pokazany), służący do podawania pastylek z równomierną szybkością do wytłaczarki. Dozownik 12 jest połączony z gardzielą zasypową 13 tulei wytłaczarki 14 za pomocą pionowego przewodu 15, który doprowadza odpowiednią ilość pastylek do tulei wytłaczarki 14 z szybkością określoną przez prędkość przenośnika w dozowniku 12. W przewodzie 15 i tulei wytłaczarki 14 utrzymuje się w czasie podawania pastylek atmosferę obojętną, aby zapobiec utlenianiu materiału metalicznego. Odpowiednim gazem obojętnym jest argon, doprowadzany w znany sposób.

Podobnie jak w zwykłej wtryskarce do teimoplastów, w tulei 14 znajduje się poruszający się ruchem posuwisto-zwrotnym i obrotowym ślimak wytłaczarki 16 wyposażony w spiralny zwój 17. W sąsiedztwie wylotowego końca tulei na ślimaku znajduje się zespół zaworu jednokierunkowego 18, a sam ślimak kończy się końcówką 19. Wylotowy koniec tulei 14 wyposażony jest w dyszę 20 z końcówką 20a stykaiącą się i ustawioną osiowo ze złączką wlewową 21 (fig.4 i 5) zamontowaną w odpowiedniej dwuczęściowej formie 22 zawierającej połówkę nieruchomą 23 przymocowaną do płyty nieruchomej 24. Połówka 23 formy współpracuje z ruchomą połówką formy 25 przesuwaną przez ruchomą płytkę 26. Połówki formy określają odpowiednie gniazdo 27 połączone z dyszą, jak to zostanie opisane bardziej szczegółowo. Forma 22 może by dowolnej odpowiedniej konstrukcji i zawiera rozdzielacz kanałowy 28 połączony z gniazdem 27, przez który półstały stop może przepływać do gniazda w formie. Jakkolwiek nie przedstawiono tego na rysunku, w razie potrzeby zainstalować można odpowiednie zwykłe elementy ogrzewające i/lub chłodzące formę.

Na przeciwległym końcu wtryskarki 10 znajduje się znanej postaci szybkobieżne urządzenie wtryskujące zawierające akumulator 29 oraz cylinder 30 podparty przez nieruchome podpory 31 na odpowiedniej powierzchni nośnej S. Przed cylindrem 30 znajduje się tłok wtryskowy 32 prowadzący do łożyska i sprzęgła oporowego 33, sprzęgającego go w znany sposób z wałem napędowym 34 wywołującym ruch obrotowy i posuwisto-zwrotny ślimaka wytłaczarki 16. Łożysko oporowe i sprzęgacz 33 oddzielają tłok wtryskowy 32 od wału napędowego 34, dzięki czemu tłok wtryskowy 32 może jedynie poruszać się w razie potrzeby ruchem posuwisto-zwrotnym bez obracania się. Wał napędowy 34 przechodzi przez zwykły mechanizm 35 wytwarzający ruch obrotowy połączony na wpust z wałem napędowym 34, co umożliwia ruch posuwistozwrotny w płaszczyźnie poziomej wału napędowego 34 przy ruchu posuwisto-zwrotnym tłoka wtryskowego 32, przy czym równocześnie wał napędowy 34 obraca się. Wał ten jest z kolei sprzężony ze ślimakiem 16 wytłaczarki za pomocą sprzęgła napędowego 36 znanego typu przenoszącego ruch obrotowy na ślimak wytłaczarki 16 oraz szybki ruch poosiowy w tulei 14 w reakcji na pracę szybkobieżnego urządzenia wtryskowego A. Zrozumiałejest, że odpowiednie, zwykłe obwody regulacji hydraulicznej (częściowo przedstawione na fig. 6) stosuje się w znany sposób do sterowania pracą wtryskarki 10, jak to zostanie opisane poniżej.

Zazwyczaj w czasie pracy wtryskowej 10 ślimak wytłaczający 16 obraca się w tulei 14 przesuwając i powodując ciągłe krzepnięcie surowca, to znaczy stopu metali, doprowadzanego z gardzieli zasypowej 13 do komory akumulacyjnej C (fig. 1) między końcówką ślimaka 19 i dyszą 20. Odpowiednie elementy grzejne typu opisanego poniżej doprowadzają ciepło do tulei 14 w celu ustalenia odpowiedniego profilu temperaturowego, dzięki czemu następuje przemiana wsadu w materiał w stanie pastowatym lub półstałym, o temperaturze wyższej od jego temperatury solidusu, ale niższej od jego temperatury likwidusu. Materiał w takim półstałym stanie poddawany jest działaniu ścinającemu przez ślimak wytłaczarki 16 i w sposób ciągły przemieszczany w kierunku końca wylotowego cylindra i przechodzi przez zawór jednokierunkowy 18 gromadząc się ostatecznie w odpowiedniej objętości umożliwiającej przy szybkim ruchu do przodu ślimaka wytłaczarki 16 wtryskowe napełnienie formy (22).

Szybkobieżne urządzenie wtryskujące A działa przez określony czas w sposób, który zostanie wyjaśniony poniżej) przesuwając tłok wtryskowy 32 do przodu czyli w kierunku wylotu

165 468 wytłaczarki, w wyniku czego następuje ruch do przodu łożyska oporowego 33 i wału napędowego 34. Ponieważ wał napędowy 34 sprzężony jest z wałem ślimaka wytłaczarki 16 za pomocą sprzęgła 36, ślimak wytłaczarki 16 przesuwa się szybko do przodu powodując wtryskowe napełnienie formy. Zawór jednokierunkowy 18 uniemożliwia cofanie się lub ruch wsteczny półstałego materiału nagromadzonego w komorze C, w czasie wtryskowego napełniania formy.

Na figurze 2 przedstawiono typowy przebieg wtrysku w postaci wykresu prędkości ślimaka wytłaczarki przy wtrysku, w cm/s oraz ciśnienia hydraulicznego płynu przy wtryskowym ruchu ślimaka wytłaczarki w kPa w funkcji czasu cyklu wtryskowego w ms. Taki przebieg lub profil wtryskowy nie różni się znacznie od profilu przy wysokociśnieniowym odlewaniu kokilowym. W obydwu przypadkach forma musi być napełniana szybko, aby zapobiec zestaleniu się materiału. Wymaga to stosowania w omawianym układzie bardzo wysokich szybkości liniowych tłoka i ślimaka, zazwyczaj rzędu 125-475 cm/s.

Dla realizacji wynalazku istotne znaczenie ma uzyskanie maksymalnej szybkości wtrysku w krótkim okresie czasu podczas pierwszej części cyklu wtryskowego, utrzymanie tej szybkości przez czas niezbędny do wtryśnięcia wymaganej porcji oraz gwałtowne zredukowanie szybkości do zera w momencie napełnienia formy, aby zapobiec udarowi lub odskokowi ślimaka wytłaczarki 14.

Profil temperaturowy stopu metalu przy wtrysku ma również istotne znaczenia. Profil ten zazwyczaj obejmuje wzrost temperatury w szeregu kolejnych strefach grzewczych, przy czym w ostatniej (wylotowej) strefie w obszarze dyszy wytłaczarki możliwe jest nieznaczne obniżenie temperatury w końcówce dyszy 20a. Takie nieznaczne obniżenie temperatury w połączeniu ze spadkiem ciśnienia po zakończeniu suwu wtryskowego umożliwia utworzenie się korka z reszty stopu metalu pozostającego w końcówce dyszy. Korek tworzy się z ostatniej części wtryskiwanego metalu, tak że stanowi go przede wszystkim skrzepnięty metal. Wykorzystanie takiego korka eliminuje konieczność stosowania mechanicznego zaworu odcinającego, gdyż sam korek spełnia taką funkcję. Korek ze stopu metalu nie zostaje naruszony podczas ponownego napełniania komory akumulacyjnej C ze względu na cofanie się ślimaka 16 podczas takiego etapu napełniania, jak to zostanie wyjaśnione poniżej.

