本發(fā)明涉及模具設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域，具體地說是涉及一種制備鎂合金鑄錠試樣的重力金屬型鑄造模具。

背景技術(shù)：

鑄造是一種傳統(tǒng)的熱加工工藝，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，尤其對(duì)于形狀復(fù)雜，材料難切削的零件，鑄造方法更能凸顯它的優(yōu)勢(shì)。

鎂合金密度小、導(dǎo)熱性能好、熔液態(tài)時(shí)流動(dòng)性好、澆注充型過程中易吸氣、氧化，因此所用模具要考慮整個(gè)澆鑄過程能夠均勻冷卻，盡量減少或避免鑄造縮松缺陷。

現(xiàn)有的針對(duì)鎂合金鑄錠試樣的重力金屬型鑄造模具，其澆注用的通道設(shè)置在型腔的一側(cè)，該種鑄造模具存在以下缺陷：一、液態(tài)鎂合金是從型腔的一側(cè)向型腔內(nèi)部流動(dòng)，在型腔內(nèi)傳導(dǎo)所需時(shí)間較長(zhǎng)，導(dǎo)致在整個(gè)澆鑄過程中液態(tài)鎂合金不能夠?qū)崿F(xiàn)均勻冷卻，試驗(yàn)試樣組織不一致，造成縮松等缺陷；二、第一模具和第二模具的兩端均通過螺栓連接，缺陷是定位不精確。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題提供一種制備鎂合金鑄錠試樣的重力金屬型鑄造模具，能夠從模具的中間位置向型腔的兩端同時(shí)注入液態(tài)鎂合金，傳導(dǎo)所需時(shí)間較短，在整個(gè)澆鑄過程中液態(tài)鎂合金能夠?qū)崿F(xiàn)均勻冷卻，凝固時(shí)間一致，試驗(yàn)試樣組織一致，從而盡量減少或避免縮松等缺陷。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種制備鎂合金鑄錠試樣的重力金屬型鑄造模具，包括第一模具和與第一模具相配合的第二模具，第一模具上開設(shè)有第一型腔,第二模具上開設(shè)有用于與所述第一型腔配合以構(gòu)成一個(gè)澆筑用的完整型腔的第二型腔，

所述第一型腔的內(nèi)部中間位置設(shè)有將第一型腔分隔成型腔A和型腔B的澆筑臺(tái)A，澆筑臺(tái)A上沿其長(zhǎng)度方向開設(shè)有澆筑凹槽A，第二型腔內(nèi)設(shè)有用于與澆筑臺(tái)A配合的澆筑臺(tái)B，澆筑臺(tái)B上設(shè)有用于與澆筑凹槽A配合以構(gòu)成一個(gè)澆筑通道的澆筑凹槽B，澆筑凹槽A上沿澆筑凹槽A的寬度方向開設(shè)有凹槽C，澆筑凹槽B上開設(shè)有用于與凹槽C配合以構(gòu)成一個(gè)使液態(tài)鎂合金流入第一型腔內(nèi)的通道的凹槽D，第一型腔和第二型腔在靠近澆筑通道的澆入口的一端呈開口狀；

在第一模具和第二模具閉合的狀態(tài)下，通過向澆筑通道內(nèi)澆入液態(tài)鎂合金，使液態(tài)鎂合金從所述通道同時(shí)進(jìn)入到第一型腔和第二型腔內(nèi)并均勻分散至整個(gè)型腔。

進(jìn)一步地，所述第一型腔和第二型腔的橫截面呈階梯狀，使得整個(gè)型腔的深度由底部向上逐漸變大，在液態(tài)鎂合金分散至整個(gè)型腔的狀態(tài)下，型腔的呈開口狀的一端與空氣接觸面積大，使整個(gè)型腔內(nèi)的液態(tài)鎂合金冷卻均勻。

進(jìn)一步地，所述第一模具和第二模具的一端通過螺栓連接，另一端通過銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

進(jìn)一步地，所述第一模具的一端設(shè)有一個(gè)呈方形的連接板A，其上開設(shè)有連接孔A，第二模具的一端對(duì)應(yīng)設(shè)有一個(gè)用于與連接板A相連接的連接板B，連接板B上對(duì)應(yīng)開設(shè)有一個(gè)用于與連接孔A配合連接的連接孔B。

