一种制备镁合金铸锭试样的重力金属型铸造模具的制作方法

本发明涉及模具设计制造领域，具体地说是涉及一种制备镁合金铸锭试样的重力金属型铸造模具。

背景技术：

铸造是一种传统的热加工工艺，经济实用，尤其对于形状复杂，材料难切削的零件，铸造方法更能凸显它的优势。

镁合金密度小、导热性能好、熔液态时流动性好、浇注充型过程中易吸气、氧化，因此所用模具要考虑整个浇铸过程能够均匀冷却，尽量减少或避免铸造缩松缺陷。

现有的针对镁合金铸锭试样的重力金属型铸造模具，其浇注用的通道设置在型腔的一侧，该种铸造模具存在以下缺陷：一、液态镁合金是从型腔的一侧向型腔内部流动，在型腔内传导所需时间较长，导致在整个浇铸过程中液态镁合金不能够实现均匀冷却，试验试样组织不一致，造成缩松等缺陷；二、第一模具和第二模具的两端均通过螺栓连接，缺陷是定位不精确。

技术实现要素：

本发明的目的在于，为解决现有技术中存在的问题提供一种制备镁合金铸锭试样的重力金属型铸造模具，能够从模具的中间位置向型腔的两端同时注入液态镁合金，传导所需时间较短，在整个浇铸过程中液态镁合金能够实现均匀冷却，凝固时间一致，试验试样组织一致，从而尽量减少或避免缩松等缺陷。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种制备镁合金铸锭试样的重力金属型铸造模具，包括第一模具和与第一模具相配合的第二模具，第一模具上开设有第一型腔,第二模具上开设有用于与所述第一型腔配合以构成一个浇筑用的完整型腔的第二型腔，

所述第一型腔的内部中间位置设有将第一型腔分隔成型腔A和型腔B的浇筑台A，浇筑台A上沿其长度方向开设有浇筑凹槽A，第二型腔内设有用于与浇筑台A配合的浇筑台B，浇筑台B上设有用于与浇筑凹槽A配合以构成一个浇筑通道的浇筑凹槽B，浇筑凹槽A上沿浇筑凹槽A的宽度方向开设有凹槽C，浇筑凹槽B上开设有用于与凹槽C配合以构成一个使液态镁合金流入第一型腔内的通道的凹槽D，第一型腔和第二型腔在靠近浇筑通道的浇入口的一端呈开口状；

在第一模具和第二模具闭合的状态下，通过向浇筑通道内浇入液态镁合金，使液态镁合金从所述通道同时进入到第一型腔和第二型腔内并均匀分散至整个型腔。

进一步地，所述第一型腔和第二型腔的横截面呈阶梯状，使得整个型腔的深度由底部向上逐渐变大，在液态镁合金分散至整个型腔的状态下，型腔的呈开口状的一端与空气接触面积大，使整个型腔内的液态镁合金冷却均匀。

进一步地，所述第一模具和第二模具的一端通过螺栓连接，另一端通过销轴转动连接。

进一步地，所述第一模具的一端设有一个呈方形的连接板A，其上开设有连接孔A，第二模具的一端对应设有一个用于与连接板A相连接的连接板B，连接板B上对应开设有一个用于与连接孔A配合连接的连接孔B。

进一步地，所述浇筑通道的中心线与第一模具的宽度方向平行。

进一步地，所述浇筑台A和浇筑台B均呈方形。

进一步地，所述通道的数量为两个。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明的浇注用的通道设置在模具的内部中间位置，其优点是可以从模具的中间位置向型腔的两端同时注入液态镁合金，传导所需时间较短，在整个浇铸过程中液态镁合金能够实现均匀冷却，凝固时间一致，试验试样组织一致，从而尽量减少或避免缩松等缺陷。

2、本发明的第一模具和第二模具的一端通过销轴转动连接，另一端通过螺栓连接，其优点是定位更加精确。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为图1中的第一模具和第二模具闭合后的结构示意图。

图3为图2的A-A向剖视图。

图中标记：1、第一模具，101、第一型腔，101-1、型腔A，101-2、型腔B，102、浇筑台A，102-1、浇筑凹槽A，102-2、凹槽C，103、连接板A，104、浇入口，2、第二模具，201、第二型腔，202、浇筑台B，202-1、浇筑凹槽B，202-2、凹槽D。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图所示，一种制备镁合金铸锭试样的重力金属型铸造模具，包括第一模具1和与第一模具1相配合的第二模具2，第一模具1和第二模具2的一端通过螺栓连接，另一端通过销轴转动连接。第一模具1上开设有第一型腔101,第二模具2上开设有第二型腔201，第一型腔101与第二型腔201配合以构成一个用于向其内部浇注液态镁合金的型腔，第一型腔101和第二型腔201的横截面呈阶梯状，使得整个型腔的深度由底部向上逐渐变大，第一型腔101和第二型腔201的斜度为1:10～1:12，在液态镁合金分散至整个型腔的状态下，型腔的呈开口状的一端与空气接触面积大，使整个型腔内的液态镁合金冷却均匀。