Znane są dwa podstawowe sposoby zasilania wytłaczarki ślimakowej opisywanego typu. Jeden sposób jest określany ogólnie jako zasilanie niedomiarowe i obejmuje doprowadzanie materiału do cylindra z taką szybkością, ze ilość materiału w tulei 14 jest mniejsza od całkowitej pojemności tulei 14. W związku z tym wydajność wytłaczarki jest regulowana przez dozownik

12. Drugi sposób jest określany ogólnie jako zasiianie nadmiarowe.Występuje on wówczas, gdy po prostu ładuje się pastylki do gardzieli zasypowej 13. Ślimak pobiera materiał z maksymalną możliwą szybkością. W tym przypadku wydajność wytłaczarki jest zależna od konstrukcji ślimaka 16 oraz od szybkości jego obrotów.

Wytłaczarki ślimakowe dla materiałów termoplastycznych pracują zazwyczaj w warunkach zasilania nadmiarowego. Działanie pompujące użebrowania 17 ślimaka 16 wytłaczarki powoduje narastanie ciśnienia przed ślimakiem wytłaczarki, co wymusza przesuwanie się ślimaka 16 do tyłu w tulei 14 w miarę, jak komora akumulacyjna C napełnia się materiałem, a więc powoduje to automatyczny powrót lub cofanie się ślimaka 16 w celu zapoczątkowania nowego cyklu. Przy takim doświadczeniu logiczna byłaby sugestia, że nadmiarowe zasilanie pastylkami stopu magnezu stanowi również korzystne rozwiązanie sposobu działania, gdyż pozwoliłoby to na wypełnienie komory akumulacyjnej C tiksotropową zawiesinę stopu, bez obawy o ewentualność niecałkowitego wypełnienia komory akumulacyjnej przy zasilaniu niedomiarowym, a w konsekwencji możliwość uwięzienia powietrza w formowanych wyrobach. Jednakże nie zaobserwowano znacznych różnic w jakości produktu, bez względu na to, czy wykorzystuje się warunki zasilania madmiarowego czy zasilania niedomiarowego. Stwierdzono natomiast, że zasilanie niedomiarowe stopem, jest korzystniejsze niż zasilanie nadmiarowe, gdyż wymagany jest wówczas mniejszy moment obrotowy przy wytwarzaniu ruchu obrotowego ślimaka 16 wytłaczarki. Można w związku z tym regulować działanie ścinające wywierane na stop zmieniając prędkość obrotów ślimaka 16, niezależnie od wydajności. Ślimak może się

165 468 obracać z szybkością w zakresie od 127 do 175 obrotów/minutę, przy czym obroty te można zmieniać dostosowując się do konkretnych warunków formowania.

Z powyższego wynika, że ślimak 16 nie tylko powoduje przemieszczenie półstałego materiału w tulei 14 do komory akumulacyjnej C, ale również wywiera działanie ścinające na stop w wytłaczarce zapobiegając niepożądanemu wzrostowi dendrytów i rozwarstwianiu się na fazę ciekłą i stalą w czasie cyklu wtrysku. Obroty ślimaka 16 utrzymuje się na takim poziomie, aby zapewnić szybkość ścinania w zakresie od 5 do 500 s'¹.

Jak to zaznaczono powyżej, korek zakrzepniętego metalu tworzy się w dyszy z reszty materiału pozostającej po zakończeniu wypełniania formy 22. Korek ten całkowicie skutecznie zapobiega wyciekaniu materiału, co eliminuje konieczność stosowania zaworu mechanicznego na wylotowym końcu dyszy 20. Brak ciśnienia wywieranego od tyłu na korek nie tylko umożliwia pozostawianie go na miejscu aż do następnego wtrysku, ale również zapobiega ewentualnemu rozdzielaniu się faz przez składniki stałe i ciekłe tworzące masę półstałą stopu.

Ślimak 16 wytłaczarki może być wykonany z dowolnego odpowiedniego materiału takiego jak stal narzędziowa do pracy na gorąco z odpowiednim napawanym utwardzającym materiałem na użebrowaniu 17 i wewnętrznej powierzchni cylindra 14. Typowa tolerancja między zewnętrzną średnicą ślimaka 16 i wewnętrzną powierzchnią tulei 14 w normalnych warunkach temperaturowych pracy wynosi około 0,40 mm. Użebrowanie 17 ślimaka 16 wystaje poza gardziel zasypową 13 w kierunku nieruchomej podstawy 31, aby zapobiec nagromadzeniu się drobin metalu w piaście ślimaka 16 co mogłoby hamować obroty ślimaka 16.

Tuleja 14 jest korzystnie bimetalowa, z zewnętrzną skorupą z wysokoniklowego stopu 1-718 (stopu zawierającego 50-55%wagowych niklu, 17-21% wagowych chromu, 4,75-5,50% wagowych niobu i tantalu, 2,80-3,30% molibdenu oraz niewielkie ilości innych metali stanowiących resztę stopu, do 100% wagowych), zapewniającego wytrzymałość i odporność na zmęczenie w temperaturach pracy przewyższających 600°C. W związku z tym, że stop 1-718 szybko koroduje w obecności magnezu w podawanych temperaturach, na wewnętrzną powierzchnię tulei 14 wpasowuje się skurczowo wkładkę ze stopu takiego jak Stellite 12 (wysokokobaltowego stopu zawierającego około 28,5% wagowych molibdenu, około 17,15% chromu, nie więcej niż 3% wagowe niklu i żelaza, około 3,4% wagowe krzemu oraz jako resztę kobalt w ilości do 100% wagowych). Stosować można dowolną odpowiednią tuleję bimetalową wykazującą odporną chemiczną i cieplną oraz wytrzymałość zapewniającą odporność na ciśnienie przy wtrysku i odporność na zużycie.

Typowym stopem magnezu, który można poddawać przeróbce sposobem według wynalazku, jest stop AZ91B zawierający 90% wagowych Mg, 9% wagowych Al i 1% wagowy Zn. Temperatura solidusu tego stopu wynosi 465°C, jego temperatura likwidusu 596°C, a temperatura, której odpowiada pożądana morfologia wynosi około 580-590°C, korzystnie 585°C. W związku z tym urządzenie według wynalazku musi pracować w temperaturach znacznie wyższych od tych, przy których prowadzi się termoplastyczne formowanie wtryskowe.

Na figurze 3 przedstawiono instalację grzewczą wytłaczarki otaczającą zewnętrzną powierzchnię tulei 14, korzystnie podzieloną na strefy grzewcze od Z1 do Z6. W zasadzie pastylki stopu metalu ogrzewane są przez przewodzenie od tulei wytłaczarki, podczas gdy tuleja jest ogrzewana częściowo indukcyjnie, a częściowo za pomocą ceramicznych bandażowych grzejników oporowych. Ogrzewanie indukcyjne działa znacznie szybciej i może zapewnić dostarczanie większej gęstości mocy niż grzejniki oporowe. Grzejniki oporowe są natomiast prostsze i tańsze, w związku z czym mogą być stosowane, gdy stop osiągnie maksymalną temperaturę i gdy nie następują gwałtowne zmiany pojemności cieplnej.

