一种高温合金模具及其浇铸与脱模方法
【专利摘要】本发明公开了一种高温合金模具及其浇铸与脱模方法，包括超声控制器、导线、底座以及若干个模具组件，模具组件包括模具、上模具以及下模具；模具内设有底部固定座以及超声探头，模具竖直固定在底座的上表面，超声探头通过导线与超声控制器相连，超声探头紧固在底座的上表面，底部固定座亦紧固在底座的上表面并将超声探头包裹在内部，且在超声探头上部开有比超声探头表面积小的孔，下模具从该孔竖直插入到底部固定座的内部，上模具设置在下模具的上方并通过卡扣与下模具连接，本发明采用超声辅助高温浇铸、双节模具改进现有工艺，成本低、过程简单，适合于工业化生产。
【专利说明】
一种高温合金模具及其浇铸与脱模方法
技术领域
[0001]本发明属于本发明属于金属材料技术领域，尤其涉及一种高温合金模具及其浇铸与脱模方法。
【背景技术】
[0002]随着快速凝固炉的出现，目前汽车涡轮行业涡轮铸造采取快速凝固方法，对高温合金要求越来越高。一方面要求表面质量好，传统的方式是为了降低金属中心的缩孔问题，采取的是低温浇铸，导致表面充型不足，表面粗糙，材料表面加工过程浪费大；另一方面，高温合金对模具的要求比较高，传统的模具在高温下容易变形，在脱模时会在表面形成毛刺和划痕，不平整的表面对模具也存在损伤，一般模具的使用寿命仅为1-2次。
【发明内容】
[0003]本发明主要是针对现有技术所存在的问题，采用超声辅助高温浇铸、双节模具改进现有工艺，成本低、过程简单，适合于工业化生产。
[0004]本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:
本发明的一种高温合金模具，包括超声控制器、导线、底座以及若干个模具组件，模具组件包括模具、上模具以及下模具;模具内设有底部固定座以及超声探头，模具竖直固定在底座的上表面，超声探头通过导线与超声控制器相连，超声探头紧固在底座的上表面，底部固定座亦紧固在底座的上表面并将超声探头包裹在内部，且在超声探头上部开有比超声探头表面积小的孔，下模具从该孔竖直插入到底部固定座的内部，上模具设置在下模具的上方并通过卡扣与下模具连接。
[0005]优选的，超声控制器能够控制超声波的频率与功率。
[0006]优选的，所述导线为耐高温的导线。
[0007]优选的，所述底座为耐高温的底座。
[0008]优选的，底部固定座为耐高温的陶瓷或金属材料。
[0009]优选的，所述超声探头耐高温。
[0010]一种高温合金模具的浇铸与脱模方法，包括如下步骤:
(1)制备过热的高温合金熔体
在真空条件下感应熔炼高温母合金，使过热温度超过液相线100°c，得到高温合金熔体；
(2)高温合金浇铸
将制备好的高温合金熔体直接浇铸到模具组件内，熔体液面低于上模具上端面，保持温度超过液相线20-50°C区间内超声3-5分钟，温度快速下降，合金熔体凝固后冷却；
(3)冷却超声
合金熔体凝固冷却后再次超声30秒，超声频率等于合金熔体凝固冷却后的固有共振频率； (4)模具脱模
将冷却超声后的模具组件取下，打开卡扣，将上模具与下模具分别固定在拉伸机的两端，向两侧拉伸，成型的合金脱出。
[0011 ]本发明的有益效果是:采用超声辅助高温浇铸、超声辅助双节模具脱模技术改进现有工艺，成本低、过程简单，适合于工业化生产。合金熔体凝固前超声有助于解决金属中心的缩孔以及表面充型不足、表面粗糙等问题，不仅可以简化表面处理工艺，还可以提高模具使用寿命;合金熔体凝固冷却后的超声有助于模具与合金的分离、模具与下模具向两侧拉伸脱模均有助于获得表面光滑的合金，同样，表面光滑的合金不仅有助于简化表面处理工艺，更重要的是可以提高模具使用寿命。上述两个方面共同作用，使得模具的普遍使用寿命可以达到5-10次或更高，解决了高温合金制备工艺中一直存在的模具使用成本高的行业难题。
【附图说明】
