一種用于澆注鎂合金鑄錠的模具的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于澆注鎂合金鑄錠的模具，屬于模具設(shè)計(jì)領(lǐng)域。包括由左模塊和右模塊配合而成的模具本體，所述模具本體內(nèi)為型腔，其中，所述左模塊的內(nèi)部和右模塊的內(nèi)部分別設(shè)有兩條左水平水腔和兩條右水平水腔，左模塊的內(nèi)部和右模塊的內(nèi)部還分別設(shè)有奇數(shù)個(gè)垂直水腔，所述左水平水腔與左模塊上的所有垂直水腔相連通，所述右水平水腔與右模塊上的所有垂直水腔相連通，所述型腔中設(shè)有上橫澆道和下橫澆道和直澆道，所述上橫澆道和下橫澆道相平行，所述直澆道與上橫澆道垂直。本實(shí)用新型主要可以適用于不同體系鋁合金及鎂合金的扁錠澆注，可以起到減少縮松和縮孔，并細(xì)化合金組織的作用，達(dá)到半連續(xù)鑄錠的質(zhì)量。
【專利說(shuō)明】一種用于澆注鎂合金鑄錠的模具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及的是一種鋁合金【技術(shù)領(lǐng)域】的設(shè)備，具體是一種仿半連續(xù)鑄造澆注高質(zhì)量鋁合金扁錠的模具。
【背景技術(shù)】
[0002]由于能源危機(jī)以及環(huán)境污染的雙重壓力下，航天、航空、汽車、軌道交通等領(lǐng)域的輕量化需求迫切，因此，研發(fā)出更高性能的輕質(zhì)鋁合金板材意義重大。
[0003]經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，大規(guī)?；匿X合金板材生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)很成熟，一般先采用半連續(xù)鑄造工藝制備高質(zhì)量的扁錠，然后通過(guò)熱軋、冷軋等工藝制備板材，產(chǎn)品質(zhì)量好、生產(chǎn)效率高。半連續(xù)鑄造工藝具有高冷卻強(qiáng)度細(xì)化晶粒、連續(xù)澆注合金液少縮松和縮孔、效率高等優(yōu)點(diǎn)。但是，工業(yè)上單爐單次熔煉的鋁合金往往達(dá)幾十噸，單個(gè)半連續(xù)鑄造扁錠近十噸，不適合進(jìn)行多成分新型鋁合金的性能優(yōu)化，以及優(yōu)化后的新型鋁合金板材的小批量生產(chǎn)。因此，本實(shí)用新型專利提出了一種仿半連續(xù)鑄造工藝而澆注高質(zhì)量扁錠的模具。
[0004]經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?CN01277657.2，名稱為:澆注模具。該澆注模具由兩塊對(duì)稱模具板塊圍成需要的澆注型腔，通過(guò)兩塊模具板塊上的定位銷和定位孔之間的間隙配合組合而成。該澆注模具的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工成本低，澆注之后容易脫模。但是該模具沒(méi)有考慮到快速凝固鋁合金形成細(xì)化組織，以及避免鑄錠內(nèi)部容易產(chǎn)生的縮松和縮孔等缺陷。專利號(hào)為:CN02251511.9，名稱為:一種新型澆注模具。該模具由一個(gè)上大下小的圓錐臺(tái)腔體或棱錐臺(tái)腔體以及一活動(dòng)底板組成。該模具解決了脫模困難，工序繁雜等問(wèn)題。但是也沒(méi)有考慮到澆注鑄錠內(nèi)部容易產(chǎn)生縮松和縮孔等缺陷。專利號(hào)為:ZL200920314132.6，名稱為:減少鑄錠內(nèi)部縮松和縮孔的澆注模具。該模具兩塊模塊通過(guò)定位柱和定位孔來(lái)定位，然后通過(guò)卡具組成一個(gè)整體?？紤]了通冷卻水冷卻模塊，進(jìn)而強(qiáng)冷卻圓錠，可以細(xì)化鎂合金微觀組織，但是，由于本專利澆注的圓錠，無(wú)法考慮扁錠的冷卻的非對(duì)稱性。而且中間的澆注孔與兩個(gè)澆注圓錠高度平齊，圓錠頂部無(wú)補(bǔ)縮，無(wú)法消除圓錠頂部的縮松和縮孔。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種仿半連續(xù)直接水冷鑄造工藝的澆注高質(zhì)量鋁合金扁錠的模具。