防止压铸件内孔壁产生缩孔的方法与流程

文档序号:14879937发布日期:2018-07-07 09:30阅读:398来源:国知局

本发明涉及压铸技术领域,尤其是涉及一种可以防止压铸件内孔壁产生缩孔的方法。



背景技术:

压铸是铸造液态模锻的一种方法。它的基本工艺过程是:金属液先低速或高速铸造充型进模具的型腔内,模具有活动的型腔面,它随着金属液的冷却过程加压锻造,既消除毛坯的缩孔缩松缺陷,也使毛坯的内部组织达到锻态的破碎晶粒。毛坯的综合机械性能得到显著的提高。

压铸模具就是一种专门用于压铸的模具,定模和动模组成,是金属液开始进入压铸模模腔的部分,也是压铸模模腔的所在部分之一。定模上有直浇道直接与压铸机的喷嘴或压室连接。动模固定在压铸机的动模座板上,随动模座板向左、右移动与定模分开和合拢,一般抽芯和铸件顶出机构设在其内。

但是,在实际的加工过程中,由于定模上的浇道较长,高温的液态金属的冷却凝固速度很快,在浇道中流动时,液态金属的温度已经明显降低,使得压室传递过来的压力无法维持到铸件的凝固终了,另外由于液态金属的外部是与模具表面发生接触的,这就使得外部的冷却速度要快于内部,铸件最后凝固的部位即热节处往往在内部,在铸件的热节处经常有疏松出现,如果后续加工内孔,往往会出现缩孔现象;另外,加工内孔后,内部的疏松组织就会在内孔壁暴露出来,内孔壁处的致密度难以满足要求。



技术实现要素:

本发明意在提供一种防止压铸件内孔壁产生缩孔的方法,以解决压铸件在冷却成型过程中热节处出现疏松、缩孔现象,内孔壁处的致密度难以满足要求。

为了达到上述目的,本发明的基础方案为:防止压铸件内孔壁产生缩孔的方法,包括以下步骤:

1)在定模的底部加工出若干连通模腔的竖直通孔,在定模的底部连接一块增压板,增压板的表面上凸起有若干增压柱,增压柱的形状尺寸与竖直通孔的形状尺寸相同,增压柱的上半部分滑动配合于竖直通孔内,增压板与定模之间连接有弹簧;

2)将定模和动模合拢,使得在压铸模具内形成一个供铸件成形的模腔;

3)将压铸模具固定在卡盘上,卡盘的中央设有一个刚好供压铸模具穿过的通孔,压铸模具通过定模上的挂耳悬挂在卡盘的通孔中,将卡盘滑动连接在缸体中,使用凡士林将压铸模具和卡盘之间的缝隙密封起来;缸体中还滑动连接有一个隔板,隔板位于卡盘的下方,隔板将缸体的空腔分隔为上层空腔和下层空腔,缸体的底部设有关闭的出气孔和用于关闭出气孔的门体;

4)在缸体的上方设置一个充气缸体,充气缸体包括活塞,活塞的底部连接有压杆,充气缸体的底部设有压杆孔,压杆滑动配合在压杆孔内,压杆的底端从压杆孔伸出并朝向动模,充气缸体的上方设置一个气缸,气缸的伸缩轴与活塞顶部连接,充气缸体还连通有一根气管,气管远离充气缸体的一端连通缸体的下层空腔,缸体下层空腔为倒锥形,下层空腔内放置若干小球;

5)使用电感应加热装置对压铸模具进行预热,使得所述压铸模具的温度上升到180摄氏度;

6)将高温的液态金属以80-120mpa的压力从定模的浇口套中压射入浇道,然后持续对液态金属保持该压力,推动高温的液态金属以50m/s的冲填速度依次通过浇道和浇口填充到模腔中,直至液态金属充满模腔;

7)对模腔内部的液态金属进行持压,即在液态金属充满所述模腔后继续保持对模腔内液态金属施加80-120mpa的压力持续6秒;

8)在持压工序结束之后5秒时,启动气缸,打开出气孔,气缸的伸缩轴向下运动并带动活塞和压杆向下运动,然后压杆的底端作用在模具上,充气缸体内的气体通过气管被挤入下层空腔中,将下层空腔中的小球吹起,小球向上撞击隔板,隔板沿缸体向上滑动;同时,模具和卡盘在压杆作用力下沿缸体向下滑动,上层空腔中的气体受到压缩,气压增大,气压对增压板产生向上的作用力,使增压柱全部进入竖直通孔内,模腔体积减小,模腔内的正在凝固中的半固态金属受到压缩;

9)气缸的伸缩轴继续伸长,继续增压1.5秒,随后气缸伸缩轴伸至最长,上层空腔气压增至最大;

10)15秒后,打开出气孔,下层空腔释放气体,将动模和定模分开。

本基础方案的技术原理为:

步骤1)中,增压柱的上半部分滑动配合于竖直通孔内,保证模具内的液态金属不会从竖直通孔中流出,并且竖直通孔的上半部分被填充入液态金属,弹簧保证增压柱始终部分或全部地滑动配合于竖直通孔中,增压柱的形状尺寸与竖直通孔的形状尺寸相同,保证增压柱全部进入竖直通孔中后,竖直通孔刚好被填平,使铸件的表面平滑。

步骤2)中,将定模和动模合拢,使得在压铸模具内形成一个供铸件成形的模腔。

步骤3)中,压铸模具通过定模上的挂耳悬挂在卡盘的通孔中,使用凡士林将压铸模具和卡盘之间的缝隙密封起来,出气孔关闭,因此使上层空腔和下层空腔均被密闭,卡盘在上层空腔的气压的作用下对压铸模具进行支撑;

步骤4)中,气管连通充气缸体的腔室和缸体的下层空腔,因此充气缸体的腔室体积减小时,充气缸体中的气体会通过气管被挤入下层空腔中,下层空腔为倒锥形,因此落在底部的小球会被向上吹起,撞击隔板。

步骤5)中,对压铸模具进行预热。

步骤6)中,对模具内压射入高温的液态金属,液态金属进入竖直通孔的上部分中,弹簧保证部分增压柱配合于竖直通孔中,从而保证模具内的液态金属不会从竖直通孔中流出。

步骤7)中,对模腔内部的液态金属进行持压。

步骤8)中,启动气缸,打开出气孔,压杆向下运动然后作用在压铸模具上,模具和卡盘向下运动,同时缸体中的小球受到吹动不断撞击隔板,隔板向上运动,因此,上层空腔中的气体受到压缩,气压增大,气压推动增压柱进入竖直通孔内,从而使模腔的体积减小,因此模腔内的液态金属受到压缩,从而实现了对正在凝固的半固态金属增压,使铸件整体被压实,从而提高了铸件内部的致密度,从而避免了压铸件疏松、缩孔现象。另外,上层空腔中的气体受到压缩时释放大量热量,热量通过增压柱和传导至与模具表面接触的液态金属,使外部的液态金属和内部的液态金属同时凝固,避免铸件的热节处出现疏松,从而避免了内孔壁产生缩孔。并且,增压柱与竖直通孔高度平齐,因此不会破坏模型表面形状。

步骤9)中,气缸的伸缩轴继续伸长,维持第一腔室的气压,从而保持增压柱与竖直通孔高度平齐,1.5秒后,气缸伸缩轴至最长,上层空腔气压增至最大;

步骤10)中,15秒后,将动模和定模分开。

本技术方案的有益效果为:

1、从铸件的外表面利用增压柱对模腔内正在凝固的半固态金属增压,使铸件整体被压实,从而提高了铸件内部的致密度,从而避免了压铸件疏松、缩孔现象,内孔壁处的致密度难以满足要求。

2、增压柱与竖直通孔高度平齐,因此不会破坏模型表面形状。

3、气体被压缩产生的热量通过增压柱传递到与模具表面接触的液态金属,避免表面的先凝固,对定模有加热保温的效果,从而避免铸件的热节处出现疏松,避免了内孔壁产生缩孔。

4、有利于合模,模具的动模和定模均受到压紧力,因此保证合模的紧密。

进一步,在步骤6)中的压力为120mpa。

进一步,在步骤7)中的压力为80mpa。

进一步,所述隔板和卡盘的外缘包覆有弹性材料。

保证上层空腔的密封性。

进一步,所述增压柱为圆柱形,增压柱的尺寸为4cm*4cm*6cm。

增压柱的体积总和即为模具体积减小的数值,增压柱的体积的总和越大时,致密性得到更大的提高。

附图说明

图1为本发明实施例的示意图;

图2为本发明实施例中启动气缸后的示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明:

说明书附图中的附图标记包括:气缸1、伸缩轴11、充气缸体2、活塞21、气管22、压杆孔23、压杆3、动模4、定模5、竖直通孔51、模腔52、挂耳53、增压板6、增压柱61、卡盘7、隔板8、上层空腔81、下层空腔82、出气孔9、门体91、缸体10。

实施例减少壳体铸件侧壁缩孔的加工工艺,包括以下步骤:

1)在定模5的底部加工出若干连通模腔52的竖直通孔51,如图1所示,在定模5的底部连接一块增压板6,增压板6的表面上凸起有若干增压柱61,增压柱61的形状尺寸与竖直通孔51的形状尺寸相同,增压柱61的上半部分滑动配合于竖直通孔51内,增压板6与定模5之间连接有弹簧;

2)将定模5和动模4合拢,使得在压铸模具内形成一个供铸件成形的模腔52;

3)将压铸模具固定在卡盘7上,卡盘7的中央设有一个刚好供压铸模具穿过的通孔,压铸模具通过定模5上的挂耳53悬挂在卡盘7的通孔中,将卡盘7滑动连接在缸体10中,使用凡士林将压铸模具和卡盘7之间的缝隙密封起来;缸体10中还滑动连接有一个隔板8,隔板8位于卡盘7的下方,隔板8将缸体10的空腔分隔为上层空腔81和下层空腔82,缸体10的底部设有关闭的出气孔9和用于关闭出气孔9的门体91;

