技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于產(chǎn)品制造領(lǐng)域,涉及一種壓鑄模及壓鑄方法。
背景技術(shù):
隨著社會(huì)的進(jìn)步,各行各業(yè)對(duì)金屬制品(合金)的需求量越來越大,對(duì)其質(zhì)量要求也越來越高,特別是汽車、自行車、電動(dòng)車、甚至手機(jī)等行業(yè)。鑄造是一種常見的生產(chǎn)金屬制品的制造方法,鑄造主要有砂型鑄造和特種鑄造2大類。普通砂型鑄造,利用砂作為鑄模材料,又稱砂鑄,翻砂,包括濕砂型、干砂型和化學(xué)硬化砂型3類,但并非所有砂均可用以鑄造。好處是成本較低,因?yàn)殍T模所使用的沙可重復(fù)使用;缺點(diǎn)是鑄模制作耗時(shí),鑄模本身不能被重復(fù)使用,須破壞后才能取得成品,從而使得零件的制造效率低下,嚴(yán)重影響產(chǎn)品的生產(chǎn)速率,不適合大規(guī)模生產(chǎn)的金屬制品。特種鑄造,按造型材料又可分為以天然礦產(chǎn)砂石為主要造型材料的特種鑄造(如熔模鑄造、泥型鑄造、殼型鑄造、負(fù)壓鑄造、實(shí)型鑄造、陶瓷型鑄造等)和以金屬為主要鑄型材料的特種鑄造(如金屬型鑄造、壓力鑄造、連續(xù)鑄造、低壓鑄造、離心鑄造等)兩類。壓力鑄造是一種逐漸興起的并越來越重要的鑄造方法。
壓鑄,即壓力鑄造,是使熔融金屬在高壓下高速充型、并在壓力下凝固的鑄造方法。壓鑄工藝就是利用機(jī)器、壓鑄模和合金等三大要素,將壓力、速度及時(shí)間統(tǒng)一的過程。但是現(xiàn)有技術(shù)中,壓鑄具有充型速度快的特點(diǎn),適用于薄壁復(fù)雜件的生產(chǎn),但壓射過程中常出現(xiàn)排氣不良,合金液易卷氣一同壓鑄進(jìn)壓鑄模,使鑄件組織含氣,還伴有冷隔、欠鑄等缺陷,導(dǎo)致制品的機(jī)械性能降低,且不能進(jìn)行熱處理和焊接。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
有鑒于此,本發(fā)明提供一種能解決上述問題的一種壓鑄模以及使用該壓鑄模進(jìn)行壓鑄的壓鑄方法。
一種壓鑄模,壓鑄模中設(shè)有型腔和澆道,所述澆道和型腔連通,其特征在于:所述壓鑄模上設(shè)有點(diǎn)壓孔,所述點(diǎn)壓孔與型腔或者澆道相連通,所述壓鑄模還包括與點(diǎn)壓孔相適配的增壓桿。
其中,所述壓鑄模包括兩個(gè)或兩個(gè)以上分模,所述分模配合連接,所述型腔和澆道開設(shè)于分模之上。
其中,所述點(diǎn)壓孔與澆道相連通。
其中,所述分模的數(shù)量為兩個(gè),分別為第一模和第二模,第一模為靜模,所述第二模為動(dòng)模,所述點(diǎn)壓孔設(shè)于動(dòng)模上,所述點(diǎn)壓孔為圓孔。
其中,所述澆道分為主澆道、分澆道以及外澆道,所述主澆道與分交道連通,所述分澆道與型腔連通,所述外澆道亦與型腔連通。
其中,所述分模包括分模??蛞约翱刹鹦兜陌惭b在該分模??蛏系姆帜DP?,所述型腔設(shè)于分模模芯上。
一種壓鑄方法,該方法使用如權(quán)利要求1-6所述的壓鑄模進(jìn)行壓鑄,其特征在于包括以下步驟:
(1)將熔融原料液體壓射至壓鑄模上設(shè)有的澆道、型腔以及點(diǎn)壓孔中,使熔融原料液體充滿澆道、型腔以及點(diǎn)壓孔;
(2)推動(dòng)增壓桿,增壓桿將點(diǎn)壓孔內(nèi)預(yù)存的原料擠壓回至澆道、型腔中;
(3)待型腔和澆道中的原料冷卻成型后,從壓鑄模中取出壓鑄件。
其中,步驟(1)中,所述壓鑄模是由兩個(gè)或兩個(gè)以上分模組成,在步驟(1)之前,將分模合模,合模后的壓鑄模中形成有型腔和澆道;在合模之前,將各分模模框分別安裝在壓鑄設(shè)備上,將各分模模芯安裝到各自對(duì)應(yīng)的分模??蛏稀?/p>
其中,在步驟(1)中,對(duì)壓鑄模進(jìn)行預(yù)熱,將壓鑄模預(yù)熱到220℃ -250℃。