目的是利用銅材制造提高模具的導(dǎo)熱性能、銅模中設(shè)計(jì)非對(duì)稱水道強(qiáng)制冷卻扁錠、兩個(gè)橫澆道減少內(nèi)部縮松和縮孔缺陷、對(duì)稱結(jié)構(gòu)方便扁錠脫模，從而提高合金鑄錠的組織和性能，獲得與半連續(xù)直接水冷鑄造工藝質(zhì)量相當(dāng)?shù)臐沧⒛＞摺?br> [0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]—種用于澆注鎂合金鑄錠的模具，包括由左模塊和右模塊配合而成的模具本體，所述模具本體內(nèi)為型腔，其中，所述左模塊的內(nèi)部和右模塊的內(nèi)部分別設(shè)有兩條左水平水腔和兩條右水平水腔，左模塊的內(nèi)部和右模塊的內(nèi)部還分別設(shè)有奇數(shù)個(gè)垂直水腔，所述左水平水腔與左模塊上的所有垂直水腔相連通，所述右水平水腔與右模塊上的所有垂直水腔相連通，所述型腔中設(shè)有上橫澆道和下橫澆道和直澆道，所述上橫澆道和下橫澆道相平行，所述直澆道與上橫澆道垂直。
[0008]作為優(yōu)選方案，所述直澆道頂部的進(jìn)水口呈倒錐形。
[0009]作為優(yōu)選方案，各垂直水腔的直徑變化是由中間向兩邊漸漸變小。
[0010]作為優(yōu)選方案，所述左模塊上設(shè)有左進(jìn)水管和左出水管，所述右模塊上設(shè)有右進(jìn)水管和右出水管，所述左進(jìn)水管與其中一條左水平水腔連通，所述左出水管與另一條左水平水腔連通，同理，所述右進(jìn)水管與其中一條右水平水腔連通，所述右出水管與另一條右水平水腔連通。
[0011]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:(I)通過(guò)水平和垂直循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，改善了扁錠在凝固過(guò)程中的溫度場(chǎng)，從而有效的減少了扁錠在凝固過(guò)程中產(chǎn)生的縮松和縮孔。(2)垂直循環(huán)冷卻水系統(tǒng)為一個(gè)強(qiáng)制非對(duì)稱冷卻系統(tǒng)，大大提高合金凝固過(guò)程中的冷卻速度和均勻程度，從而細(xì)化了合金組織。(3)頂部設(shè)置橫澆道，最終起到消除或者減少縮松和縮孔的作用。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型的分解示意圖；
[0013]圖2為本實(shí)用新型的左模塊的示意圖；
[0014]圖3為本實(shí)用新型的剖面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]參見圖1，左模塊I和右模塊2配合形成模具本體。左模塊I和右模塊2除左模塊有I個(gè)定位柱、右模塊對(duì)應(yīng)位置有I個(gè)定位孔外，腔體形狀和尺寸均呈對(duì)稱分布，左模塊I和右模塊2均采用導(dǎo)熱性能優(yōu)良的銅合金制備。以左模塊I為例，如圖2和圖3所示，左模塊I上設(shè)有一個(gè)定位柱11和一個(gè)定位孔12，用于與右模塊2相嵌合形成整個(gè)模具，左模塊I的兩端分別設(shè)有左進(jìn)水管13和左出水管14，左模塊I內(nèi)部為一半的型腔15，與右模塊2內(nèi)的一半型腔配合形成整個(gè)型腔。左模塊I的側(cè)壁內(nèi)部設(shè)有兩條左水平水腔21，5條垂直水腔4，位于中間的一條垂直水腔4的直徑最大，兩邊的垂直水腔4的直徑漸漸變小，兩條左水平水腔21均與垂直水腔4相連通，左進(jìn)水管13與其中一條左水平水腔21連通，左出水管14與另外一條左水平水腔21連通；型腔15中設(shè)有上橫澆道31和下橫澆道32以及直澆道5，直澆道5頂部的進(jìn)水口 51呈倒錐形。