Na figurze 3 przedstawiono zastosowanie bandażowego grzejnika oporowego 37 w strefie grzewczej Z1, tuż przed gardzielą zasypową 13. Przykładowo grzejnik ten może być przystosowany do dostarczania mocy 1100 W. W strefie Z2 stosuje się indukcyjną cewkę grzewczą 38 rozciągającą się na podstawowej długości tulei 14. I tak indukcyjna cewka grzewcza 38 przeznaczona jest do ogrzania stopu metalu do temperatury, w której tworzy się pasta, ze względnie dużą szybkością. Moc wymagana przy ogrzewaniu indukcyjnym w strefie Z2 może wynosić około 24 kW.

165 468

W kolejnej w kierunku dyszy 20 strefie grzewczej Z3 wykorzystuje się szereg bandażowych grzejników oporowych 39, które mogą dostarczać na przykład moc 4,7 kW. W strefie grzewczej Z4 stosuje się bandażowe grzejniki oporowe 39, które mogą dostarczać moc do

3,2 kW. Strefy grzewcze Z3 i Z4 są zamknięte w obudowie 40 wyposażonej w odpowiednie regulowane elementy chłodzenia powietrznego. Części te mogą być wykonane ze stali nierdzewnej i zawierać, w razie potrzeby, wewnętrzną warstwę izolacyjną o grubości 1,25 cm. Temperatura pasty osiąga maksimum lub co najmniej zbliża się do niego w komorze akumulacyjnej materiału C między dyszą 20 i końcówką ślimaka 19. Komora akumulacyjna znajduje się częściowo w strefie grzewczej Z3, a częściowo w strefie grzewczej Z4.

W strefie Z3 wykorzystuje się bandażowy grzejnik oporowy 42 przystosowany do doprowadzania mocy do 0,75 kW, w celu utrzymywania początkowej, względnie wysokiej temperatury w tylnej części dyszy 20.W strefie grzewczej Z6 wykorzystuje się bandażowy lub spiralny grzejnik oporowy 43 przystosowany do doprowadzania mocy do 0,6 kw, w celu utrzymania końcowej, względnie niższej temperatury w reszcie dyszy 20, a zwłaszcza w końcówce dyszy 20a.

Na figurze 3 przedstawiono, że materiał zasilający doprowadzany jest do tulei 14 w pobliżu jego tylnego lub wlotowego końca. Przy tym końcu tulei 14 występuje jedynie ograniczone ogrzewanie, z tym że granulki materiału wprowadzane są przez ślimak 16 i kierowane do przodu, lub z prądem, do strefy grzewczej Z1, gdzie są ogrzewane wstępnie przez grzejnik 37. Materiał kierowany jest następnie dalej do przodu i poddawany jest intensywniejszemu i bardziej drastycznemu ogrzewaniu przez cewkę indukcyjną 38 w strefie grzewczej Z2.

W strefie grzewczej Z2 materiał przechodzi w stan półstały i przemieszcza się w tulei 14 w sposób ciągły, kolejno przez strefy grzewcze Z3-Z5. W strefie Z3 materiał jest tiksotropowy i zawiera zdegenerowane, dendrytyczne, kuliste ziarna. Materiał ten przemieszczany jest przez ślimak 16 przez zespół zaworu jednokierunkowego 18 do komory wtrysku lub akumulacji materiału C, w której jego temperaturę podtrzymują grzejniki 39 w strefie grzewczej Z4, z tym że korzystnie temperatura nieznacznie wzrasta, aby zapobiec wzrostowi krystalicznych dendrytów spowodowanemu zanikiem działania ścinającego. W miarę, jak materiał przedostaje się do komory akumulacyjnej C, objętość tej strefy zwiększa się w sposób ciągły w wyniku cofania się ślimaka 16 z szybkością odpowiadającą zasadniczo szybkości napełniania strefy akumulacyjnej, dzięki czemu unika się wzrostu ciśnienia w strefie akumulacyjnej.

W tym punkcie ogólnego cyklu pracy istotne znaczenie ma zgranie osiągnięcia szczytu profilu temperaturowego z wprowadzeniem metalicznej pasty do strefy akumulacyjnej C tuż przed wykonaniem wtrysku. W strefie grzewczej Z4 utrzymuje się odpowiednio wysoką temperaturę, aby utrzymać morfologię pasty i zapobiec zestalaniu się stopu, co mogłoby wymagać temperatur znacznie przewyższających temperaturę likwidusu w celu stopienia i wyklarowania materiału. Temperatura w strefie grzewczej Z4 powinna być na tyle wysoka, aby pasta zawierała nie więcej niż około 60% części stałych, natomiast temperatura w strefie grzewczej Z3 nie powinna być zbyt wysoka, gdyż uniemożliwiłoby to skuteczne pompowanie pasty przez ślimak. Tak na przykład pompowanie półstałego stopu w wyniku działania ślimaka jest wysoce nieskuteczne, jeśli zawiera ona 5% lub mniej składników stałych. Różne stopy mogą wymagać zasadniczo różnych profili temperaturowych, zależnie od zawartości stopu. Czynnikiem decydującym o doborze temperatur jest procentowa zawartość składników stałych pożądana podczas ostatecznego wtrysku. Na dobór temperatur może mieć również wpływ kształt wlewu do formy.

Zespół zaworu jednokierunkowego 18 jest najlepiej przedstawiony na fig. 4 i 5. Zawór tego typu jest znany i zawiera ślizgowy pierścień uszczelniający 44, którego zewnętrzna średnica zapewnia występowanie pasowania ślizgowego z wnętrzem tulei 14. Korzystnie prześwit między zewnętrznym wymiarem pierścienia 44 i wewnętrzną średnicą tulei 14 wynosi od 12,7 do 51 μm. Jego zewnętrzna zużywająca się powierzchnia może być utwardzona przez napawanie odpowiednim materiałem takim jak Tribaloy T-800 (stop kobaltu, molibdenu i chromu). Dodatkowe współpracujące części stanowiące zespół zaworu jednokierunkowego 18 obejmują zasadniczo cylindryczną część 45 rdzenia końcówki 19 ślimaka 16 kończący się od tyłu na obwodzie ciągłym, nieruchomym pierścieniem uszczelniającym 46, z którym może współpracować tylna

165 468 krawędź ślizgowego pierścienia uszczelniającego 44 przy zamykaniu zespołu zaworu jednokierunkowego w celu zapobieżenia cofaniu się półstałego stopu do obszaru ślimaka 16. Między wewnętrzną średnicą ślizgowego pierścienia uszczelniającego 44 i cylindryczną częścią rdzenia 45 końcówki ślimaka 16 występuje znaczny prześwit. Prześwit ten umożliwia względny osiowy ruch między ślizgowym pierścieniem uszczelniającym i cylindryczną częścią końcówki 19 ślimaka 16 stanowiąc drogę przepływu półstałego stopu. Ślizgowy pierścień uszczelniający 44 jest uwięziony na końcówce ślimaka 19 przez szereg uchowatych występów 49,odstępy między którymi stanowią osiowe kanały 50 przepływu półstałego stopu przez końcówkę ślimaka 19. Występy 49 wystają na zewnątrz tak, że zachodzą na tylną ściankę ślizgowego pierścienia uszczelniającego 44, dzięki czemu utrzymują ten pierścień na końcówce ślimaka 19.1 tak ciągły obrót ślimaka 16 powoduje doprowadzanie półstałego stopu pod ciśnieniem wokół zewnętrznej powierzchni nieruchomego pierścienia uszczelniającego 46 końcówki ślimaka 19, która działa na tylną ściankę ślizgowego pierścienia uszczelniającego 46 powodując przesunięcie się tego pierścienia do przodu od nieruchomego pierścienia uszczelniającego 46, co umożliwia przepływ półstałego stopu między wewnętrzną krawędzią pierścienia ślizgowego 44 i zewnętrzną powierzchnią elementu rdzenia 45, poprzez kanały 50 do komory akumulacyjnej C przed końcówką ślimaka 19. Przy ruchu do przodu ślimaka 16 w czasie wtrysku następuje gwałtowny wzrost ciśnienia w komorze akumulacyjnej C, co powoduje przesunięcie do tyłu ślizgowego pierścienia uszczelniającego 44 tak, że opiera się on o nieruchomy pierścień uszczelniający 46, co zapobiega cofaniu się półstałego stopu do obszaru tulei 14 w momencie wtrysku.