[0012]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]图1为本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0015]如图1所示，一种高温合金模具，包括超声控制器1、导线2、底座3以及若干个模具组件，模具组件包括模具4、上模具9以及下模具7;模具4内设有底部固定座5以及超声探头6，模具4竖直固定在底座3的上表面，超声探头6通过导线2与超声控制器I相连，超声探头6紧固在底座3的上表面，底部固定座5亦紧固在底座3的上表面并将超声探头6包裹在内部，且在超声探头6上部开有比超声探头6表面积小的孔，下模具7从该孔竖直插入到底部固定座5的内部，上模具9设置在下模具7的上方并通过卡扣8与下模具7连接。
[0016]进一步的，超声控制器I能够控制超声波的频率与功率，频率的范围控制在1-1 OOkHz，功率的范围控制在0.1 -1 OKw。
[0017]进一步的，所述导线2为耐高温的导线。
[0018]进一步的，所述底座3为耐高温的底座。
[0019]进一步的，底部固定座5为耐高温的陶瓷或金属材料。
[0020]进一步的，所述超声探头6耐高温。
[0021]1、一种高温合金模具的浇铸与脱模方法，包括如下步骤:
(1)制备过热的高温合金熔体
在真空条件下感应熔炼高温母合金，使过热温度超过液相线100°c，得到高温合金熔体；
(2)高温合金浇铸将制备好的高温合金熔体直接浇铸到模具组件内，熔体液面低于上模具9上端面，保持温度超过液相线20-50°C区间内超声3-5分钟，温度快速下降，合金熔体凝固后冷却；
(3)冷却超声
合金熔体凝固冷却后再次超声30秒，超声频率等于合金熔体凝固冷却后的固有共振频率；
(4)模具脱模
将冷却超声后的模具组件取下，打开卡扣8，将上模具9与下模具7分别固定在拉伸机的两端，向两侧拉伸，成型的合金脱出。
[0022]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
【主权项】
1.一种高温合金模具，其特征在于:包括超声控制器(1)、导线(2)、底座(3)以及若干个模具组件，模具组件包括模具(4)、上模具(9)以及下模具(7);模具(4)内设有底部固定座(5)以及超声探头(6)，模具(4)竖直固定在底座(3)的上表面，超声探头(6)通过导线(2)与超声控制器(I)相连，超声探头(6)紧固在底座(3)的上表面，底部固定座(5)亦紧固在底座(3)的上表面并将超声探头(6)包裹在内部，且在超声探头(6)上部开有比超声探头(6)表面积小的孔，下模具(7)从该孔竖直插入到底部固定座(5)的内部，上模具(9)设置在下模具(7)的上方并通过卡扣(8)与下模具(7)连接。2.根据权利要求1所述的一种高温合金模具，其特征在于:超声控制器(I)能够控制超声波的频率与功率。3.根据权利要求1所述的一种高温合金模具，其特征在于:所述导线(2)为耐高温的导线。4.根据权利要求1所述的一种高温合金模具，其特征在于:所述底座(3)为耐高温的底座。5.根据权利要求1所述的一种高温合金模具及其浇铸与脱模方法，其特征在于:底部固定座(5 )为耐高温的陶瓷或金属材料。6.根据权利要求1所述的一种高温合金模具及其浇铸与脱模方法，其特征在于:所述超声探头(6)耐高温。7.—种基于权利要求1-6所述的高温合金模具的浇铸与脱模方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)制备过热的高温合金熔体 在真空条件下感应熔炼高温母合金，使过热温度超过液相线100°C，得到高温合金熔体； (2)高温合金浇铸 将制备好的高温合金熔体直接浇铸到模具组件内，熔体液面低于上模具(9)上端面，保持温度超过液相线20-50°C区间内超声3-5分钟，温度快速下降，合金熔体凝固后冷却； (3)冷却超声 合金熔体凝固冷却后再次超声30秒，超声频率等于合金熔体凝固冷却后的固有共振频率； (4)模具脱模 将冷却超声后的模具组件取下，打开卡扣(8)，将上模具(9)与下模具(7)分别固定在拉伸机的两端，向两侧拉伸，成型的合金脱出。
【文档编号】B22C9/22GK105855519SQ201610445667
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年6月20日
【发明人】张开骁, 马文文, 张爱梅, 唐春梅, 邹华
【申请人】河海大学