進(jìn)一步地，所述澆筑通道的中心線與第一模具的寬度方向平行。

進(jìn)一步地，所述澆筑臺(tái)A和澆筑臺(tái)B均呈方形。

進(jìn)一步地，所述通道的數(shù)量為兩個(gè)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

1、本發(fā)明的澆注用的通道設(shè)置在模具的內(nèi)部中間位置，其優(yōu)點(diǎn)是可以從模具的中間位置向型腔的兩端同時(shí)注入液態(tài)鎂合金，傳導(dǎo)所需時(shí)間較短，在整個(gè)澆鑄過程中液態(tài)鎂合金能夠?qū)崿F(xiàn)均勻冷卻，凝固時(shí)間一致，試驗(yàn)試樣組織一致，從而盡量減少或避免縮松等缺陷。

2、本發(fā)明的第一模具和第二模具的一端通過銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，另一端通過螺栓連接，其優(yōu)點(diǎn)是定位更加精確。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中的第一模具和第二模具閉合后的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2的A-A向剖視圖。

圖中標(biāo)記：1、第一模具，101、第一型腔，101-1、型腔A，101-2、型腔B，102、澆筑臺(tái)A，102-1、澆筑凹槽A，102-2、凹槽C，103、連接板A，104、澆入口，2、第二模具，201、第二型腔，202、澆筑臺(tái)B，202-1、澆筑凹槽B，202-2、凹槽D。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

如圖所示，一種制備鎂合金鑄錠試樣的重力金屬型鑄造模具，包括第一模具1和與第一模具1相配合的第二模具2，第一模具1和第二模具2的一端通過螺栓連接，另一端通過銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接。第一模具1上開設(shè)有第一型腔101,第二模具2上開設(shè)有第二型腔201，第一型腔101與第二型腔201配合以構(gòu)成一個(gè)用于向其內(nèi)部澆注液態(tài)鎂合金的型腔，第一型腔101和第二型腔201的橫截面呈階梯狀，使得整個(gè)型腔的深度由底部向上逐漸變大，第一型腔101和第二型腔201的斜度為1:10～1:12，在液態(tài)鎂合金分散至整個(gè)型腔的狀態(tài)下，型腔的呈開口狀的一端與空氣接觸面積大，使整個(gè)型腔內(nèi)的液態(tài)鎂合金冷卻均勻。

第一型腔101的內(nèi)部中間位置設(shè)有澆筑臺(tái)A102，澆筑臺(tái)A將第一型腔101分隔成型腔A101-1和型腔B101-2兩部分，澆筑臺(tái)A102的上端面與第一模具1的上端面平齊，澆筑臺(tái)A102上沿其長(zhǎng)度方向開設(shè)有澆筑凹槽A102-1，第二型腔201內(nèi)設(shè)有用于與澆筑臺(tái)A102配合的澆筑臺(tái)B202，澆筑臺(tái)B202上設(shè)有澆筑凹槽B202-1，澆筑凹槽A與澆筑凹槽B配合以構(gòu)成一個(gè)澆筑通道，澆筑通道的橫截面呈圓形，澆筑通道的中心線與第一模具1的寬度方向平行。澆筑臺(tái)A102和澆筑臺(tái)B均呈方形。

澆筑凹槽A102-1上沿澆筑凹槽A102-1的寬度方向開設(shè)有兩個(gè)凹槽C102-2，澆筑凹槽B202-1上對(duì)應(yīng)開設(shè)有兩個(gè)用于與凹槽C102-2配合以構(gòu)成用于將液態(tài)鎂合金流入第一型腔101內(nèi)的通道的凹槽D202-2，第一型腔101和第二型腔201在靠近澆筑通道的澆入口104的一端呈開口狀。

通過使第一模具1圍繞銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使第一模具1和第二模具2閉合，然后向澆筑通道內(nèi)澆入液態(tài)鎂合金，使液態(tài)鎂合金從所述通道同時(shí)進(jìn)入到第一型腔101-1和第二型腔101-2內(nèi)并均勻分散至整個(gè)型腔。