其中,在步驟(1)中,將熔融原料液體壓射至澆道和型腔中的過程分為第一階段和第二階段,第二階段的壓射壓力大于第一階段的壓射壓力。
其中,在步驟(1)中,所述第一階段為從開始?jí)荷涞降竭_(dá)壓射頂點(diǎn)的過程,第二階段為從到達(dá)壓射頂點(diǎn)時(shí)增大壓射壓力并維持壓力不變的過程,所述壓射頂點(diǎn)為原料液體剛充滿澆道、型腔以及點(diǎn)壓孔時(shí),所述第一階段的壓射速度為0.005-1m/s,第二階段的壓射壓力大小為0-300T,壓射時(shí)間為1-15s。
其中,在步驟(2)中,當(dāng)壓射過程進(jìn)入第二階段0-10s后,開始通過增壓桿擠壓點(diǎn)壓孔中的預(yù)存原料,對(duì)點(diǎn)壓孔中預(yù)存原料的點(diǎn)壓壓力為0-300T,點(diǎn)壓時(shí)間為1-15s。
其中,在步驟(1)中,將預(yù)設(shè)量熔融原料液體壓射至澆道和型腔中,使熔融原料液體充滿澆道、型腔以及點(diǎn)壓孔。
采用上述技術(shù)方案以后,壓鑄時(shí),先將熔融的原料液體壓射至澆道、型腔以及點(diǎn)壓孔中,待原料液體充滿澆道、型腔以及點(diǎn)壓孔后,再將點(diǎn)壓孔中預(yù)存的原料回壓至澆道和型腔中,從而將型腔中稀疏部分壓實(shí)、氣泡排出,起到鍛壓效果;并保持高壓,使型腔中的原料在高壓下冷卻成型。這樣可以得到高密度、無氣泡、應(yīng)力小、柔韌性好、力學(xué)性能好的壓鑄件,且該壓鑄件可以進(jìn)行熱處理、燒焊、機(jī)加工等后續(xù)工藝。
附圖說明
圖1為本發(fā)明較佳實(shí)施例所提供的一種壓鑄模的動(dòng)模的示意圖。
圖2為本發(fā)明較佳實(shí)施例所提供的一種壓鑄模剖視圖。
圖3為本發(fā)明較佳實(shí)施例所提供的一種壓鑄方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明所提供的實(shí)施例中的一種壓鑄方法,用于生產(chǎn)金屬或合金的壓鑄件,即在本實(shí)施例中,熔融的原料液體為熔融的金屬(合金)液體。但值得特別說明的是,本發(fā)明也可以用于生產(chǎn)各種非金屬材料如塑料、塑膠的壓鑄產(chǎn)品。
本發(fā)明所提供的實(shí)施例中的一種壓鑄方法,在壓鑄過程中使用合模油缸、壓射油缸、點(diǎn)壓油缸為其提供動(dòng)力,具體的,所述合模油缸為合模和開模提供動(dòng)力,所述壓射油缸為壓射熔融原料液體提供動(dòng)力,所述點(diǎn)壓油缸為增壓桿將點(diǎn)壓孔內(nèi)預(yù)存的原料擠壓回至澆道、型腔中提供動(dòng)力。但應(yīng)當(dāng)指出的是為壓鑄方法提供動(dòng)力的并不限于油缸,還可以是電機(jī)等常用的動(dòng)力設(shè)備。
請(qǐng)參閱圖1-2,本發(fā)明所提供一種壓鑄模100,所述壓鑄??梢詾橐惑w機(jī)構(gòu),也可以為兩個(gè)或兩個(gè)以上分模配合連接而成,該壓鑄模100中設(shè)有型腔40和澆道30,所述澆道30和型腔40連通,所述壓鑄模100上設(shè)有點(diǎn)壓孔50,所述點(diǎn)壓孔50與型腔40或者澆道30相連通,所述壓鑄模100還包括與點(diǎn)壓孔50相適配的增壓桿60。
在本實(shí)施例中,所述澆道30一端為進(jìn)料口,另一端與型腔40連通,所述壓鑄模100上設(shè)有通氣孔(圖中未示出),用于排除澆道30和型腔40內(nèi)的氣體,所述型腔40為壓鑄模100中形成壓鑄產(chǎn)品輪廓的空腔部分,所述澆道30為壓鑄模100中從進(jìn)料口到型腔40間的空腔部分以及從型腔40到通氣孔間的空腔部分。