Wtryskarka 10 przeznaczonajest do pracy przy znacznie większych prędkościach wtrysku niż w przypadku wtrysku materiałów termoplastycznych. Na przykład urządzenie 10 może wtryskiwać półstały stop z szybkością około 100 razy większą niż zwykłe wtryskarki do tworzyw termoplastycznych.

Wtryskarkę 10 łączy zastosowanie posuwisto-zwrotnej wytłaczarki ślimakowej, podobnej do tej, którą wykorzystuje się w układach do wtrysku tworzyw sztucznych, z wysokimi temperaturami i dużymi szybkościami napełniania w urządzeniu do odlewania kokilowego. Na przykład w czasie napełniania formy 22 ślimak może przesuwać się do przodu z szybkością dochodzącą do 381 cm/s. Ciśnienie w akumulatorze wtryskarki może dochodzić do 12 746 kPa. Typowa wtryskarka przeznaczona do stosowania półstałych stopów może wytwarzać maksymalną silę statyczną podczas suwu wtryskowego 157 000 N oraz podczas suwu wstecznego 101 000 N.

Na figurze 4 i 5 przedstawiono ślimak 16 w jego przednim położeniu z końcówką ślimaka wchodzącą w zbieżny wlot 51 kanału 52 dyszy 20. Na fig. 4 przedstawiono ustalanie się uszczelnienia między końcem końcówki dyszy wytłaczarki 20 i zespołem złączki i kanałów wtryskowych 53. Jest to zespół znanego typu obejmujący rozdzielacz kanałowy 28 zapewniający połączenie z formą 22. Zewnętrzny koniec końcówki dyszy 20a otaczający kanał 52 ma powierzchnię wypukłą 56 dopasowaną do wklęsłej powierzchni 57 złączki wlewowej 21. Powierzchnia 56 jest korzystnie nieco mniejsza niż powierzchnia wklęsła 57, co zapewnia uzyskanie uszczeenienia typu wysokociśnieniowego, gdy obydwie części dociskane są do siebie z odpowiednią siłą. Jest to zespół zbliżony do stosowanego we wtryskarkach do tworzyw termoplastycznych, z tym że przy wtrysku termoplastów końcówka dyszy cofa się od złączki wlewowej, aby przerwać utworzony nadlew wtryskowy.

Według wynalazku korzystne jest szczelne dociśnięcie końcówki dyszy 20a do złączki wlewowej 21 przez cały czas trwania operacji formowania w szeregu cyklach, co umożliwia zestalenie się lub skrzepnięcie resztki masy stopu w sąsiedztwie wylotu z kanału 52 dyszy 20 między kolejnymi wtryskami i powstanie korka ze skrzepniętego metalu. Skrzepnięty korek działa jako zawór odcinający zapobiegający wyciekaniu lub wykapywaniu stopu zbierającego się w komorze akumulacyjnej C przed kolejnym wtryskiem. W czasie kolejnego wtrysku jest wtłaczany do formy, gdzie ponownie topi się i/lub rozpada, tak że zostaje rozproszony w formowanej części. Taki sposób postępowania eliminuje konieczność stosowania mechanicznego zaworu zapobiegającego wyciekaniu półstałego stopu oraz zapobiega ewentualnemu osadzaniu się tlenków lub innych zanieczyszczeń w takim zaworze, co w ostateczności może zakłócić jego skuteczne i bezpieczne działanie.

165 468

Ze względu na to, że podczas napełniania komory akumulacyjnej C nie następuje żaden znaczący wzrost ciśnienia, korek w końcówce 20a dyszy wtryskowej pozostaje na miejscu między kolejnymi operacjami wtrysku i skutecznie spełnia rolę uszczelki. Nieznaczne obniżenie temperatury w strefie 26 (fig. 3) przy końcówce dyszy oraz na styku między końcówką 20a dyszy i złączki wlewowej formy 21 przyspiesza krzepnięcie stopu w kanale 52 dyszy. W związku z tym korek powstaje w bardzo ograniczonym i określonym obszarze wtryskarki, a jego tworzenie się trwa aż do zakończenia operacji wtrysku. W efekcie formacje dendrytyczne w korku wywołane jego chłodniejszym, zestalonym charakterem, ograniczają się wyłącznie do końcówki 20a dyszy i nie zakłócają operacji formowania wyrobu.

Na figurze 5 przedstawiono zmodyfikowany rozdzielacz kanałowy 28. Końcówka tego rozdzielacza jest wklęsła, tak że tworzy się płytkie zagłębienie lub wybranie 58, w którym wychwycony może być korek wypchnięty z końcówki 20a dyszy. Taka konstrukcja ułatwia pewne uwięzienie przedniego końca korka na samym początku operacji wtrysku. Wypychany półstały materiał spoza korka przepływa wokół uwięzionego korka do formy 22. W związku z tym korek staje się częścią opadu, który odcina się od każdej części po jej uformowaniu.

Cofanie ślimaka 16 po zakończeniu operacji wtrysku przebiega zupełnie inaczej niż przy wtrysku termoplastów. We wtryskarce do teimoplastów ciśnienie materiału nagromadzonego przed wytłaczarką ślimakową powoduje cofanie się ślimaka. Jak to opisano powyżej, stwierdzono, że przy wtrysku stopów magnezu itp. najlepiej jest zmniejszyć do minimum w komorze akumulacyjnej C po zakończeniu operacji wtrysku, co powoduje, że ślimak 16 wytłaczarki cofa się na skutek wymuszonego działania cofającego szybkobieżnego urządzenia wtryskowego A poprzez odpowiednie hydrauliczne obwody steirujące. Szybkość cofania może zmieniać się w zależności od wymaganego cyklu pracy oraz od przerwy czasowej między kolejnymi operacjami wtrysku. Szybkość cofania się można ustalić tak, że urządzenie może wykonywać wtrysk wkrótce po osiągnięciu przez ślimak 16 wytłaczarki tylnego położenia. To znaczy, jeśli pożądany cykl ma trwać 30 s, szybkość cofania można dobrać tak, aby czas potrzebny do cofnięcia się ślimaka do tylnego położenia wynosił 25 s. Powolne cofanie zapewnia więcej czasu na odpowiednie ogrzanie materiału przemieszczanego przez ślimak 16 ze strefy zasilania przez tuleję 14 do komory akumulacyjnej C przed następną operacją wtrysku. Pełny czas cyklu, zależny od ilości wtryskiwanego materiału, wynosi od 10 do 200 s.

Na figurze 6 przedstawiono schematycznie urządzenie 60 do sterowania pracą tłoka wtryskowego 32. Zjednym wyjątkiem urządzenie sterujące 60 składa się ze znanych elementów.