第一模具1的一端設(shè)有一個(gè)呈方形的連接板A103，其上開設(shè)有連接孔A，第二模具2的一端對(duì)應(yīng)設(shè)有一個(gè)用于與連接板A相連接的連接板B，連接板B上對(duì)應(yīng)開設(shè)有一個(gè)用于與連接孔A配合連接的連接孔B。

第一模具1的另一端設(shè)有兩個(gè)連接板C，連接板C上開設(shè)有連接孔C，第二模具2的另一端對(duì)應(yīng)設(shè)有一個(gè)用于與兩個(gè)連接板C相配合的連接板D，連接板C上開設(shè)有連接孔C，連接板D上對(duì)應(yīng)開設(shè)有用于與連接孔C配合的連接孔D，通過在連接孔C和連接孔D內(nèi)穿入銷軸，以使第二模具2可以沿銷軸繞第一模具1轉(zhuǎn)動(dòng)。

其工作原理為：模具鑄造而成，分為兩部分，即第一模具和第二模具，為了鎂合金液態(tài)受熱均勻、凝固時(shí)間一致，試驗(yàn)試樣組織一致，模具的通道設(shè)置在模具中間位置，第一模具和第二模具的一端通過轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接，第一模具和第二模具的另一端通過螺栓連接，通過螺栓固定后兩個(gè)連接部件可以相互轉(zhuǎn)動(dòng)，第一模具和第二模具圍繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)模具開啟或閉合。澆注液態(tài)鎂合金前，第一模具和第二模具一端通過繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)以閉合，另外一端通過螺栓擰緊，使得模具形成一個(gè)完整的模腔。開始澆筑時(shí)，將本發(fā)明按照澆筑通道入口朝上的方式放置，然后將液態(tài)鎂合金澆注于模具中，均勻分散到模具的空腔中。澆注完成并冷卻后，通過松開螺栓，前后部分隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)兩部分打開，取出鎂合金試驗(yàn)鑄錠。

為了提高合金的綜合性能，通過適當(dāng)?shù)墓倘?、時(shí)效熱處理工藝，以實(shí)現(xiàn)合金固溶和析出強(qiáng)化效果。在進(jìn)行熱處理前，應(yīng)將所得的鑄錠按照取樣部位，切割加工成等厚薄塊，每塊厚約20mm。

制備該試樣的過程如下：因金屬型導(dǎo)熱性較好，鑄件極易產(chǎn)生冷隔、澆不到、氣孔等鑄造缺陷，故澆注前必須預(yù)熱。預(yù)熱溫度根據(jù)鎂合金材質(zhì)確定，所述模具預(yù)熱溫度為150～300℃。熔煉過程中，感應(yīng)爐以大功率12～16kW進(jìn)行快速加熱，在預(yù)熱坩堝中加入鎂錠，同時(shí)通入1%的SF6和99%的CO2的混合氣體進(jìn)行保護(hù)。為減少合金元素的燒損，鎂錠完全熔化后再加入中間合金。待所有爐料完全熔化后，調(diào)整感應(yīng)爐功率，以小功率6～8KW進(jìn)行緩慢加熱，等熔液溫度升至780℃時(shí)，停止加熱，靜置，澆注。澆注時(shí)應(yīng)先慢速，使熔液平穩(wěn)地充滿模具底部；此后避免熔液溫度降低過快，可加快澆注速度，有助于補(bǔ)縮；最后再慢澆注。在熔煉過程中，應(yīng)有保護(hù)氣體保護(hù)，防止熔液氧化和燃燒。

本發(fā)明的目的是改善目前相關(guān)鎂合金模具設(shè)計(jì)不足的現(xiàn)狀，目前在研究鎂合金鑄造模具的制造方法中，沒有找到相關(guān)較好的模具。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、易于加工制造，鑄造缺陷少，適用于中、小鑄造企業(yè)，鑄件尺寸較小、結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜的鎂合金鑄件試樣的生產(chǎn)。

均勻化處理的目的是消除鑄造組織偏析，均勻化學(xué)成分，而均勻成分必須通過擴(kuò)散來進(jìn)行。