采用上述技術(shù)方案后,壓鑄時(shí),熔融原料液體從進(jìn)料口進(jìn)入澆道30、型腔40以及點(diǎn)壓孔50,并在原料充滿澆道30、型腔40以及點(diǎn)壓孔50時(shí),對(duì)增壓桿60施以高壓力,使其將點(diǎn)壓孔50中預(yù)存的原料擠壓回型腔40、澆道30中。所述點(diǎn)壓孔預(yù)存的原料在高壓下擠壓回型腔40、澆道30的過程中,強(qiáng)大的壓力使得型腔中的原料中疏松部分得以壓實(shí),并迫使型腔中存留的氣泡得以從通氣孔中排出,從而獲得密度高、無氣泡的、柔韌性好、力學(xué)性能好的壓鑄件。壓鑄模100上設(shè)置點(diǎn)壓孔50、以及增壓桿60,使得能夠在同一壓鑄模100實(shí)現(xiàn)鑄造和鍛造。
本技術(shù)方案還有兩個(gè)重要的技術(shù)效果:
1、由于點(diǎn)壓孔50橫截面積較小,在使用同樣大的壓力推動(dòng)增壓桿60以及點(diǎn)壓孔50內(nèi)的原料擠壓回型腔40、澆道30時(shí),型腔40內(nèi)的原料所受到的壓強(qiáng)成倍或數(shù)十倍的增加,能有效的壓實(shí)原料中的疏松部分以及排出空氣;
2、在增壓桿60推動(dòng)點(diǎn)壓孔50內(nèi)的原料擠壓回型腔40、澆道30時(shí),型腔內(nèi)的原料得以擠壓流動(dòng),原料柔韌性以及力學(xué)性能得以進(jìn)一步提升,能起到鍛壓的技術(shù)效果。
請(qǐng)參閱圖1-2,所述澆道30分為主澆道31、分澆道32以及外澆道33,所述主澆道31與分澆道32連通,所述分澆道32與型腔40連通,所述外澆道33亦與型腔40連通。在本實(shí)施例中,所述主澆道31與外界連通,所述主澆道31的一端為進(jìn)料口,所述分澆道32是從主澆道31分出的通往型腔40的澆道,像河流的分支一樣,用于控制熔融原料液體到型腔40的流速,同時(shí)將主澆道內(nèi)的原料液體輸送到多個(gè)的型腔中,所述外澆道33即為壓鑄模100中從型腔40到通氣孔間的空腔部分,便于型腔40內(nèi)的氣體充分排出,在本實(shí)施例中,所述型腔40的數(shù)量為兩個(gè),分別開設(shè)于主澆道31兩側(cè),當(dāng)然,所述型腔40的數(shù)量以及位置可以根據(jù)工藝和生產(chǎn)的需要進(jìn)行改變。
采用上述技術(shù)方案后,同一壓鑄模內(nèi)設(shè)有多個(gè)型腔,分澆道32將主澆道31內(nèi)的原料輸送到多個(gè)型腔40中,從而使每次壓鑄可以獲得多個(gè)壓鑄工件,大大的提高了生產(chǎn)效率。此外,外澆道33的設(shè)置使得型腔40內(nèi)的氣體、雜質(zhì)要先經(jīng)過外澆道33然后再從通氣孔排出、使得型腔40中的原料可以從外澆道33流向通氣孔,從而使得型腔40內(nèi)的氣體、雜質(zhì)排除的更充分。
值得特別提出的是,所述壓鑄模100中可以設(shè)有一個(gè)以上的型腔40(當(dāng)壓鑄模100中只有一個(gè)型腔40時(shí),可以不設(shè)分澆道32),每個(gè)型腔40可以與多個(gè)分澆道32連通,同時(shí)每個(gè)型腔40可以與多個(gè)外澆道33連通,與每個(gè)型腔40相連通的分澆道32和外澆道33的個(gè)數(shù)與該型腔40的大小有關(guān)。但是每個(gè)型腔40可以不設(shè)外澆道33,甚至可以不設(shè)通氣孔,只是相比較本實(shí)施例中的壓鑄模100的技術(shù)效果較差。當(dāng)然也可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的需要自由選擇澆道30、型腔40以及通氣孔的不同組合。壓鑄模100內(nèi)設(shè)置多個(gè)型腔40就可以得到相應(yīng)多的壓鑄工件。
請(qǐng)參閱圖1-2,本發(fā)明提供的一種壓鑄模100,所述型腔40與澆道30相連通處的連接處澆道34的橫截面積小于分澆道32、外澆道33和型腔40的橫截面積。這樣可以減少型腔40中的原料與澆道30內(nèi)的原料的接觸面積,從而使型腔40中的壓鑄工件更易于澆道30內(nèi)的壓鑄件分離,從而提高了生產(chǎn)效率、減少生產(chǎn)成本,同時(shí)提高了壓鑄工件的品質(zhì)。