4)在缸体10的上方设置一个充气缸体2,充气缸体2包括活塞21,活塞21的底部连接有压杆3,充气缸体2的底部设有压杆孔23,压杆3滑动配合在压杆孔23内,压杆3的底端从压杆孔23伸出并朝向动模4,充气缸体2的上方设置一个气缸1,气缸1的伸缩轴11与活塞21顶部连接,充气缸体2还连通有一根气管22,气管22远离充气缸体2的一端连通缸体10的下层空腔82,缸体10下层空腔82为倒锥形,下层空腔82内放置若干小球;

5)使用电感应加热装置对压铸模具进行预热,使得所述压铸模具的温度上升到180摄氏度;

6)将高温的液态金属以120mpa的压力从定模5的浇口套中压射入浇道,然后持续对液态金属保持该压力,推动高温的液态金属以50m/s的冲填速度依次通过浇道和浇口填充到模腔52中,直至液态金属充满模腔52;

7)对模腔52内部的液态金属进行持压,即在液态金属充满所述模腔52后继续保持对模腔52内液态金属施加80mpa的压力持续6秒;

8)在持压工序结束之后5秒时,启动气缸1,打开出气孔9,如图2所示,气缸1的伸缩轴11向下运动并带动活塞21和压杆3向下运动,然后压杆3的底端作用在模具上,充气缸体2内的气体通过气管22被挤入下层空腔82中,将下层空腔82中的小球吹起,小球向上撞击隔板8,隔板8沿缸体10向上滑动;同时,模具和卡盘7在压杆3作用力下沿缸体10向下滑动,上层空腔81中的气体受到压缩,气压增大,气压对增压板6产生向上的作用力,使增压柱61全部进入竖直通孔51内,模腔52体积减小,模腔52内的正在凝固中的半固态金属受到压缩;

9)气缸1的伸缩轴11继续伸长,继续增压1.5秒,随后气缸1伸缩轴11伸至最长,上层空腔81气压增至最大;

10)15秒后,打开出气孔9,下层空腔82释放气体,将动模4和定模5分开。

本实施例的步骤1)中,增压柱61的上半部分滑动配合于竖直通孔51内,保证模具内的液态金属不会从竖直通孔51中流出,并且竖直通孔51的上半部分被填充入液态金属,弹簧保证增压柱61始终部分或全部地滑动配合于竖直通孔51中,增压柱61的形状尺寸与竖直通孔51的形状尺寸相同,保证增压柱61全部进入竖直通孔51中后,竖直通孔51刚好被填平,使铸件的表面平滑。

步骤2)中,将定模5和动模4合拢,使得在压铸模具内形成一个供铸件成形的模腔52。

步骤3)中,压铸模具通过定模5上的挂耳53悬挂在卡盘7的通孔中,使用凡士林将压铸模具和卡盘7之间的缝隙密封起来,出气孔9关闭,因此使上层空腔81和下层空腔82均被密闭,卡盘7在上层空腔81的气压的作用下对压铸模具进行支撑;

步骤4)中,气管22连通充气缸体2的腔室和缸体10的下层空腔82,因此充气缸体2的腔室体积减小时,充气缸体2中的气体会通过气管22被挤入下层空腔82中,下层空腔82为倒锥形,因此落在底部的小球会被向上吹起,撞击隔板8。

步骤5)中,对压铸模具进行预热。

步骤6)中,对模具内压射入高温的液态金属,液态金属进入竖直通孔51的上部分中,弹簧保证部分增压柱61配合于竖直通孔51中,从而保证模具内的液态金属不会从竖直通孔51中流出。

步骤7)中,对模腔52内部的液态金属进行持压。

步骤8)中,启动气缸1,打开出气孔9,压杆3向下运动然后作用在压铸模具上,模具和卡盘7向下运动,同时缸体10中的小球受到吹动不断撞击隔板8,隔板8向上运动,因此,上层空腔81中的气体受到压缩,气压增大,气压推动增压柱61进入竖直通孔51内,从而使模腔52的体积减小,因此模腔52内的液态金属受到压缩,从而实现了对正在凝固的半固态金属增压,使铸件整体被压实,从而提高了铸件内部的致密度,从而避免了压铸件疏松、缩孔现象。另外,上层空腔81中的气体受到压缩时释放大量热量,热量通过增压柱61和传导至与模具表面接触的液态金属,使外部的液态金属和内部的液态金属同时凝固,避免铸件的热节处出现疏松,从而避免了内孔壁产生缩孔。并且,增压柱61与竖直通孔51高度平齐,因此不会破坏模型表面形状。

步骤9)中,气缸1的伸缩轴11继续伸长,维持第一腔室的气压,从而保持增压柱61与竖直通孔51高度平齐,1.5秒后,气缸1伸缩轴11至最长,上层空腔81气压增至最大;

步骤10)中,15秒后,将动模4和定模5分开。

以上所述的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准,说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

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