Tłok wtryskowy 32 wchodzi do przedłużenia 61 cylindra 30, w którym tłok 62 może poruszać się ruchem posuwisto-zwrotnym. Tłok ten połączony jest z tłokiem wtryskowym 32, który z kolei połączony jest ze ślimakiem wytłaczającym 16 w sposób opisany powyżej. Z jednego końca przedłużenia 61 cylindra odchodzi przewód hydrauliczny 63, a z przeciwległego końca przedłużenia odchodzi podobny przewód 64. Przewody 63 i 64 prowadzą do zaworu kierunkowego regulującego 65, w którym znajduje się szpula 66 poruszająca się ruchem posuwisto-zwrotnym, przez którą przechodzą dwie pary kanałów cieczowych 67 i 68 oraz 69 i 70. Zawór 65 połączony jest z przewodem cieczowym 71, który połączony jest z ciśnieniowym akumulatorem płynu 29, pompą płynu 83 i zbiornikiem płynu 74. Zawór 65 połączony jest również z przewodem płynu 75, który prowadzi do zbiornika płynu 74.

Zawór kontrolny 65 jest zmodyfikowany w ten sposób, że zastosowano odgałęzienie 76 stanowiące połączenie między przewodem 71 i zaworem 65 poprzez następny zawór przepływu 77 z bocznikowym zaworem zwrotnym 78. Tego typu części nie są zazwyczaj stosowane w zaworze omawianego typu. Zadanie zaworu 78 oraz związanych z nim części zostanie po krotce opisane poniżej.

Do tłoka 62 stanowiącego część tłoka wtryskarki 32 przymocowany jest organ wykonawczy 79 stanowiący część zwykłego liniowego przetwornika prędkości i przesunięcia 80 (LVDT). Przetwornik 80 jest sprzężony ze zwykłym seewowzmacniaczem 81 oraz połączony z komputerem 82. Komputer uzyskuje sygnał analogowy z serwowzmacniaczem 81, określający prędkość ruchu tłoka 62. Serwowzmacniacz 81 jest również sprzężony z zaworem sterującym serwomechanizmem 84 zawierającym szpulę poruszającą się ruchem posuwisto-zwrotnym 85, sprzężoną poprzez przewody płynu 86 i 87 odpowiednio z ustawiaczami szpuli 88 i 89 zaworu

165 468 kontrolnego 65. Zawór 84 sprzężony jest również przewodem płynu 90 ze zbiornikiem 74 poprzez pompę 91, a także przewodem powrotnym płynu 92 prowadzącym bezpośrednio do tego zbiornika.

W sytuacji przedstawionej na fig. 6 w urządzeniu kontrolno-sterującym 60 tłok 62 suwaka wtryskowego 32 jest całkowicie cofnięty w cylindrze 61 i przygotowany do wykonania suwu wtryskowego.

W czasie pracy urządzenia steIrljącrgo 60 serwowzmacniacz 81 otrzymuje sygnał z komputera 82 ustalający prędkość w ruchu do przodu tłoka 62 nastawiając ją zgodnie z sygnałem z przetwornika 80 tak długo, aż rzeczywista prędkość tłoka 62 będzie odpowiadać prędkości zapisanej w komputerze 82. Komputer 82 może być zaprogramowany tak, aby zmieniać sygnał przekazywany do serwowzmacniacza 81 w zależności od położenia suwaka 32 mierzonego za pomocą przetwornika 80. We wstępnie ustalonym położeniu suwaka w czasie suwu wtryskowego komputer 82 zmienia sygnał przekazywany do serwowzmacniacza 81 w celu nastawienia szpuli 85 zaworu stenuącego serwomechanizmem 84, tak aby spowodować kontrolowane spowolnienie suwaka 32. Określa się to czasami jako uspakajanie.

Urządzenie stm^jące uruchamia się zamykając wyłącznik (nie pokazany) w obwodzie z komputerem 82, w wyniku czego szpula 85 zaworu sterującego 84 zostaje nastawiona przez element wykonawczy 83 w celu ustalenia połączenia między pompą 91 i urządzeniem wykonawczym 89 tak, aby przesunąć szpulę 66 zaworu regulującego 65 na prawo, dzięki czemu ustala się bezpośrednie połączenie poprzez przewód 69 między prawym końcem przedłużenia cylindra 61, akumulatorem 29 i pompą 73. Przeciwległy koniec przedłużenia cylindra będzie wówczas bezpośrednio połączony ze zbiornikiem 74 poprzez kanał 70 i przewód 75. Tłok 62, a więc i ślimak 16 będzie się wówczas szybko przesuwał do przodu wtryskując materiał ze strefy akumulacyjnej C do formy 22.

Przy ruchu tłoka 62 do przodu urządzenie wykonawcze przetwornika 79 będzie się również przesuwać do przodu. Gdy urządzenie wykonawcze osiągnie zadany punkt spowalniania, zawór sterujący zareaguje na sygnały z komputera 82 i przetwornika 80 nakazujące nastawienie zaworu regulującego 65 i przesunięcie szpuli 66 w takim kierunku, że nastąpi częściowe przesunięcie kanałów 67 i 68 względem przewodów 63 i 64, w wyniku czego zmniejszy się ilość płynu kierowanego do przedłużenia cylindra 62, a na skutek tego spowolnienie ruchu tłoka 62. Gdy tłok osiągnie punkt końcowy ustalonego suwu, przetwornik 80 ponownie uruchomi zawór sterjący 84 w celu przesunięcia szpuli 66 zaworu regulującego 65 na taką odległość, aby przerwać przepływ płynu przez kanał 69, a tym samym zatrzymać przepływ płynu przez kanał 69, a tym samym zatrzymać ruch do przodu tłoka 62. Zostaje wówczas zakończony suw wtrysku.

Po zakończeniu suwu wtrysku sygnały z przetwornika 80 i komputera 82 spowodują przesunięcie szpuli 85 zaworu stenuącego 84 do takiego położenia, przy którym płyn z pompy 91 spowoduje ruch szpuli 66 zaworu regulującego 65 do położenia, przy którym kanały 67 i 68 połączone są odpowiednio z przewodami płynu 75 i 76. Spowoduje to, że płyn z pompy 73 zacznie przesuwać tłok 62 do tyłu, a więc nastąpi cofanie ślimaka zasilającego 16, w miarę jak świeży materiał wprowadzany jest do strefy akumulacyjnej C przed wykonaniem kolejnego wtrysku.

Szybkość, z jaką następuje cofanie tłoka 62 oraz ślimaka zasilającego 16 jest dobrana tak, aby zapobiec wzrostowi ciśnienia w strefie akumulacyjnej C, co mogłoby spowodować wypchnięcie z dyszy uszczelniającego korka. Szybkość cofaniajest rejestrowana przez przetwornik 80 i porównywana z zadaną prędkością zaprogramowaną w komputerze 28, tak aby spowodować nastawienie szpuli 66 zaworu regulującego w celu przesunięcia znajdujących się w niej kanałów 67 i 68 względem przewodów płynu 75 i 76, a tym samym ograniczenia zmniejszenia przepływu płynu przez kanał 68.

Czas zużyty na cofanie ślimaka zasilającego 16 zależy od szeregu czynników, spośród których do najważniejszych należy czas niezbędny do schłodzenia i wyjęcia z formy 22 wypraski. Czas chłodzenia wyprawki, a więc i czas cofania ślimaka jest na tyle długi, że pompa 73 może ponownie naładować zbiornik 72 w czasie, gdy ślimak zasilający cofa się.