請(qǐng)參閱圖1-2,本發(fā)明提供的一種壓鑄模100,所述點(diǎn)壓孔50與澆道30連通。在本實(shí)施例中,所述點(diǎn)壓孔50設(shè)置在壓鑄模100上,所述澆道30和型腔40設(shè)置在壓鑄模100中,要實(shí)現(xiàn)澆道30和型腔40內(nèi)的氣體或液體與點(diǎn)壓孔50內(nèi)的氣體或液體流通,就要使點(diǎn)壓孔50與澆道30或型腔40連通。在本實(shí)施例中,壓鑄模100上設(shè)有一個(gè)以上的點(diǎn)壓孔50,所述點(diǎn)壓孔50在壓鑄模100上的位置對(duì)應(yīng)于壓鑄模100中的澆道30的位置,即所述點(diǎn)壓孔50與澆道30直接連通,且多數(shù)點(diǎn)壓孔50與外澆道33直接連通。
采用上述技術(shù)方案后,在壓鑄時(shí)將點(diǎn)壓孔33中預(yù)存的原料擠壓回澆道30中,澆道30內(nèi)的原料再擠壓型腔40內(nèi)的原料,使型腔中的原料中疏松部分得以壓實(shí),并迫使型腔中存留的氣泡得以從通氣孔中排出,從而既可以增大型腔40內(nèi)壓鑄工件的密度、又可以避免型腔40內(nèi)的壓鑄工件表面產(chǎn)生氣泡,還可以不對(duì)型腔40內(nèi)的壓鑄產(chǎn)品表面產(chǎn)生直接的影響,從而避免將點(diǎn)壓孔33設(shè)置在型腔40上、當(dāng)型腔40冷卻后需要切割位于點(diǎn)壓孔33內(nèi)的原料以及后期打磨,提高了生產(chǎn)效率。
值得特別提出的是,壓鑄模100上分布的點(diǎn)壓孔50既可以與澆道30直接連通,也可以與型腔40直接連通,還可以有的點(diǎn)壓孔50與澆道30直接連通,有的點(diǎn)壓孔50與型腔40直接連通。當(dāng)點(diǎn)壓孔50與型腔40直接連通時(shí),需對(duì)型腔40內(nèi)的壓鑄工件做進(jìn)一步的相應(yīng)處理,以使該壓鑄工件滿足要求。
請(qǐng)參閱圖1-2,本發(fā)明提供的一種壓鑄模100,所述點(diǎn)壓孔50為圓孔。點(diǎn)壓孔50可以設(shè)計(jì)成方孔、三角形孔、多邊形孔或者橢圓孔,本實(shí)施例中,點(diǎn)壓孔50設(shè)計(jì)為圓孔,這樣與其配套使用的增壓桿60(圖中未示出)也為圓柱形,采用上述技術(shù)方案以后,一方面壓鑄時(shí),增壓桿60更容易與點(diǎn)壓孔50對(duì)位,另一方面圓形能夠承受更大的壓力,從而使增壓桿60更好更穩(wěn)定的擠壓點(diǎn)壓孔50中的原料,此外,點(diǎn)壓孔50設(shè)計(jì)為圓孔,使增壓桿60與壓鑄件接觸面為圓形,從而可以大大減小壓鑄時(shí)在壓鑄件表面的應(yīng)力。
請(qǐng)參閱圖1-2,本發(fā)明提供的一種壓鑄模100,所述分模的數(shù)量為兩個(gè),分別為第一模10和第二模20,所述第一模10為靜模10,所述第二模20為動(dòng)模20,所述點(diǎn)壓孔50設(shè)于動(dòng)模20上。在本實(shí)施例中,壓鑄時(shí),所述第一模10固定的安裝在壓鑄機(jī)的工作臺(tái)上,即為靜模10,第二模20安裝在合模油缸上,即為動(dòng)模20。所述點(diǎn)壓孔50設(shè)于動(dòng)模20上便于點(diǎn)壓油缸的安裝,從而方便控制增壓桿60擠壓點(diǎn)壓孔50內(nèi)的原料。此外,靜模10安裝在工作臺(tái)上,可以承受更大的壓力,點(diǎn)壓孔50安裝在動(dòng)模上,壓鑄時(shí),增壓桿60擠壓點(diǎn)壓孔50內(nèi)的原料,擠壓力作用在靜模10上,靜模10將力傳遞給工作臺(tái),從而使壓鑄設(shè)備設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,減少了不必要的設(shè)計(jì),節(jié)約了資源,也提高了生產(chǎn)效率。
