用于合金热裂敏感系数及流动性测试的压铸模具的制作方法

本发明涉及合金铸造性能测试技术和模具设计制造领域，具体地，涉及一种用于合金热裂敏感系数及流动性测试的压铸模具。

背景技术：

热裂是铸件在铸造过程中严重的铸造缺陷，一般发生在液相分数较低的凝固最后阶段，合金熔体在凝固过程中，液相逐渐减少，液相呈薄膜状分布在晶间，凝固过程中的凝固收缩力以及变形时易产生枝晶分离，导致微孔和裂纹的产生。同时，流动性是合金铸造性能最重要的指标之一，决定了合金熔体在铸造过程中的充型能力。近年来，随着对热裂研究的不断深入，研究人员设计了一些定性或半定量表征热裂的测试装置，主要有临界长度法(如图2所示)和临界直径法(如图3所示)等。然而这些装置大部分只能适用于重力金属型铸造，铸造过程中工艺参数不能精准的控制，误差较大，导致实验结果的可对比性差。

此外，上述装置在每次实验过程中只能检测合金的热裂敏感性，功能单一，流动性的检测还需要借助于其他装置，不利于节省时间和提高工作效益，且热裂敏感性可测试范围也存在一定的局限性。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于合金热裂敏感系数及流动性测试的压铸模具。

根据本发明提供的用于合金热裂敏感系数及流动性测试的压铸模具，包括：料饼1、横浇道2、流动性试棒3、多根长短不一的热裂棒4以及与对应热裂棒4外端相连接的多个相同半径的热裂球5；所述料饼1位于横浇道2的一侧，所述流动性试棒3、多根长短不一的热裂棒4设置于横浇道2的另一侧。

优选地，包括五根长短不一的热裂棒4以及分别与对应热裂棒4外端相连接的五个相同半径的热裂球5。

优选地，所述热裂棒4呈圆柱体，五根热裂棒4按照从短到长的顺序依次垂直设置在横浇道2的一侧。

优选地，所述流动性试棒3设置在热裂棒4之间，所述流动性试棒3包括多个竖向延伸的矩形方波，且每个方波横向与竖向的外连接面以圆弧段过渡，每个横向与竖向的内连接面以直角过渡。

优选地，所述流动性试棒3还设置有拔模斜度，设置拔模斜度后的截面为等腰梯形。

优选地，横浇道2的长度为360mm、宽度为20mm。

优选地，流动性试棒3设置在距横浇道2左端面161mm的位置，流动性试棒3的截面形状为矩形，截面宽度为6mm，增加拔模斜度后为等腰梯形，梯形的高为3～4mm；流动性试棒3各方波横向部分的试棒长度为100mm，竖向部分的总长度为286mm；横向部分与竖向部分之间外连接面以半径为3mm的四分之一圆弧过渡，内连接面以直角过渡；热裂棒4均为直径是9.5mm的圆柱体；从左至右，五根热裂棒4长度分别为51mm、89mm、127mm、165mm、203mm；在流动性试棒3左侧分布有两根热裂棒4，流动性试棒3右侧分布有三根热裂棒4，最左边的热裂棒4距横浇道2左端面为40mm，最右边的热裂棒4距横浇道2右端面为40mm；其中，长度为89mm与127mm的热裂棒4与流动性试棒3分别相距83mm。

优选地，所述热裂球5均为半径是9.5mm的球体，所述热裂球5设置在热裂棒4的顶端，且所述热裂球5的横向分布与热裂棒4一致。

优选地，合金熔体在充型过程中，铸件的流动性试棒3长短能够检测合金的流动性高低，流动性试棒的长度与合金的流动性能呈正相关关系。

优选地，裂纹开始形成时的热裂棒4长短反映了合金的热裂敏感性，热裂棒4长度与合金的热裂敏感性呈负相关关系。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明提供的用于合金热裂敏感系数及流动性测试的压铸模具解决了传统热裂测试装置只能适用于重力金属型铸造的局限，可以成功的应用于压力铸造过程中，合金熔体在压力铸造过程中的工艺参数都可以通过压铸机达到精准的控制，可重复操作性强；对于不同成分的合金，通过控制压力铸造过程中相同的工艺参数，可以比较其流动性和热裂敏感性的高低。

2、本发明提供的用于合金热裂敏感系数及流动性测试的压铸模具通过分析在相同压铸条件下流动性试棒的长度和热裂开始形成时的热裂棒长度，可以比较不同合金之间流动性以及热裂敏感性的好坏，实验结果的可对比性好；此外还可以同时检测合金流动性和热裂敏感性；热裂棒数目的增加能够扩大热裂敏感性的可测试范围。

3、本发明提供的用于合金热裂敏感系数及流动性测试的压铸模具结构简单，设计合理，操作方便，测试效果明显。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明提供的用于合金热裂敏感系数及流动性测试的压铸模具的结构示意图；

图2为临界长度法重力铸造模具示意图；

图3为临界直径法重力铸造模具示意图。

图中：

1-料饼；

2-横浇道；

3-流动性试棒；

4-热裂棒；

5-热裂球。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

根据本发明提供的用于合金热裂敏感系数及流动性测试的压铸模具，包括料饼1、横浇道2、流动性试棒3、多根长短不一的热裂棒4以及与对应热裂棒相连接的多个相同半径的热裂球5。

具体地，如图1所示，铸件的横浇道2长度为360mm、宽度为20mm；流动性试棒3分布在距横浇道2左端面161mm的位置，截面形状为矩形，宽度为6mm，增加拔模斜度后为等腰梯形(拔模斜度的设计是为了方便于压铸件的顶出，每边的拔模角度一般设计为1度，是模具设计中一种常见的结构优化方式。)，梯形的高为3-4mm，流动性试棒3各方波横向部分的试棒长度为100mm，竖向部分的总长度为286mm，横向与竖向之间外连接面以半径为3mm的四分之一圆弧过渡，内连接面垂直过渡，相邻横向部分的垂直距离为10mm；五根热裂棒4竖直向上，都是直径为9.5mm的圆柱体，从左至右，热裂棒4长度由51mm依次增加38mm直至203mm，在流动性试棒3左侧分布有两根，右侧分布有三根，彼此之间的距离为38mm，最左边的热裂棒4距横浇道2左端面为40mm，最右边的热裂棒4距横浇道2右端面为40mm，长度为89mm与127mm的热裂棒4与流动性试棒3相距83mm；五个热裂球5都是半径为9.5mm的球体，分布在热裂棒4顶端，所述热裂球5的横向分布与热裂棒4一致。

合金熔体在压力铸造过程中的工艺参数都可以通过压铸机达到精准的控制，可重复操作性强，对于不同成分的合金，通过控制压力铸造过程中相同的工艺参数，可以比较其流动性和热裂敏感性的高低。

合金熔体在充型过程中，铸件的流动性试棒3长短可以检测合金的流动性高低，流动性试棒的长度越长，表明该合金的流动性能越好。

热裂棒4与热裂球5连接处由于横截面积发生变化会产生凝固收缩应力，热裂棒4越长，连接处的收缩应力越大，也就更容易形成裂纹，裂纹开始形成时的热裂棒4长短直接反映了合金的热裂敏感性，热裂棒4越长，合金的热裂敏感性越低。

对压铸成型的铸件进行定性分析，相同条件下铸件的流动性试棒越长，该合金的流动性越好，充型能力强，更容易获得形状完整，轮廓清晰的铸件。同样，热裂形成时的热裂棒越长，表明该合金热裂敏感性越低，在铸造过程中产生热裂的可能性较低。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。