一种适用于压力铸造工艺的梯度复合压头装置制造方法
【专利摘要】一种适用于压力铸造工艺的梯度复合压头装置，涉及一种适合于在压力铸造工艺中提供分级压力的压头装置。所述复合压头装置由第一压头、第二压头和弹簧三部分组成；第一压头的上端面开有凹槽，下端面开有与凹槽相连通的通孔；第二压头的纵截面为T型，第二压头的下端插于第一压头的通孔中，上端插于第一压头的凹槽中；弹簧套于第二压头下端并位于凹槽内。本实用新型是针对液态合金、半固态合金的压力成型而设计的梯度复合压头。通过复合压头结构，实现了在加压过程的后期，使型腔中心部位进一步得到增强的压力，从而有效地减少型腔心部的铸造缺陷。
【专利说明】—种适用于压力铸造工艺的梯度复合压头装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种适合于在压力铸造工艺中提供分级压力的压头装置。
【背景技术】
[0002]在液态金属成型过程中，有时需要使合金液在压力下成型。压力下成型的好处是可以减少缩孔、缩松等铸造缺陷，获得致密显微组织。常用的压铸、挤压铸造、液态模锻工艺等都是利用了液态金属在压力下成型的原理。
[0003]在半固态(压力)铸造、挤压铸造、流变(压力)铸造过程中，为将一定的压力传递到液态合金液中，都需要一定形状的压头。压头与模具配合，将液态合金封闭，并通过压头将压力传递给液态合金液，从而实现合金液在压力下凝固，获得致密的组织和更好的性能。
[0004]压力成型的最基本条件是要有一个型腔，以及一个压头。型腔内呈装金属液，压头用来封闭型腔，并传递外来(一般来自压力机)的压力。型腔和压头一般均由金属制成，本身能承受和传递很高的压力。
[0005]传统的压力头是整体的，只能固定地传递来自外面的压力。如图1所示的简单的压头，往往会存在这样的不足:当型腔中靠近四壁的金属液由于温度降低比较快而凝固时，凝固的部分就会产生很大的抗力，抵触压头的压力，从而造成型腔心部未凝固部分得不到继续的压力，因而在心部仍然产生缩孔、缩松等铸造缺陷。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的是提供一种适用于压力铸造工艺的梯度复合压头装置，通过复合压头结构，实现了在加压过程的后期，使型腔中心部位进一步得到增强的压力，从而有效地减少型腔心部的铸造缺陷。
[0007]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
[0008]一种适用于压力铸造工艺的梯度复合压头装置，由第一压头、第二压头和弹簧三部分组成。所述第一压头的上端面开有凹槽，下端面开有与凹槽相连通的通孔；所述第二压头的纵截面为T型，第二压头的下端插于第一压头的通孔中，上端插于第一压头的凹槽中；所述弹簧套于第二压头下端并位于凹槽内。
[0009]初始阶段，施加的压力通过弹簧的传递，加载在合金液整体上；随着压力的增加，弹簧开始被压缩，第二压头与第一压头开始有明显的相对运动，第二压头将逐渐探出第一压头的底端，从而对合金液中心部位产生额外的压力；当压力进一步增加，弹簧被进一步压缩，第二压头与第一压头的相对运动距离变大，此时第二压头对型腔中心部位合金的压缩作用进一步增强，增压的作用更加明显；当弹簧完全压缩，以至于到弹簧各级螺旋完全相接触时，此时第二压头与第一压头的相对运动已不存在，二者又相当于变成一个整体，共同对合金液(大部分已凝固)产生保压的作用。
[0010]本实用新型是针对液态合金、半固态合金的压力成型而设计的梯度复合压头。具有如下优点:
[0011]1、对比于简单的压头来说，具有加压过程中可以自动对型腔心部实行附加增压的作用，促进型腔心部的致密化。
[0012]2、与可以实现类似作用的多级油压缸来说，具有结构简单、造价低廉、适用场合广泛等优点。
[0013]3、本梯度复合压头可以用在任何通用压力机上使用。
[0014]4、由于存在可以相对运动的两级压头，可以兼顾整体压力和型腔心部压力的分配，因而可以有效地解决型腔心部铸造缺陷的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为传统模具与压头示意图；
[0016]图2为本实用新型复合压头与模具示意图；
[0017]图3为第一压头的结构示意图；
[0018]图4为第二压头的结构示意图；
[0019]图5为弹簧的结构示意图；
[0020]图6为加压初始状态；
[0021]图7为加压到最终状态；
[0022]图中:1-压头,2-合金液,3-模具,4-第一压头,5-第二压头,6-弹簧,7-凹槽，8_通孔。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步的说明，但并不局限如此，凡是对本实用新型技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的保护范围中。
[0024]【具体实施方式】一:本实施方式提供了一种适用于合金熔体压力成型的复合压头结构，其目的是使受压的型腔心部也得到密实的组织。
[0025]如图2-5所示，复合压头主要由第一压头4、第二压头5和弹簧6三部分组成。所述第一压头4的上端面开有凹槽7，下端面开有与凹槽7相连通的通孔8 ;所述第二压头5的纵截面为T型，第二压头5的下端插于通孔8中，上端插于凹槽5中；所述弹簧6套于第二压头5下端并位于凹槽7内。
[0026]本实施方式中，凹槽7的横截面大于通孔8的横截面。
[0027]本实施方式中，弹簧6刚度一般很大，针对不同的试验场合，一般要定制一定刚度要求的弹簧。
[0028]本实施方式的梯度压头组合起来如图2所示。下面描述其工作中的两种工作状态和动作关系。
[0029]如图6所示，在加压的初始状态，弹簧6已传递压力，但未有明显变形，此时第二压头5的底部端部与第一压头4的底部基本持平；当所加压力增大到一定程度时，弹簧6发生明显变形，此时第二压头5的底部已经开始突出超出第一压头4的底部；当压力进一步增大，乃至使弹簧6被完全压缩，如图7所示，此时第二压头5的底部突出到最大程度，突出长度为λ。此后再进一步加大压力，第一压头4、第二压头5的相对位置不再变化。这时相当于到达压力成型的结束，型腔内的合金液已凝固完毕。
[0030] 【具体实施方式】二:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是，实现类似的功能可以通过多级油压缸来实现。油压缸可有多级复合压头，在加压过程中二级压头可以从一级压头中伸出，实现在小面积上进一步增压的目的。但其结构复杂，成本高昂，属复杂机构。
【权利要求】
1.一种适用于压力铸造工艺的梯度复合压头装置，其特征在于所述复合压头装置由第一压头、第二压头和弹簧三部分组成，其中:第一压头的上端面开有凹槽，下端面开有与凹槽相连通的通孔；第二压头的纵截面为T型，第二压头的下端插于第一压头的通孔中，上端插于第一压头的凹槽中；弹簧套于第二压头下端并位于凹槽内。
2.根据权利要求1所述的适用于压力铸造工艺的梯度复合压头装置，其特征在于所述凹槽的横截面大于通孔的横截面。
【文档编号】B22D18/02GK204122728SQ201420446669
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年8月9日 优先权日:2014年8月9日
【发明者】邢大伟 申请人:哈尔滨工业大学