值得特別提出的是,壓鑄模100的分模的數(shù)量可以是一個(gè)、兩個(gè)或者多個(gè),通常情況下,分模的數(shù)量為兩個(gè)。當(dāng)然在所要生產(chǎn)的零件比較簡(jiǎn)單的情況下,壓鑄模100可以是一個(gè)整體、或者與一塊鋼板配合使用;在所要生產(chǎn)的零件比較復(fù)雜的情況下,工程師可根據(jù)生產(chǎn)工藝需要將壓鑄模100分模的數(shù)量設(shè)計(jì)為三個(gè)或四個(gè),以便于壓鑄。
值得特別提出的是,壓鑄模100的第一模10、第二模20兩個(gè)可以一者為動(dòng)模20、另一模為靜模10,也可以兩者都為動(dòng)模20,但是在實(shí)際生產(chǎn)過程中,很少有將兩模都設(shè)計(jì)為動(dòng)模20的,本實(shí)施例中,第一模10為靜模10,第二模20為動(dòng)模20。所述點(diǎn)壓孔50可以設(shè)于第一模10上,也可以設(shè)于第二模20上,還可以一部分點(diǎn)壓孔50設(shè)于第一模10上、另一部分設(shè)于第二模20上;點(diǎn)壓孔50還可以由第一模10與第二模20合模而形成,總之,點(diǎn)壓孔50可以根據(jù)需要設(shè)在壓鑄模100上不同位置。本實(shí)施例中,所述點(diǎn)壓孔50全部設(shè)于動(dòng)模20上。
請(qǐng)參閱圖1-2,本發(fā)明提供的一種壓鑄模100,所述第一模10上設(shè)有第一半澆道和第一半型腔,所述第一半澆道與第一半型腔光滑連接,所述第二模20上設(shè)有第二半澆道和第二半型腔,所述第二半澆道與第二半型腔光滑連接,合模后,所述第一半澆道和第二半澆道形成澆道30,所述第一半型腔和第二半型腔形成型腔40,所述澆道30與型腔40連通。在本實(shí)施例中,所述靜模10上設(shè)有第一半澆道和第一半型腔,所述第一半澆道為一平面,所述第一半澆道與第一半型腔光滑連接,所述動(dòng)模20上設(shè)有第二半澆道和第二半型腔,所述第二半澆道與第二半型腔光滑連接,合模后,所述第一半澆道和第二半澆道形成澆道30,且該澆道30完全位于動(dòng)模20上,所述第一半型腔和第二半型腔形成型腔40,所述澆道30與型腔40光滑連通。
采用上述技術(shù)方案以后,型腔40和澆道30有兩部分構(gòu)成,便于壓鑄好的壓鑄工件的分離;澆道30完全處于動(dòng)模20上,減少模具設(shè)計(jì)和制作的成本。值得特別提出的是,合模后的澆道30并不一定被合模面平分,所述澆道30可完全處于第一模10上或第二模20上。
值得特別提出的是,在本實(shí)施中,采用動(dòng)模上的第二半型腔和第二半澆道表征型腔40和澆道30,僅僅是為了便于解釋本發(fā)明。
請(qǐng)參閱圖1-2,本發(fā)明提供的一種壓鑄模100,所述分模包括分模??蛞约翱刹鹦兜陌惭b在該分模??蛏系姆帜DP?,所述型腔設(shè)于分模模芯上。在本實(shí)施例中,所述靜模10包括靜模???2以及可拆卸的安裝在靜模模框12上的靜模模芯11,所述型腔40設(shè)于靜模模芯11上,所述動(dòng)模20包括動(dòng)模???2以及可拆卸的安裝在動(dòng)模模框22上的動(dòng)模模芯21,所述型腔40設(shè)于動(dòng)模模芯21上。采用上述技術(shù)方案以后,壓鑄時(shí),只需不停地更換動(dòng)模模芯21和靜模模芯11就可以連續(xù)生產(chǎn)壓鑄件,大大提高了生產(chǎn)效率。值得特別提出的是,有些不同種的壓鑄模100可以使用相同的靜模???2和動(dòng)模模框22,這樣可以減少生產(chǎn)成本,提高生產(chǎn)效率。
本發(fā)明還提供一種壓鑄方法,該壓鑄方法使用上述壓鑄模100進(jìn)行壓鑄,具體包括以下步驟:
步驟210,安裝分模,在本實(shí)施例中,所述分模分別為靜模10、動(dòng)模20,在壓鑄開始前需完成以下準(zhǔn)備工作:
1、壓鑄模100的選擇和清理。首先根據(jù)要生產(chǎn)的產(chǎn)品(即壓鑄工件)的數(shù)量和大小設(shè)計(jì)或選擇合適的壓鑄模100,對(duì)壓鑄模100表面進(jìn)行清理和其他相應(yīng)的處理。
2、壓鑄設(shè)備的調(diào)試。對(duì)壓鑄設(shè)備進(jìn)行調(diào)試,以確保壓鑄工作正常進(jìn)行,
3、壓鑄模100的安裝。將各分模??蚍謩e安裝在壓鑄設(shè)備上,將各分模模芯安裝到各自對(duì)應(yīng)的分模模框上。具體的,將動(dòng)模???2安裝到合模油缸的活塞柱上,將動(dòng)模模芯21安裝到動(dòng)模???2上,將靜模???2安裝到工作臺(tái)上,將靜模模芯11安裝到靜模模框12上,使得動(dòng)模20上的型腔40對(duì)應(yīng)于靜模10上的型腔40,使得動(dòng)模20上的點(diǎn)壓孔50能夠與增壓桿60一一對(duì)應(yīng),本實(shí)施例中采用豎直安裝壓鑄模100,壓鑄模100豎直安裝可增大熔融金屬液在澆道30和型腔40內(nèi)的流程,可以更好的將型腔40內(nèi)的空氣排出。
4、熔融金屬液的煉制。根據(jù)澆道30、型腔40的大小和要生產(chǎn)的壓鑄工件的數(shù)量分別計(jì)算出每個(gè)壓鑄模100的熔融金屬液的需求量和總的熔融金屬液的總需求量,根據(jù)總的熔融金屬液的總需求量確定金屬原料的總需求量,稱取總需求量的金屬原料放入熔爐內(nèi),在熔爐中熔煉出足量的熔融金屬液、并保持恒溫,所述熔融金屬液的溫度為熔點(diǎn)之上,以確保金屬處于融化狀態(tài),每個(gè)壓鑄模100的熔融金屬液的需求量稱為預(yù)設(shè)量的熔融金屬液,選取合適的容器用于壓射時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)預(yù)設(shè)量的熔融金屬液。
以上各準(zhǔn)備工作可交錯(cuò)、同步進(jìn)行,不分先后。
嚴(yán)格完成壓鑄前準(zhǔn)備工作一則確保壓鑄工作能夠順利的進(jìn)行下去,二則確保并提高壓鑄好的工件的質(zhì)量,三則減少資源和能源的浪費(fèi)。
步驟220,將分模合模,合模后的壓鑄模100中形成有型腔40和澆道30。即,將第一模10和第二模20合模,第一模10和第二模20合模后的壓鑄模100中形成有型腔40和澆道30。
具體的,分別對(duì)第一模10和第二模20進(jìn)行預(yù)熱,預(yù)熱完成后將第一模10和第二模20合模,第一模10和第二模20合模后的壓鑄模100中形成有型腔40和澆道30。
在本實(shí)施例中,所述第一模10、第二模20分別為靜模10、動(dòng)模20。通過加熱系統(tǒng)對(duì)動(dòng)模20、靜模10加熱,使動(dòng)模20和靜模10的溫度保持在200℃-250℃(低于金屬原料的熔點(diǎn)),這樣一者減少動(dòng)模20、靜模10上的水分,避免熔融金屬液進(jìn)入澆道30和型腔40內(nèi)時(shí)產(chǎn)生水蒸氣,避免壓鑄件表面因此產(chǎn)生氣泡,從而提高壓鑄件的品質(zhì);再者減緩熔融金屬液進(jìn)入到型腔40內(nèi)時(shí)的冷卻速度,減少熔融金屬液進(jìn)入型腔40內(nèi)時(shí)在型腔壁上產(chǎn)生瞬間凝固的現(xiàn)象,從而提高壓鑄件的品質(zhì)。預(yù)熱完成后,啟動(dòng)合模油缸將動(dòng)模20與靜模40合模,并將動(dòng)模20固定在靜模10上,等待壓鑄。合模后的壓鑄模100中形成有型腔40和澆道30。
在本實(shí)施例中,請(qǐng)參考圖3,步驟(1)即步驟230,將熔融原料液體壓射至澆道30、型腔40以及點(diǎn)壓孔50中,使熔融原料液體充滿澆道30、型腔40以及點(diǎn)壓孔50。