Różne części zostały wykonane sposobem formowania wtryskowego i zbadane w celu dokonania oceny sposobu i urządzenia według wynalazku. Wśród wykonanych części były pręty

165 468 okrągłe do pomiaru wyrzymałości na rozciąganie, pręty trapezowe do badania udarności oraz płaskie płytki do badań korozyjnych, co umożliwiło skreślenie właściwości mechanicznych takich jak umowna granica plastyczności, wytrzymałość, wydłużenie, moduł sprężystości, odporność na korozję, porowatość, zależnie od potrzeb. Części te prezentowały się korzystnie w porównaniu z częściami wykonanymi znanym, stosowanym na skalę przemysłową sposobem wysokociśnieniowego odlewania kokilowego.

Zastosowano szereg różnych stopów magnezu, o następujących składach nominalnych:

Stop S	składniki
AZ91	90,00' ' magnezu 9,00% aluminiui 1,00% cynku
ZK60	83,50% magnzzu 6,00% cynku 0,55% cyrkonu
AZ80	91,00% magnneu

8,00% aluminium cynk (ślady).

Wtryskiwano również rozmaite zmodyfikowane kompozycje stopu AZ91, jak to zaznaczono poniżej. Do wytwarzania różnego rodzaju części wymienionych zastosowano rozmaite formy, przy czym formy te można stosować wymiennie we wtryskarce według wynalazku oraz w standardowym urządzeniu do wysokociśnieniowego odlewania kokilowego, znanej konstrukcji. W razie potrzeby stosowano ogrzewanie olejowe w celu grzania formy w obydwu operacjach. W zależności od wielkości wyrobu odlewanego wtryskiwano pozycje w zakresie od 0,23 do 0,73 kg magnezu. Prędkość w otworze formy wynosiła 2032 cm/s.

Poniżej podano profile temperaturowe w poszczególnych strefach przedstawionych na fig. 3, dla różnych stopów, a także szczegóły dotyczące formy, nastawy przy wytłaczaniu i nastawy przy wtrysku.

Profile temperaturowe (°C) AZ91

(w tym kompozycje)	ZK 60	AZ 80
Strefa 1	575	630	575
Strefa 2	580	632	580
Strefa 3	582	634	582
Strefa 4	584	635	584
Strefa 5	585	635	585
Strefa 6	565	620	565
Temperatura formy	232	232	232

Nastawa przy wytłaczaniu Szybkość podawania: Czas zasilania:

13,6 kg/godzinę.

s (wyższe położenie formy) s (niższe położenie formy).

s (pzzesunięcie ponad 6,1 cm)

125 obrotów/minutę 0,95 cm.

Czas cofania: obroty ślimaka:

cofnięcie ślimaka do otwarcia formy:

Nastawa przy wtrysku.

Wtrysk szybki, prędkość 1: 304,8 cmss

Wtrysk szybki, prędkość 2: 34^3 cm/s

Wolna prędkość uderzeniowa: 25,4 cm/s

Pozycja startowa przy szybkim wtrysku 2: 0,51 cm

Pozycja przy wolnym uderzeniu 3,94 cm

Czas wtrysku (przerwa): 2,0 s.

165 468

W związku z tym, że w komorze akumulacyjnej nie wystąpił znaczny wzrost ciśnienia i korek mógł zapobiec wyciekaniu lub niebezpiecznemu wydostaniu się stopionego materiału z wytłaczarki, nie było potrzeby stosowania specjalnego mechanizmu odcinającego nadlew we wtryskarce według wynalazku. Należy jedynie otworzyć formę 22, aby oderwać zakrzepnięty korek. Otwarcie takie następuje przy cofnięciu się ślimaka 16 o 0,95 cm.

Prędkość 1 szybkiego wtrysku, prędkość 2 szybkiego wtrysku oraz wolna prędkość uderzeniowa, odnoszą się do rzeczywistego suwu wtryskowego. Prędkość pierwsza odnosi się do zainicjowania suwu wtryskowego, prędkość druga dotyczy maksymalnej prędkości przesuwu przy napełnianiu gniazda formy, a wolna prędkość uderzeniowa dotyczy prędkości, do której należy zmniejszyć ruch ślimaka 16, aby ruch jego zatrzymał się właśnie wtedy, gdy forma 22 zostanie całkowicie napełniona. Zapobiega to uderzeniu spowodowanego pędem ślimaka wytłaczającego 16 oraz dużą szybkością działania urządzenia wtryskowego A.

Na figurze 2 przedstawiono zjawiska zachodzące podczas typowego suwu wtryskowego. W szczególności prędkości oraz położenia, przy których następują zmiany, mogą wywierać wpływ na jakość formowanych części. Jeśli szybkość wtrysku jest zbyt mała, następuje przedwczesne krzepnięcie stopu w ustniku i kanałach formy 22, w wyniku czego wypełnienie formy będzie niewystarczające. Jeśli szybkość wtrysku jest zbyt duża, może wystąpić rozpylanie wsadu, a w efekcie znaczny wzrost porowatości części. Idealnajest taka szybkość lub kombinacja szybkości, gdy korek zestala się lub krzepnie w końcówce dyszy 20a właśnie wtedy, gdy forma ulegnie całkowitemu wypełnieniu. W zasadzie prędkość 2 szybkiego wtrysku po około 0,254 mm suwu wtryskowego, a wolna prędkość uderzeniowa po około 0,57 mm.

Porównanie właściwości wyrobów uzyskanych metodą wysokociśnieniowego odlewania w kokilach i metodą wtrysku

Rodzaj	Stop	Umowna granica	yczności przy ąganiu 106	Wytrzymałość na rozciąganie Pa x 106	Wydłużenie %	Moduł kPa x 106	1 Korozja μπτ/rok	Porowatość %
to U Cj N Έ. 2	X Λ O-l
Odlewanie wysokociśnieniowe
w kokili	AZ 91xD		158		210	3,3		254	3,2
Wtrysk	AZ91xDab		161		211	3,9	42	152	1,7
Wtrysk	AZ 80		145		207	3
Wtrysk	AZ91B°	Pokrywa skrzyni biegów	14

a = 10-30% składników stałych b = podstawowe uziarnienie składników stałych 50 gm c = 40-50% składników stałych

Spośród różnych wymienionych wyżej kompozycji stopu AZ91 stop AZ91XD zawiera śladową ilość berylu przy przedsięwzięciu spe^a^ych środków ostrożności w celu zmniejszenia zanieczyszczeń aby spowodować wzrost odporności na korozję. AZ91B zawiera śladowe ilości berylu w celu zmniejszenia palności.

Jakkolwiek procentowa zawartość składników stałych, jak to ustalono, zmieniała się znacznie w pewnych próbach, uzyskane wypraski były całkowicie zadowalające. Umowna granica plastyczności przy rozciąganiu i wytrzymałość na rozciąganie oraz procentowe wydłużenie dla kształtek odlewanych w kokilach i wtryskowych były podobne. Podane szybkości korozji wyznaczano na podstawie znormalizowanej 10-dniowej próby w komorze solnej, przy czym próbki przygotowywane przez piaskowanie lub bębnowanie do uzyskania normalnego stanu powierzchni, a następnie ważono przez i po próbie. Wyniki podano jako równoważne

165 468 wielkości korozji w gm/rok. I tak szybkości korozji w przypadkach kształtek wtryskowych wynosiły średnio poniżej 254 gm/rok, co odpowiada szybkości w przypadku kształtek wysokiej czystości wykonanych metodą odlewania w kokilach. Właściwości mechaniczne oznaczano na kształtkach do badań wyciętych z kształtek o okrągłym przekroju, o długości pomiarowej 5,1 cm.