[0016]左、右模塊的內(nèi)側(cè)加工有一個(gè)腔體，在左、右模塊扣合后就形成了整個(gè)型腔，型腔中設(shè)有直澆道、橫澆道。兩個(gè)橫澆道很短，一個(gè)置于底部，一個(gè)置于頂部。外側(cè)加工有冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，模塊的上部分和下部分均設(shè)計(jì)有一個(gè)圓柱形水腔，水平放置，下部圓柱形水腔與進(jìn)水管連接，上部分與出水管連接，而上下水腔通過(guò)不同直徑垂直圓柱形水腔連接，中間垂直水腔直徑大，冷卻強(qiáng)度高，邊部垂直水腔小，冷卻強(qiáng)度底，整個(gè)水腔直徑從中間向邊部依次減少。垂直水腔兩頭用螺帽或者直接焊接堵死。左模塊和右模塊靠同一對(duì)稱位置加工一個(gè)與定位柱相同尺寸定位孔。最后通過(guò)一個(gè)“C”形的卡具將左右模塊緊密連接成為一體。
[0017]本實(shí)用新型的核心設(shè)計(jì)在于:(1)左右模塊采用導(dǎo)熱性能優(yōu)良的銅合金制備，通過(guò)不同直徑的垂直水腔的冷卻水形成一個(gè)非對(duì)稱強(qiáng)制冷卻環(huán)境，快速而又相對(duì)比較均勻地冷卻鋁合金扁錠，獲得均勻細(xì)小的內(nèi)部組織。(2)冷卻水的流向與合金凝固方向相同，進(jìn)入底部進(jìn)水管時(shí)溫度最低，流出頂部出水管時(shí)溫度最高，使得鑄錠冷卻過(guò)程中冷卻速度從下至上遞減，因此鑄錠冷卻速度從下至上遞減，從而鑄錠可以從下至上定向凝固。(3)采用頂部橫澆道，可以有效地補(bǔ)充頂部鑄錠的凝固，最終起到消除或者減少縮松和縮孔的作用。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:(I)通過(guò)水平和垂直循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，改善了扁錠在凝固過(guò)程中的溫度場(chǎng)，從而有效的減少了扁錠在凝固過(guò)程中產(chǎn)生的縮松和縮孔；(2)垂直循環(huán)冷卻水系統(tǒng)為一個(gè)強(qiáng)制非對(duì)稱冷卻系統(tǒng)，大大提高合金凝固過(guò)程中的冷卻速度和均勻程度，從而細(xì)化了合金組織；(3)頂部設(shè)置橫澆道，最終起到消除或者減少縮松和縮孔的作用。
[0019]綜上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用來(lái)限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所述的形狀、構(gòu)造、特征及精神所為的均等變化與修飾，均應(yīng)包括于本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于澆注鎂合金鑄錠的模具，包括由左模塊和右模塊配合而成的模具本體，所述模具本體內(nèi)為型腔，其特征在于，所述左模塊的內(nèi)部和右模塊的內(nèi)部分別設(shè)有兩條左水平水腔和兩條右水平水腔，左模塊的內(nèi)部和右模塊的內(nèi)部還分別設(shè)有奇數(shù)個(gè)垂直水腔，所述左水平水腔與左模塊上的所有垂直水腔相連通，所述右水平水腔與右模塊上的所有垂直水腔相連通，所述型腔中設(shè)有上橫澆道和下橫澆道和直澆道，所述上橫澆道和下橫澆道相平行，所述直澆道與上橫澆道垂直。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具，其特征在于，所述直澆道頂部的進(jìn)水口呈倒錐形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具，其特征在于，各垂直水腔的直徑變化是由中間向兩邊漸漸變小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具，其特征在于，所述左模塊上設(shè)有左進(jìn)水管和左出水管，所述右模塊上設(shè)有右進(jìn)水管和右出水管，所述左進(jìn)水管與其中一條左水平水腔連通，所述左出水管與另一條左水平水腔連通，同理，所述右進(jìn)水管與其中一條右水平水腔連通，所述右出水管與另一條右水平水腔連通。
【文檔編號(hào)】B22D7/06GK203621412SQ201420002369
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年1月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月2日
【發(fā)明者】董杰, 曹亮 申請(qǐng)人:南通恒秀鋁熱傳輸材料有限公司