專利名稱：鋁合金雪糕模及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用鋁合金通過壓鑄一次成型的雪糕模及其制造方法。
隨著雪糕(或稱冰果)的問世，它已經(jīng)成為人們生活中不可缺少的冷飲之一，特別是盛夏時節(jié)。但是，能使雪糕冷凍成型的模具也同雪糕本身一樣，經(jīng)歷了緩慢而又漫長的發(fā)展。到目前為止，我國通用的雪糕模具仍是采用傳統(tǒng)的手工工藝制造的。它通常的制造方法是以紫銅板為原料，經(jīng)過反復(fù)地拉伸、沖壓加之每次變形之前要做消除應(yīng)力熱處理，這樣從下料到加工成型，前后至少要經(jīng)過15道工序才能加工成壁厚為0.6～1.2毫米的雪糕模。在這種落后的手工加工過程中，無論哪道工序出現(xiàn)失誤都會產(chǎn)生中間廢品。因此，用這樣的方法制造的雪糕模，不僅工藝復(fù)雜、廢品率高，而且質(zhì)量也難以保證。然而，即便是加工成型的雪糕模也只是個單筒模子，因為做雪糕所用的模子是以每30個單筒模子為一組，這樣又得將單筒模子逐一用錫焊焊接在一個框架上。由于做雪糕時要把模子浸在冷凍液(鹵水或鹽水)中成型，因此諸多的焊口、焊縫和惡劣的工作條件以及難以保證用上述方法做出的模子質(zhì)量及使用壽命，所以在雪糕的生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)模子的開焊和裂縫現(xiàn)象。一旦出現(xiàn)上述情況時，鹵水或鹽水便會滲入雪糕中，從而導(dǎo)致有時的雪糕帶有苦味或咸味。這不僅危害著消費者的身體健康，還會因一只模子損壞而使一組模子全部報廢。另外，由于紫銅板的現(xiàn)價較為昂貴，用這樣的原料再加上以上述的方法制造的雪糕模，其成本便不得而知了。
壓鑄工藝是60年代興起的一項較為先進的有色金屬壓鑄工藝，它不僅比用常規(guī)澆注的鑄件有生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)點，而且還能滿足特殊產(chǎn)品的特性要求。而作為雪糕模來講，它既要求其材質(zhì)具有良好的導(dǎo)熱性、防腐性，同時還要確保其型模厚度不得大于1.2毫米時的一定強度，因此用常規(guī)的澆注方法或其他材質(zhì)是極難滿足雪糕模的特性要求。壓鑄薄壁件(壁厚＜3mm)在70年代末期尚屬世界壓鑄行業(yè)的一個攻關(guān)課題，80年代中期瑞士的布勒兄弟公司(壓鑄專業(yè)公司)已經(jīng)達(dá)到了1mm壁厚的薄壁件，以后再沒發(fā)現(xiàn)有新的進展。按我國機械出版社出版的《特種鑄造手冊》中的技術(shù)規(guī)范，一般鑄件面積在25～100cm2時的壁厚也應(yīng)在1.5～4.5mm間，況且每只雪糕模的投影面積為26.65cm2。根據(jù)日本《電裝工機設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，鋁合金的壓鑄件壁厚不可小于1mm。由此可見，雪糕模所要求的0.8～1mm壁厚確實是鋁合金鑄件中的“禁區(qū)”。
本發(fā)明的目的是提供一種用鋁合金制造的雪糕模。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的所說的鋁合金雪糕模是采用鋁合金壓鑄方法制造的雪糕模。
制造該雪糕模的工藝方法為該雪糕模采用ZL104鋁合金經(jīng)熔化后，在保溫爐內(nèi)經(jīng)750～770℃保溫、鑄造模具預(yù)熱到300～450℃，壓鑄溫度720～750℃，壓射比壓在1260～1275kg/cm2，再經(jīng)1～3秒鐘的持壓及8～12秒鐘的延壓便可開模推出雪糕模坯。最后經(jīng)去除水口、毛刺及檢驗合格便可鍍銅、鍍錫、整體焊接、直至出成品的雪糕模。
下面根據(jù)附圖及實施例來詳細(xì)敘述本發(fā)明的模具結(jié)構(gòu)及其制造方法。


圖1是用常規(guī)方法制造鋁合金壓鑄件的流程俯視圖。
圖2是圖1的局剖示意圖。
圖3是本發(fā)明的鋁合金壓鑄雪糕模的流程俯視示意圖。
圖4是圖3的局剖示意圖。
如圖1～2所示，鑒于此產(chǎn)品因壁薄而用圖1～2的鑄造模具及流程不易成型的問題，模具的設(shè)計首先要考慮模具的結(jié)構(gòu)及分型線選擇，目的是要盡量縮短成型過程中的熔體流程，使其能夠快速成型。按現(xiàn)有的常規(guī)設(shè)計就象圖1～2所示的，造型雪糕模的模具是一個連著一個地排列，壓鑄時的熔液從直澆道1經(jīng)分澆道2和內(nèi)澆口3才進入端頭那個模具的內(nèi)澆道，在壓鑄下使熔液沿內(nèi)澆道逐一向末端模具擴充。但是，由于該產(chǎn)品的模壁特薄和型模芯4的阻礙，以及熔液在模內(nèi)的共流程較長而造成的熱損失過大，有時熔液甚至都未進入中間的模內(nèi)便凝固了，所以成型率極低。通過反復(fù)的試驗、摸索總結(jié)出，若要解決上述問題，就必須對成型模具及澆道流程進行改進。