W przypadku porowatości zwykłą pokrywą skrzyni biegów wykonaną metodą wysokociśnieniowego odlewania w kokilach porównaną z taką samą pokrywą wykonaną sposobem według wynalazku. Wtryskowa pokrywa skrzyni biegów wykazała mniejszą porowatość. Pomiary gęstości kształtek do badań wykonane w oparciu o prawo Archimedesa wykazały, że w porównaniu z pokrywą wykonaną w kokili części wtryskowe wykazywały zmniejszenie porowatości o 50%, z ponad 3% do około 1,5%. Uważa się, że takie znaczne zmniejszenie porowatości powodowane jest przez kombinację szeregu czynników, ale przede wszystkim dużą lepkością półstałej pasty w przeciwieństwie do o wiele mniejszej lepkości stopionego metalu.

Ze względu na to, że stop metalu uległ cześciowemu skrzepnięciu przed wtryśnięciem do formy, w wyniku większej lepkości występuje mniejszaburzliwość przepływu w strefie wtrysku oraz w kanałach formy. Umożliwia to również występowanie przy napełnianiu gniazda formy stałego frontu płynącego materiału, w przeciwieństwie do rozpryskiwania i wzorów w postaci zawirowań związanych z wysokociśnieniowym odlewaniem ciekłego metalu w kokilach. Przy wtrysku częściowo stałego materiału do formy następuje ponadto mniejszy skurcz powodowany skrzepnięciem się ciekłego metalu.

Często pożądane jest dodawanie nieciągłej fazy do wypraski metalowej w celu uzyskania kompozytu o lepszych pewnych właściwościach. Na przykład cząstki tlenku glinu dodawać można do stopu magnezu przeznaczonego do odlewania w kokilach w celu zwiększenia odporności na ścieranie odlewanej części. Alternatywnie do takiego stopu magnezu dodać można jako wzmocnienie włókna lub kryształy nitkowe z węglika krzemu lub boru w celu poprawy właściwości mechanicznych wyrobu. Sposób według wynalazku umożliwia wytwarzanie tego typu kompozytowych wyrobów.

Pokrywy skrzyni biegów opisywanego powyżej typu wykonano z powodzeniem metodą wtrysku ze stopu AZ91B zawierającego około 0,5% wagowych cząstek tlenku glinu. Stwierdzono, że rozkład tlenku glinu w wytwarzanych elementach jest bardzo jednorodny. Do stopu AZ91XD dodano natomiast 2% wagowo tlenku glinu w celu zwiększenia odporności na ścieranie. Badania wtryśniętych części wykazały, że rozkład tlenku glinu jest równomierny. Nie stwierdzono przy tym niekorzystnego wpływu na jakość powierzchni.

Przy wtrysku różnych wspomnianych powyżej części wykorzystano podstawowe elementy urządzenia. Zastosowano również wyżej wypomniany podstawowy mikroprocesor i układ gromadzenia danych zawierający cyfrowy oscyloskop Nicolet w celu wychwycenia szybkości wtrysku.

Przeprowadzono długotrwałe próby w celu oceny zachowania się wtryskarki i przebiegu procesu. Próby takie, przynajmniej w jednym przypadku, trwały ponad 16 godzin i obejmowały ponad 800 wtrysków. Nie było konieczne prowadzenie wtrysków czyszczących. Wtryskarka pracowała prawidłowo, a uzyskane wyniki nie wykazywały żadnych oznak zakłóceń procesu. Przeciwnie, przy dłuższych okresach pracy profile wtryskowe i temperaturowe stawały się bardziej stabilne.

Podczas długotrwałych okresów pracy wydłużać można lub skracać długość cyklu. Na przykład cykl wtrysku wynoszący 90 s skrócono do 60 s, następnie do 45 s, a na koniec do 30 s, przy czym przy każdym cyklu praca trwała przez 1 godzinę. Nie zaobserwowano przy tym niekorzystnego wpływu przebiegu procesu na jakość kształtek.

Jak to już wyjaśniono, wiele korzyści można uzyskać w wyniku zastosowania ulepszonego sposobu wtrysku oraz urządzenia według wynalazku. Zalety związane z odlewaniem części metalowych w kokilach zostają w dalszym ciągu utrzymane, a eliminuje się problemy związane z ubytkiem stopu, zanieczyszczeniem, odpadami i ograniczeniem w umiejscowieniu wlotu do formy.

165 468

W porównaniu z odlewaniem w kokilach sposób według wynalazku zapewnia zwiększenie wydajności, znacznie zmniejszenie zużycia energii, a także zwiększoną wydajność i trwałość formy.

Wynalazek umożliwia wykorzystaniu wielu zalet właściwych dla wtrysku materiałów termoplastycznych przy odlewaniu części z tiksotropowych metali. Okazało się jednak, że konieczne jest znaczne zmodyfikowanie zwykłej technologii wtrysku termoplastików. Na przykład korzystniejsze jest zasilanie niedomiarowe w odróżnieniu od nadmiarowego zasilania w przypadku termoplastów. Proces prowadzi się ponadto w znacznie wyższych temperaturach i przy bardzo starannym doborze profili temperaturowych.

Regulacja temperatury w strefie oraz przerwanie działania ścinającego może spowodować powstanie korka w końcówce dyszy, co nie tylko eliminuje konieczność stosowania dodatkowych skomplikowanych układów oraz problemy wynikające z użycia zwykłego sprężynowego lub innego typu mechanicznego zaworu odcinającego, ale również znacznie poprawia warunki bezpieczeństwa pracy przy wtryskarce. Zwykłe zużycie występujące przy stosowaniu zaworu odcinającego może spowodować wyciek lub wybuchowy wyprysk materiału, co nie tylko stwarza potencjalne niebezpieczeństwo dla obsługi, ale powoduje również dalsze zużycie mechanizmu zaworu.

Decydujące w rozwiązaniu problemu wtrysku stopionego metalu okazało się precyzyjne dobranie szybkości przemieszczania półstałego stopu i szybkości cofania ślimaka 16 wytłaczającego, tak aby nie wytworzyć znacznego ciśnienia w komorze akumulacyjnej C przed wykonaniem suwu wtryskowego. Przy profilu temperaturowym odpowiednim dla danego stopu magnezu, zapewniającym stały wzrost temperatury takiego stopu, ale również nieznaczne obniżenie temperatury w obszarze końcówki dyszy wytłaczającej, w połączeniu z odpowiednim doborem prędkości ślimaka 16 wytłaczającego w czasie całego cyklu pracy, znacznie łatwiej jest uzyskać takie rozwiązanie. Podczas wtryskowej części cyklu prędkości ślimaka wytłaczającego 16 powinna początkowo wzrastać do pożądanej wielkości maksymalnej, pozostawać na tym maksymalnym poziomie przez jak najdłuższą część tego okresu, a tuż przed zakończeniem pełnego wtrysku powinna ona zmaleć do wolnej prędkości uderzeniowej. Ślimak powinien zatrzymać się bez odskoku w momencie napełnianie formy 22.

Wiele różnego rodzaju części lub wyrobów, w tym części cienkościennych o zmniejszonej porowatości, wytwarzać można sposobem według wynalazku z półstałych materiałów tworzących ostatecznie metalową matrycę.

