一种合金压铸成形用高真空模具的制作方法

本发明涉及压铸成形加工技术领域，具体为一种合金压铸成形用高真空模具。

背景技术：

自20世纪初，压铸技术广泛应用于工业生产，并得到了迅猛发展。随着对压铸件质量需求的不断提高，新工艺和新技术不断的应用于压铸机上，例如，为了改善压铸件内部的气孔、缩孔、缩松，发展出真空压铸技术。传统的压铸技术是在压铸机合模后便压射充入金属液体，真空压铸技术则是在模具闭合充入金属熔液之前，对模具型腔进行抽真空，从而减少铸件中的气孔缺陷，质量得以提升。但目前的真空压铸技术中所指的真空度往往在几十千帕，而专利CN102642007A所报道的真空压铸模具的真空度也只有5千帕，存在真空度低的缺点，导致这一现象的主要原因就是压铸模具的真空口设置不合理，传统的真空口主要针对型腔进行抽取真空，而顶针与动模型腔、动模仁的缝隙则会导致真空度的急剧降低。密封性能难以满足高真空度的要求，密封结构不合理，由于顶杆要在动模板中运动，因而他们之间的密封更为重要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种合金压铸成形用高真空模具，该模具的顶杆和动模板通过多级密封实现高效密封。通过在模角和定模型腔(动模型腔)上接通两路真空管道，连接到高真空机组上，获得高真空环境。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种合金压铸成形用高真空模具，该模具包括动模和定模两部分，所述动模部分包括动模型腔、动模仁、模角、顶针固定板、顶针垫板、顶杆和动模板；所述动模仁位于动模型腔中；所述定模部分包括定模型腔、定模仁和浇口套；所述定模仁位于定模型腔中，合模后，定模型腔与动模型腔通过密封元件密封，动模仁和定模仁之间形成铸件型腔；

所述动模部分中，模角的两侧分别安装在动模型腔和动模板上，顶杆的一端伸入动模板内，顶杆的另一端固定在顶针垫板中；顶针垫板与动模型腔之间设置顶针固定板，顶针固定板与动模型腔之间安装顶针回位弹簧；所述顶针固定板上固定有顶针，顶针的前端伸入动膜仁中，并与铸件型腔的位置相对应。

该模具还设有模具真空口和动模真空口，所述模具真空口设于定模型腔或动模型腔内的集中排气块上，所述动模真空口设于模角上。

该模具还设有压射机构，用于向铸件型腔中压入合金熔体，包括压室和压射杆，压室的上部设有浇口，用于合金熔体的浇入；压室的浇口处位于密闭的腔室中，压射杆能在压室内移动并将浇入其内的合金熔体压入铸件型腔内；压室的入料端与压射杆之间通过橡胶圈实现密封。

所述定模部分中，定模型腔安装在定模安装板上，所述压射机构的压室的出料端伸入定模安装板，浇口套设于定模型腔中；所述铸件型腔的进料端连通到浇口套，浇口套连通到压室的出料端，铸件型腔另一端通过模具真空口接通真空管路。

所述动模部分中，顶杆和动模板之间进行多级密封，具体为：顶杆上套装多个“O”型密封圈，“O”型密封圈之间设置楔形圈，靠外侧的“O”型密封圈向其外侧方向依次设置平垫圈和压板。

所述动模型腔和模角、模角和动模板之间分别通过密封元件进行密封；定模型腔与定模安装板之间通过密封元件进行密封。压室入料端与压射杆之间通过橡胶圈实现密封。

所述密封元件为“O”型密封圈，密封元件需要放置于相应尺寸的凹槽中，另一面是平面，通过两个部件的压紧实现密封。

本发明用于高真空压铸工艺生产，适用于Zr基非晶合金、Ti基非晶合金、Fe基非晶合金、Ni基非晶合金、Al基非晶合金、Mg基非晶合金或Cu基非晶合金等非晶合金压铸件的成形，也适用于Al合金、Mg合金、Zn合金、Cu合金和Ti合金等传统的晶态压铸材料的压铸成形，应用范围广泛。

本发明设计原理如下：

本发明中，顶杆、动模板、模角、动模型腔、定模型腔和定模安装板之间通过密封元件进行密封，动模部分和定模部分合模后，以及压室和浇注口都置于密封环境下获得密闭的腔体。顶杆和动模板通过多级密封实现高效密封。通过在模角和定模型腔(或者动模型腔)上接通两路真空管道，连接到高真空机组上，因而顶针与动模仁、动模腔室结合孔都作为了铸件型腔的排气通道，极大提高铸件型腔的真空度，获得高真空环境。本发明主要用于高真空压铸工艺生产，模具型腔的真空压力能够降低至10^-3Pa，达到极高真空水平，极大的防止气孔的产生，提高了产品质量和合格率，适用于所有压铸零部件的生产和制备，应用范围广泛。