具體的,壓射油缸將預(yù)設(shè)量的熔融金屬原料液體從進(jìn)料口緩慢的壓射至澆道30和型腔40中,壓射速度為0.005-1m/s,此為壓射第一階段;當(dāng)澆道30、型腔40以及點(diǎn)壓孔50內(nèi)充滿原料液體時(shí),即達(dá)到壓射頂點(diǎn),然后增大壓射油缸的壓射壓力,增壓壓力大小為0-200T,增壓時(shí)間為1-15s,將更多的原料擠壓至澆道30和型腔40中,進(jìn)而使型腔40內(nèi)的空氣充分排出。此為壓射第二階段。第二階段的壓射壓力大于第一階段的壓射壓力。所述第一階段為從開始?jí)荷涞降竭_(dá)壓射頂點(diǎn)的過程,第二階段為從到達(dá)壓射頂點(diǎn)時(shí)增大壓射壓力并維持壓力不變的過程。其中,增壓大小和增壓時(shí)間是由壓鑄件的大小和金屬原料的特性共同決定的,在實(shí)際生產(chǎn)過程中,每一種壓鑄件的增壓時(shí)間和增壓大小是由經(jīng)驗(yàn)和不斷試驗(yàn)而得到的。
采用上述技術(shù)方案以后,預(yù)設(shè)量的熔融金屬液恰好能夠完全充滿澆道30、型腔40以及點(diǎn)壓孔50,從而節(jié)約原料,提高工作效率;壓射油缸將預(yù)設(shè)量的熔融金屬液緩慢的壓射到澆道30、型腔40內(nèi),使得熔融金屬液能夠在澆道30、型腔40內(nèi)冷卻成型,達(dá)到壓射頂點(diǎn)時(shí)壓射油缸瞬間增壓,以高壓力對(duì)型腔40內(nèi)的原料擠壓,并保持一段時(shí)間,可以進(jìn)一步將型腔40內(nèi)的空氣排除,減少壓鑄件表面或內(nèi)部產(chǎn)生氣泡,另一方面壓射油缸增壓擠壓型腔40內(nèi)原料,起到部分鍛壓效果,使其在冷卻成型過程中密度增大,提高了壓鑄件的質(zhì)量,此外,保持高壓與下一步驟相配合。
步驟(2)即步驟240,推動(dòng)增壓桿60,增壓桿60將點(diǎn)壓孔50內(nèi)預(yù)存的原料擠壓回至澆道30、型腔40中。
在本實(shí)施例中,壓射開始后,熔融金屬液從進(jìn)料口進(jìn)入主澆道,然后沿著分澆道30分別流向各個(gè)型腔40,又從型腔40內(nèi)流向外澆道33,又從外澆道33流向與外澆道33相連通的點(diǎn)壓孔50,主澆道31和分澆道32內(nèi)的熔融金屬液在流向各個(gè)型腔40的同時(shí)也流向與其相連通的各個(gè)點(diǎn)壓孔50,型腔40內(nèi)的氣體從通氣孔和點(diǎn)壓孔50內(nèi)排出,因?yàn)閴鸿T模100豎直安裝,所以熔融金屬液在澆道30內(nèi)內(nèi)緩慢的向上運(yùn)動(dòng),便于型腔40內(nèi)的氣體排除。
在本實(shí)施例中,當(dāng)壓射過程進(jìn)入第二階段0-10s后,即當(dāng)壓射油缸增壓0-10s后,既當(dāng)達(dá)到壓射頂點(diǎn)0-10s后,啟動(dòng)點(diǎn)壓油缸,點(diǎn)壓油缸驅(qū)動(dòng)增壓桿60將點(diǎn)壓孔50內(nèi)預(yù)存的原料擠壓回至澆道30、型腔40內(nèi),此過程為點(diǎn)壓過程,點(diǎn)壓壓力為0-200T,點(diǎn)壓時(shí)間為1-15s。該點(diǎn)壓過程中,點(diǎn)壓油缸高壓驅(qū)動(dòng)增壓桿60將點(diǎn)壓孔50內(nèi)預(yù)存的原料擠壓回澆道30、型腔40內(nèi),強(qiáng)大的壓力使得型腔40中的原料中疏松部分得以壓實(shí),并迫使型腔40中存留的氣泡得以從通氣孔中排出,從而使型腔40中的原料的結(jié)構(gòu)更密實(shí),從而獲得密度高、無氣泡的壓鑄件。其中,點(diǎn)壓壓力大小和點(diǎn)壓時(shí)間是由壓鑄件的大小和金屬原料的特性共同決定的,在實(shí)際生產(chǎn)過程中,每一種壓鑄件的點(diǎn)壓時(shí)間和點(diǎn)壓壓力大小是由經(jīng)驗(yàn)和不斷試驗(yàn)、計(jì)算而獲得的。
值得特別提出的是,壓射油缸增壓過程和點(diǎn)壓過程可以同步進(jìn)行;也可以在壓射油缸增壓后、但增壓并未結(jié)束時(shí),啟動(dòng)點(diǎn)壓過程;還可以在壓射油缸增壓過程結(jié)束后,再啟動(dòng)點(diǎn)壓過程。