Claims (15)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób formowania wtryskowego stopu metali o właściwościach dendrytycznych, znamienny tym, że wprowadza się stop, utrzymywany w atmosferze obojętnej, do tulei (14) wytłaczarki zakończonej na jednym końcu dyszą (20) wtryskową, przemieszcza się stop przez tuleję (14) w kierunku dyszy (20), ogrzewa się go do temperatury w zakresie między jego temperaturą solidusu i likwidusu w celu przeprowadzenia go w półstały stan tiksotropowy, poddaje się stop, w czasie jego przemieszczania się przez tuleję (14), działaniu sił ścinających, aby zapobiec wzrostowi dendrytów, następnie stop kieruje się do komory akumulacyjnej (C) w sąsiedztwie dyszy (20), poszerza się komorę akumulacyjną (C) z szybkością zasadniczo odpowiadającą szybkości, z jaką stop wprowadza się do komory akumulacyjnej (C) przerywa się działanie ścinające na stop w komorze akumulacyjnej (C) temperaturę stopu w komorze akumulacyjnej (C) utrzymuje się na takim poziomie, aby zahamować wzrost dendrytów, oraz okresowo działa się na stop zgromadzony w komorze akumulacyjnej (C) siłą wystarczającą do przemoczenia nagromadzonego stopu przez dyszę (20) do formy (22).
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że formuje się korek z przetwarzanego stopu w dyszy (20), po zakończeniu wprowadzania stopu do formy (22), przy czym formowanie polega na dopuszczeniu do zakrzepnięcia stopu zasadniczo do postaci zestalonej.
3. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że podwyższa się temperaturę stopu w komorze akumulacyjnej (C) do poziomu przewyższającego temperaturę stopu we wszystkich innych miejscach.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że szybkość ścinania materiału metalicznego wynosi od 5 do 500 s '1
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stop wprowadza się do tulei (14) wytłaczarki w ilości mniejszej niż 100% jej objętości oraz że szybkość przesuwu stopu wzdłuż tulei (14) jest zasadniczo niezależna od szybkości ścinania tego stopu.
6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stop zawiera jako dodatkową część składową materiał tworzący fazę nieciągłą, przy czym dodatkowe części składowe mają postać cząstek tlenku glinu, włókien lub kryształów nitkowych z węglika krzemu i innych dodatkowych dla osiągnięcia kompozytu w stopie magnezu, i innych stopach w zależności od pożądanych właściwości wytwarzanych kształtek związanych z ich przeznaczeniem.
7. 7. Urządzenie do formowania wtryskowego stopu metali o właściwościach dendrytycznych, znamienne tym, że ma tuleję (14) wytłaczarki z dyszą (20) wylotową na jednym końcu oraz wlotem oddalonym od dyszy (20), zespół zasilający usytuowany nad wtryskarką (10) i połączony z wlotem tulei (14) wytłaczarki służący do wprowadzania materiału utrzymywanego w atmosferze obojętnej do tulei (14), zespół ogrzewania usytuowany dokoła tulei (14) wytłaczarki i dyszy (20) na całej ich długości służy do ogrzewania stopu w tulei (14) do temperatury w zakresie między temperaturą solidusu i likwidusu tego materiału, na tyle wysokiej, aby utrzymywać ten materiał w stanie półstałym, zespół złożony ze ślimaka (16) ze spiralnym zwojem (17) na jego powierzchni bocznej umieszczonego w tulei (14) do przesuwania stopu przez tuleję (14) od wlotu w kierunku dyszy (20), zespół złożony z tulei (14) wytłaczarki ślimaka (16) ze spiralnym zwojem (17) i jednokierunkowego zaworu (18) na końcu ślimaka (16) do wywierania działania ścinające na stop w czasie, gdy przemieszcza się on przez tuleję (14) między wlotem i dyszą (20) oraz zespół złożony z końcówki (19) ślimaka (16) zaworu (18) usytuowanego na końcu ślimaka (16) przed końcówką (19), komory akumulacyjnej (C) utworzonej z końcówki (19) ślimaka (16), jednokierunkowego zaworu (18), wewnętrznej ściany tulei (14), wlotu (51) kanału (52) dyszy (20) wytłaczarki do przetłaczania stopu przez dyszę (20) do formy (22), w celu zapobieżenia wzrostowi dendrytów w stopie.
8. 8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że tuleja (14) zawiera szereg wzdłużnie rozmieszczonych stref grzewczych (Z1, Z2, Z3, Z4, Z5, Z6), z których każda ogrzewana jest

   165 468 przez element grzewczy usytuowany dokoła zewnętrznej powierzchni tulei (14) przy czym pierwsza strefa (Z1) ma instalację bandażowego grzejnika (37) oporowego usytuowaną tuż za gardzielą (13) zasypową, druga strefa (Z2) ma indukcyjną cewkę grzewczą (38) rozciągającej się na podstawowej długości tulei (14) za strefą (Z1), trzecia strefa (Z3) ma szereg bandażowych grzejników oporowych pomiędzy strefą (Z2) a (Z4), która ma również grzejniki bandażowe na wysokości komory akumulacyjnej (C), strefa piąta (Z5) ma bandażowy grzejnik (42) za strefą (Z4) a szósta strefa (Z6) ma bandażowy bądź spiralny grzejnik oporowy (43) opasujący dyszę (20) i służą do ogrzewania stopu w celu ustalenia takiego profilu temperaturowego stopu aby jego temperatura wzrastała w kierunku do dyszy (20).
9. 9. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że zespół zasilający usytuowany nad wtryskarką (10) i połączony z wlotem tulei (14) ma lej zasypowy (11), którego wylot połączony jest z dozownikiem objętościowym (12) umieszczonym pod lejem (11) a dozownik objętościowy (12) na przeciwległym końcu połączony jest z pionowym przewodem (15), usytuowanym pod spodem dozownika (12), który przez gardziel (13) łączy dozownik (12) z wlotem tulei (14), wprowadzający materiał do tulei (14) w ilości mniejszej niż 100% objętości tulei (14).
10. 10. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że zawiera znany zespół usytuowany po przeciwnej stronie wtryskarki (10) niż forma (22) i który posiada połączone kolejno ze sobą akumulator (29), cylinder (30) podparty na podporach (31), tłok wtryskowy (32), łożysko i sprzęgło oporowe (33) sprzęgające tłok (32) z wałem (34) napędowym, który poprzez mechanizm (35) i sprzęgło (36) napędowe sprzęgnięty jest ze ślimakiem (16) wytłaczarki i wywołuje ruch obrotowy i posuwisto zwrotny ślimaka (16) oraz powoduje rozszerzenie komory akumulacyjnej (C).
11. 11. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że zespół (A) rozszerzający komorę akumulacyjną (C) połączony jest z zespołem odsuwającym ślimak (18) od dyszy (20).
12. 12. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że zespół obniżenia temperatury stopu w dyszy (20) usytuowany jest dokoła dyszy i ma postać bandażowego bądź spiralnego grzejnika oporowego (43) po zakończeniu wprowadzenia stopu z komory akumulacyjnej (C) do poziomu, przy którym stop ten zestala się i tworzy korek.
13. 13. Urządzenie według zastrz. 8 znamienny tym, że zespół grzewczy w postaci grzejnika bandażowego (39) usytuowanego w strefie (24) stopu utrzymuje temperaturę w komorze akumulacyjnej (C) na poziomie przewyższającym temperaturę stopu we wszystkich miejscach.
14. 14. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że tuleja (14) zawiera wykładzinę wykonaną ze stopu kobaltu, a ślimak (16) zawiera utwardzony stop kobaltowy na powierzchni zewnętrznej.
15. 15. Urządzenie według zastrz. 14, znamienne tym, że zwiera formę (22) z gniazdem oraz kanał (52) umożliwiający połączenie z dyszą (20) i z gniazdem w celu przeprowadzenia materiału wytłoczonego z dyszy do gniazda, przy czym w kanale tym znajduje się tulejka zawierająca element kończący się końcówką (57) naprzeciw dyszy (20), która to końcówka (57) jest wklęsła i zawiera wgłębienie.