薄壁钢质盘类零件液态模锻模具的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出了薄壁钢质盘类零件液态模锻模具，由上模、下模构成，上模由导套、上模板、垫板、凸模、上模小型芯组成；下模由凹模套、大型芯固定板、大型芯垫板、凹模、支铁、推件板、下模板、推杆、大型芯、弹簧、推件板导柱、推件板导套、支撑柱、下模小型芯、推杆固定板、推杆垫板、导柱组成，其改进点是：凸模的型腔面设有陶瓷涂层；凹模的型腔面设有陶瓷涂层；大型芯的工作表面设有陶瓷涂层，推件板的工作表面设有陶瓷涂层；上模小型芯及下模小型芯的材料为陶瓷。陶瓷涂层和陶瓷材料型芯能够使高熔点的黑色金属液态模锻模具的寿命提高，本实用新型提高了成形薄壁钢质盘类零件的生产效率、降低了成本。
【专利说明】薄壁钢质盘类零件液态模锻模具
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及液态模锻模具及其制造方法，具体说涉及薄壁钢质盘类零件液态模锻模具及其制造方法。
【背景技术】
[0002]一种薄壁钢质盘类零件的特点为水平尺寸较大，而高向尺寸较小，壁厚较小，中间有轮齿，轮齿周边有凹槽。采用精冲无法得到轮齿周边的减重凹槽，并且由于加工硬化作用，轮齿脆性增大，轮齿容易出现裂纹，同时材料利用率低；采用锻造工艺制造该薄壁制件，易产生翘曲现象，平面度无法得到保证，同时载荷急剧增加，破坏模具；而铸造成形的制件因内部致密度不够，中间轮齿容易失效，使用寿命低，无法到达使用要求；由于液态模锻兼具铸造和锻造的优点，因此，液态模锻成为成形该类制件的优选成形方法。
[0003]目前，液态模锻技术在铝合金、镁合金、锌合金等低熔点有色合金的零件制造中得到了普遍应用。而当将这一技术运用到钢铁等高熔点的金属成形时，由于成形温度高，模具往往会出现热疲劳开裂、熔焊、变形等，模具寿命较低，这一缺陷的存在严重影响了液态模锻在钢铁材料成形中的应用。为了解决这一问题，提高模具寿命，国内外开发了一些耐高温的模具材料。例如钥基合金、钨基合金等，这些新型模具材料使模具寿命有所提高，但这些材料的加工比较困难，需要使用到一些特种加工方法，如钥基合金高温容易氧化，需要特殊加工条件，另外这些新型材料价格昂贵，生产使用成本会大大提高。
[0004]目前解决这一问题的另外的方法是采用特殊涂料来保护模具，例如北京交通大学发明了一种高熔点金属液态模锻涂料(专利号ZL200810115177.0)、重庆钢铁(集团)有限公司发明了一种涂料(专利号ZL99115164.X)等，但是高温的金属溶液会使涂料产生气体，在制件上形成气孔，严重地影响了制件的质量，或这些涂料只适用于熔点不太高的有色金属材料，并且涂料与模具的粘附力不足，容易脱落。这些技术没有从根本上解决钢铁等黑色金属液态模锻成形模具寿命低的问题，因此，钢铁等高熔点材料的液态模锻一直很难大规模应用与推广。
【发明内容】
[0005]针对薄壁钢质轮盘类零件液态模锻模具寿命低问题，为了提高黑色金属等高熔点材料液态模锻模具寿命，同时降低模具、产品成本，本实用新型提出薄壁钢质盘类零件液态模锻模具。
[0006]本实用新型的薄壁钢质盘类零件液态模锻模具，由上、下模构成，上模由导套、上模板、垫板、凸模、上模小型芯组成，凸模及上模小型芯同通过垫板固定在上模板上；下模由凹模套、大型芯固定板、大型芯垫板、凹模、支铁、推件板、下模板、推杆、大型芯、弹簧、推件板导柱、推件板导套、支撑柱、下模小型芯、推杆固定板、推杆垫板、导柱组成，大型芯垫板通过支铁固定在下模板，大型芯垫板中部通过支撑柱支撑，大型芯、大型芯固定板固定在大型芯垫板上，凹模通过凹模套固定在大型芯固定板上，下模小型芯固定在凹模内；推件板设置在凹模内，与推件板导柱、推件板导套、弹簧、推杆固定板、推杆垫板构成的推杆组件连接；
[0007]其特征在于:
[0008]凸模的型腔面设有陶瓷涂层；
[0009]凹模的型腔面设有陶瓷涂层；
[0010]大型芯的工作表面设有陶瓷涂层，推件板的工作表面设有陶瓷涂层；
[0011]上模小型芯及下模小型芯的材料为陶瓷。