如圖3～4所示這種模具是根據(jù)雪糕模的特殊形狀特點進行設(shè)計的，它改變了一些常規(guī)的設(shè)計方法，采用的是底注側(cè)拔芯的方法。底注就是從雪糕模的模底處留有內(nèi)澆口3，在模具的側(cè)面抽出型模芯4。這種方法是一次壓鑄六個雪糕模，六個模分兩排平臥，每排三個連在一起，直澆道1和主澆道5在兩排模的中間，聯(lián)通每個模底的內(nèi)澆口3和分澆道2與主澆道5相通。這種設(shè)計方案主要解決這樣兩個問題①盡量縮短了主、分澆道的流程，加大了主、分澆道、澆口和排氣槽的截面積。因為該鑄件壁特薄，壓注時溢流量較小，成型快，只有使熔液的瞬間流量加大、加快，才能使模內(nèi)熔液充填飽滿，所以在模具制造時還得適當(dāng)增大排氣道的寬度和深度，使鑄造氣體(型腔和金屬液中的氣體)迅速排出，以免造成鑄件上的(氣體)缺陷。根據(jù)勃頓的前端排出氣體及金屬渣后，鑄件從內(nèi)澆道開始成型的理論，所以本模的集渣包開在型腔的末端-即雪糕?？诘倪呇靥帯０船F(xiàn)有的常規(guī)理論計算，鑄模澆道的直徑＝鑄件壁厚×20mm(系數(shù))，這樣澆道只能是0.8×20＝16mm2，而改進后的設(shè)計則把澆道定為1.0×30＝30mm2。另在新模具上還采用了滑塊6和斜導(dǎo)柱7。
下面根據(jù)壓鑄工藝流程圖來敘述本發(fā)明的工藝特點。其壓鑄工藝流程如下熔化→裝卡模具→模具預(yù)熱→噴涂料→合模升壓→澆注射壓→保壓→開拔?！〖?。雪糕模的選用材質(zhì)為ZL104鋁錠，熔化按常規(guī)的熔煉工藝及設(shè)備進行。當(dāng)鋁液達(dá)到760～780℃時，便放入保溫爐內(nèi)保溫，保溫的溫度在750～770℃，裝卡模具的過程就是把清理好模具一一就位(模具采用3Cr2W8V合金工具鋼)，然后將其預(yù)熱溫度控制在320～450℃，其中最佳溫度為350℃，再向模具噴氟化鈉涂料。壓鑄機選用J1125(250t)臥式鑄機，用φ50壓射活塞，雪糕模的總投影面積約144cm2，壓射比壓在1260～1275kg/cm2。射壓溫度在730～750℃，每模壓射速度為1.0～1.1m/s，保壓1～3秒鐘，可將模打開，拔出模芯。至此以三個單筒連為一體的雪糕模毛坯便形成了。
毛坯經(jīng)簡單清理、去除水口和毛刺，檢驗合格后就可以進行鍍銅、鍍錫處理，以防止冷凍液對模體的浸蝕。最后將10排單體模用錫焊聯(lián)接一起便形成了30個筒為一組的鋁合金雪糕模，而其模壁厚僅為0.8～1.0mm。防腐除采取上述的鍍銅、鍍錫外，還可以用整體氣化氧化膜、滲耐蝕元素及物理化學(xué)氣相沉積等耐蝕措施。
本發(fā)明工藝簡單，一次成型并成品率高，它的成本和重量僅相當(dāng)于紫銅板模的三分之一，而其使用壽命卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出紫銅板模。由于它的鑄形是三個連為一體的，所以它無焊口，而焊縫也比原模少三倍多。同時，因為其體輕還大大減輕了雪糕生產(chǎn)工人的勞動強度。
權(quán)利要求
1.一種鋁合金雪糕模，其特征在于該雪糕模是用鋁合金的壓鑄方法制造的雪糕模。
2.一種制造權(quán)利要求1所述的鋁合金雪糕模的制造方法，其特征在于鋁合金熔化后，在保溫爐內(nèi)經(jīng)750～770℃保溫，鑄造模具預(yù)熱到300～450℃，壓鑄溫度720～750℃，壓射比壓在1260～1275kg/cm2，再經(jīng)1～3秒鐘的持壓，便可開模推出雪糕模的坯模。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金雪糕模，其特征在于該雪糕模的壁厚為0.8～1.0毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁合金雪糕模的制造方法，其特征在于該模壓鑄時采用的是底注側(cè)拔芯方法。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的鋁合金雪糕模，其特征在于壓鑄后雪糕模為三個連為一體。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的鋁合金雪糕模的制造方法，其特征在于清理完畢的雪糕模坯再進行鍍銅、鍍錫處理。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種用鋁合金制成的雪糕模及其制造方法。該模是用鋁合金的壓鑄工藝成型的，其模壁厚僅為0.8-1.0毫米，并在工藝中采用型模模具，先進結(jié)構(gòu)，縮短熔液流程，擴大澆道、澆口截面等措施。本發(fā)明工藝簡單，一次成型，它的成本和重量僅相當(dāng)于紫銅板雪糕模的三分之一，而壽命卻大于紫銅板雪糕模。另外有無焊口、焊縫少、整體性好等優(yōu)點。
文檔編號A23G9/22GK1040938SQ8910519
公開日1990年4月4日 申請日期1989年10月20日 優(yōu)先權(quán)日1989年10月20日
發(fā)明者李朝成, 孫繼元 申請人:李朝成