第一型腔101的内部中间位置设有浇筑台A102，浇筑台A将第一型腔101分隔成型腔A101-1和型腔B101-2两部分，浇筑台A102的上端面与第一模具1的上端面平齐，浇筑台A102上沿其长度方向开设有浇筑凹槽A102-1，第二型腔201内设有用于与浇筑台A102配合的浇筑台B202，浇筑台B202上设有浇筑凹槽B202-1，浇筑凹槽A与浇筑凹槽B配合以构成一个浇筑通道，浇筑通道的横截面呈圆形，浇筑通道的中心线与第一模具1的宽度方向平行。浇筑台A102和浇筑台B均呈方形。

浇筑凹槽A102-1上沿浇筑凹槽A102-1的宽度方向开设有两个凹槽C102-2，浇筑凹槽B202-1上对应开设有两个用于与凹槽C102-2配合以构成用于将液态镁合金流入第一型腔101内的通道的凹槽D202-2，第一型腔101和第二型腔201在靠近浇筑通道的浇入口104的一端呈开口状。

通过使第一模具1围绕销轴转动，使第一模具1和第二模具2闭合，然后向浇筑通道内浇入液态镁合金，使液态镁合金从所述通道同时进入到第一型腔101-1和第二型腔101-2内并均匀分散至整个型腔。

第一模具1的一端设有一个呈方形的连接板A103，其上开设有连接孔A，第二模具2的一端对应设有一个用于与连接板A相连接的连接板B，连接板B上对应开设有一个用于与连接孔A配合连接的连接孔B。

第一模具1的另一端设有两个连接板C，连接板C上开设有连接孔C，第二模具2的另一端对应设有一个用于与两个连接板C相配合的连接板D，连接板C上开设有连接孔C，连接板D上对应开设有用于与连接孔C配合的连接孔D，通过在连接孔C和连接孔D内穿入销轴，以使第二模具2可以沿销轴绕第一模具1转动。

其工作原理为：模具铸造而成，分为两部分，即第一模具和第二模具，为了镁合金液态受热均匀、凝固时间一致，试验试样组织一致，模具的通道设置在模具中间位置，第一模具和第二模具的一端通过转轴可转动地连接，第一模具和第二模具的另一端通过螺栓连接，通过螺栓固定后两个连接部件可以相互转动，第一模具和第二模具围绕转轴转动以实现模具开启或闭合。浇注液态镁合金前，第一模具和第二模具一端通过绕转轴转动以闭合，另外一端通过螺栓拧紧，使得模具形成一个完整的模腔。开始浇筑时，将本发明按照浇筑通道入口朝上的方式放置，然后将液态镁合金浇注于模具中，均匀分散到模具的空腔中。浇注完成并冷却后，通过松开螺栓，前后部分随转轴转动两部分打开，取出镁合金试验铸锭。

为了提高合金的综合性能，通过适当的固溶、时效热处理工艺，以实现合金固溶和析出强化效果。在进行热处理前，应将所得的铸锭按照取样部位，切割加工成等厚薄块，每块厚约20mm。

制备该试样的过程如下：因金属型导热性较好，铸件极易产生冷隔、浇不到、气孔等铸造缺陷，故浇注前必须预热。预热温度根据镁合金材质确定，所述模具预热温度为150～300℃。熔炼过程中，感应炉以大功率12～16kW进行快速加热，在预热坩埚中加入镁锭，同时通入1%的SF6和99%的CO2的混合气体进行保护。为减少合金元素的烧损，镁锭完全熔化后再加入中间合金。待所有炉料完全熔化后，调整感应炉功率，以小功率6～8KW进行缓慢加热，等熔液温度升至780℃时，停止加热，静置，浇注。浇注时应先慢速，使熔液平稳地充满模具底部；此后避免熔液温度降低过快，可加快浇注速度，有助于补缩；最后再慢浇注。在熔炼过程中，应有保护气体保护，防止熔液氧化和燃烧。

本发明的目的是改善目前相关镁合金模具设计不足的现状，目前在研究镁合金铸造模具的制造方法中，没有找到相关较好的模具。

本发明结构简单、生产成本低、易于加工制造，铸造缺陷少，适用于中、小铸造企业，铸件尺寸较小、结构相对复杂的镁合金铸件试样的生产。

均匀化处理的目的是消除铸造组织偏析，均匀化学成分，而均匀成分必须通过扩散来进行。