[0012]推件板的表面设有多个燕尾槽，使陶瓷涂层结合更牢固，可避免陶瓷涂层脱落。
[0013]大型芯、下模小型芯镶嵌固定在大型芯固定板中，上模小型芯镶嵌固定在凸模中。
[0014]有益效果:本实用新型在模具的关键零件设陶瓷涂层，与型腔相关联的小零件采用陶瓷材料，模具寿命得到很大提高，同时模具的生产成本也较低，制件质量较高。而推板上开设燕尾槽以及凸模、推件板上喷涂过渡层可避免陶瓷涂层脱落及满足液态模锻时模具梯度温度场的要求。容易损坏的大、小型芯镶嵌到压板里，便于更换。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是薄壁钢质盘类零件的轴测图。
[0016]图2是薄壁钢质盘类零件液态模锻模具剖面示意图。
[0017]图3是薄壁钢质盘类零件液态模锻模具下模俯视图。
【具体实施方式】
[0018]以图1所示制件为例，该制件中间有轮齿、周边通孔1、凹槽2、轮齿3，通孔I直径很小，因此通孔I采用成形之后钻孔得到，为了成形中间的轮齿3需要使用图2中的大型芯，凹槽2的成形也需要使用小型芯。
[0019]因此采用如图2、图3所示的薄壁钢质盘类零件液态模锻模具，由上、下模构成，其中上模由导套4、上模板5、垫板6、凸模7、上模小型芯10组成，凸模7及上模小型芯10同通过垫板固定在上模板上；
[0020]下模由凹模套11、大型芯固定板12、大型芯垫板13、凹模15、支铁16、推件板17、下模板20、推杆21、大型芯22、弹簧23、推件板导柱24、推件板导套25、支撑柱26、下模小型芯27、推杆固定板28、推杆垫板29、导柱30组成，大型芯垫板13通过支铁16固定在下模板20，大型芯垫板13中部通过支撑柱26支撑，大型芯22、大型芯固定板12固定在大型芯垫板13上，凹模15通过凹模套11固定在大型芯固定板12上，下模小型芯27固定在凹模15内；推件板25设置在凹模15内，与推件板导柱24、推件板导套25、弹簧23、推杆固定板28、推杆垫板29构成的推杆组件连接；
[0021]其中，凸模7的型腔面设有陶瓷涂层；
[0022]凹模15的型腔面设有陶瓷涂层；
[0023]大型芯22的工作表面设有陶瓷涂层，推件板17的工作表面设有瓷涂层。
[0024]上模小型芯10及下模小型芯27的材料为陶瓷。
[0025]本实用新型由于采用陶瓷型芯及陶瓷涂层其使用寿命可以大大的提高，采用过度结构不但可以增强陶瓷涂层的结合力，还可以满足模具温度梯度的要求。并且陶瓷型芯都采用镶嵌的方式装入模具中，便于更换。
【权利要求】
1.薄壁钢质盘类零件液态模锻模具，由上、下模构成，上模由导套、上模板、垫板、凸模、上模小型芯组成，凸模及上模小型芯同通过垫板固定在上模板上；下模由凹模套、大型芯固定板、大型芯垫板、凹模、支铁、推件板、下模板、推杆、大型芯、弹簧、推件板导柱、推件板导套、支撑柱、下模小型芯、推杆固定板、推杆垫板、导柱组成，大型芯垫板通过支铁固定在下模板，大型芯垫板中部通过支撑柱支撑，大型芯、大型芯固定板固定在大型芯垫板上，凹模通过凹模套固定在大型芯固定板上，下模小型芯固定在凹模内；推件板设置在凹模内，与推件板导柱、推件板导套、弹簧、推杆固定板、推杆垫板构成的推杆组件连接； 其特征在于: 凸模的型腔面设有陶瓷涂层； 凹模的型腔面设有陶瓷涂层； 大型芯的工作表面设有陶瓷涂层，推件板的工作表面设有陶瓷涂层； 上模小型芯及下模小型芯的材料为陶瓷。
2.如权利要求1所述的薄壁钢质盘类零件液态模锻模具，其特征在于:大型芯、下模小型芯镶嵌固定在大型芯固定板中，上模小型芯镶嵌固定在凸模中。
3.如权利要求1所述的薄壁钢质盘类零件液态模锻模具，其特征在于:推件板的工作表面设有多个燕尾槽，陶瓷涂层渗入到燕尾槽。
【文档编号】B21J13/02GK203664571SQ201320771174
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年12月1日 优先权日:2013年12月1日
【发明者】桂千富, 王华君 申请人:十堰港汉实业有限公司