本发明具有以下优点和有益效果：

1、本发明中在模角出设置抽真空管路，有效防止顶针板处密闭腔体中气体对铸件型腔真空度的影响。

2、顶杆和动模板采用多级密封结构，有效提高密闭性。

3、顶针与动模仁、动模腔室结合孔都作为了铸件型腔的排气通道，极大提高铸件型腔的真空度。

4、本发明主要用于高真空条件下的压铸成形，通过改进密封结构、合理设置抽真空位置以及真空管道，实现极高的真空度，有效提高压铸件质量。

附图说明

图1为本发明高真空模具结构示意图；其中(b)为(a)中圆圈部分结构放大图。

其中：1-定模具安装板、2-定模型腔、3-定模仁、4-定模具真空口、5-动模型腔、6-模角、7-动模真空口、8-动模板、9-顶杆、10-顶针压板垫板、11-顶针固定板、12-顶针回位弹簧、13-顶针、14-动模仁、15-密封元件、16-铸件型腔、17-浇口套、18-压室、19-浇口、20-“O”型密封圈、21-楔形圈、22-平垫圈、23-压板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细描述，但是应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

如图1所示，高真空模具主要包括动模和定模两大部分，其中：

所述动模部分包括动模型腔5、动模仁14、模角6、顶针固定板11、顶针垫板10、顶杆9和动模板8；所述动模仁14位于动模型腔5中；所述定模部分包括定模型腔2、定模仁3和浇口套17；所述定模仁3位于定模型腔2中，合模后，定模型腔2与动模型腔5通过密封元件15密封，动模仁14和定模仁3之间形成铸件型腔16。

该模具还设有压射机构，用于向铸件型腔16中压入合金熔体，包括压室18和压射杆，压室18的上部设有浇口19，用于合金熔体的浇入；压室18的浇口19处位于密闭的腔室中，压射杆能在压室18内移动并将浇入其内的合金熔体压入铸件型腔16内；压室18的入料端与压射杆之间通过橡胶圈实现密封。

所述定模部分中，定模型腔2安装在定模安装板1上，所述压射机构的压室18的出料端伸入定模安装板1，浇口套17设于定模型腔2中；所述铸件型腔16的进料端连通到浇口套17，浇口套17连通到压室18的出料端，铸件型腔16另一端通过模具真空口4接通真空管路。

所述动模部分中，模角6的两侧分别安装在动模型腔5和动模板8上，顶杆9的一端伸入动模板8内，顶杆9的另一端固定在顶针垫板10中；顶针垫板10与动模型腔5之间设置顶针固定板11，顶针固定板11与动模型腔5之间安装顶针回位弹簧12；所述顶针固定板11上固定有顶针13，顶针13的前端伸入动膜仁14中，并与铸件型腔16的位置相对应。

所述动模部分中，顶杆和动模板之间进行多级密封，具体为：顶杆9上套装多个“O”型密封圈20，“O”型密封圈20之间设置楔形圈21，靠外侧的“O”型密封圈20向其外侧方向依次设置平垫圈22和压板23，

该模具还设有模具真空口4和动模真空口7，所述模具真空口4设于定模型腔或动模型腔内的集中排气块上，所述动模真空口7设于模角6上。

所述动模型腔5和模角6、模角6和动模板8之间分别通过密封元件15进行密封；定模型腔2与定模安装板1之间通过密封元件15进行密封。压室18入料端与压射杆之间通过橡胶圈实现密封。所述密封元件15为“O”型密封圈，密封元件15需要放置于相应尺寸的凹槽中，另一面是平面，通过两个部件的压紧实现密封。

本发明上述高真空模具的操作步骤如下：

当动模和定模部分合模后，二者通过密封元件15进行密封，在回位弹簧12的作用力下，顶针固定板11和顶针压板10移向动模板8，顶杆9回到原位，顶杆9和动模板8之间通过双密封元件15实现真空密封。压室18和浇口19都位于一个密封体内。真空机组通过模具真空口4和动模真空口7对模具的铸件型腔16等空腔抽取真空，达到指定真空度后，压室锤头将通过浇口19进入的合金熔体注入铸件型腔16，铸件完全凝固后，通过模具真空口4充入气体，达到大气压后，移开动模部分，在顶杆9作用下，顶杆9和动模板8的依然存在真空密封，顶针固定板11和顶针垫板10向定模板方向移动，压缩顶针回位弹簧12，带动顶针13顶出铸件，取出铸件。合模，随后继续下一个循环。

本发明用于高真空压铸工艺生产，模具型腔的真空压力能够降低至10^-3Pa，达到极高真空水平，极大的防止气孔的产生，提高了产品质量和合格率，适用于所有压铸零部件的生产和制备，应用范围广泛。