采用上述技術(shù)方案以后,點(diǎn)壓油缸將預(yù)存的原料擠壓回澆道30內(nèi)、迫使?jié)驳?0內(nèi)的原料擠壓型腔40內(nèi)的原料,從而將澆道30、型腔40內(nèi)的空氣排除,從而將型腔40中的原料中疏松部分得以壓實(shí),起到鍛壓的效果,從而使型腔40中的原料的結(jié)構(gòu)更密實(shí),從而獲得密度高、無氣泡、應(yīng)力小的壓鑄件,此外,高壓點(diǎn)壓保持一段時(shí)間,是與壓射過程中第二階段(增壓過程)相配合,使的型腔40內(nèi)的金屬液在高壓下成型,維持密度不變,避免型腔40內(nèi)金屬液在發(fā)生物理變化的過程中產(chǎn)生不好的影響,比如氣體回流、比如金屬液變形,從而得到高質(zhì)量的壓鑄件。使得壓鑄好的壓鑄件可以進(jìn)行熱處理、燒焊、機(jī)加工等后續(xù)工藝。
壓射過程中,壓射油缸先將預(yù)設(shè)量的熔融金屬液緩慢的壓射到澆道30、型腔40和點(diǎn)壓孔50內(nèi),初步排除型腔40內(nèi)的氣體。到達(dá)壓射頂點(diǎn)時(shí),一方面壓射油缸增壓高壓擠壓型腔40內(nèi)原料,再次排除型腔40內(nèi)的氣體、增大型腔內(nèi)原料的密度;另一方面隨后啟動(dòng)點(diǎn)壓油缸,高壓驅(qū)動(dòng)增壓桿60將點(diǎn)壓孔50內(nèi)預(yù)存的原料擠壓回至澆道30和型腔40內(nèi),從而再次排除型腔40內(nèi)殘留的氣體、從而將型腔40中的原料中疏松部分得以壓實(shí),從而增大型腔40內(nèi)原料的密度。壓射油缸高壓增壓與點(diǎn)壓油缸高壓點(diǎn)壓兩者雙管齊下高壓擠壓型腔40內(nèi)原料,從而起到鍛壓的效果,使其在冷卻的過程中成型,從而大幅度增加壓鑄件的密度、大大減少壓鑄件表面和內(nèi)部的氣泡、大幅度減小壓鑄件表面應(yīng)力,從而獲得密度高、無氣泡、應(yīng)力小的、柔韌性好、力學(xué)性能好的壓鑄件,進(jìn)而使得壓鑄好的壓鑄工件可以進(jìn)行熱處理、燒焊、機(jī)加工等后續(xù)工藝。
本技術(shù)方案還有兩個(gè)重要的技術(shù)效果:
1、由于點(diǎn)壓孔50橫截面積較小,在使用同樣大的壓力推動(dòng)增壓桿60以及點(diǎn)壓孔50內(nèi)的原料擠壓回型腔40、澆道30時(shí),型腔40內(nèi)的原料所受到的壓強(qiáng)成倍或數(shù)十倍的增加,能有效的壓實(shí)原料中的疏松部分以及排出空氣;
2、在增壓桿60推動(dòng)點(diǎn)壓孔50內(nèi)的原料擠壓回型腔40、澆道30時(shí),型腔內(nèi)的原料得以擠壓流動(dòng),原料柔韌性以及力學(xué)性能得以進(jìn)一步提升,能起到鍛壓的技術(shù)效果。
步驟(3)即步驟250,待型腔40和澆道30中的原料冷卻成型后,從壓鑄模100中取出壓鑄件。
在本實(shí)施例中,完成點(diǎn)壓過程后,等待一段時(shí)間,待到澆道30和型腔40內(nèi)的原料因擠壓、冷卻完全成型后,啟動(dòng)合模油缸,將動(dòng)模20與靜模10分離,然后啟動(dòng)點(diǎn)壓油缸將壓鑄好的壓鑄件頂出,完成壓鑄過程。
特別提出的是,完成壓鑄過程后,只需更換靜模模芯11和動(dòng)模模芯21即可重復(fù)步驟220、230、240、250繼續(xù)下一壓鑄過程,提高生產(chǎn)效率。
步驟260,將壓鑄好的壓鑄工件根據(jù)需要完成后續(xù)工藝,比如熱處理,比如機(jī)加工,比如356#、6061#的牌號(hào)壓鑄,比如燒焊。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并不用于限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包括在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。