本發(fā)明涉及鋁壓鑄的，尤其涉及一種基于加工低孔隙率圓筒產(chǎn)品的鋁壓鑄模具及方法。

背景技術(shù)：

1、如圖1-2所示，圓筒產(chǎn)品a具有空腔，是大功率設(shè)備的關(guān)鍵冷卻構(gòu)件。鋁合金材料的特點(diǎn)使其成為該類產(chǎn)品的主要材料。鋁合金的密度遠(yuǎn)小于鋼鐵，但強(qiáng)度較高，使得鋁壓鑄圓筒產(chǎn)品在保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的同時(shí)，大大減輕了重量，有利于節(jié)能減排。鋁合金具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性能，能夠快速傳遞熱量，保證冷卻系統(tǒng)的效率。此外，鋁合金在多種環(huán)境下表現(xiàn)出良好的耐腐蝕性，能夠延長圓筒產(chǎn)品的使用壽命。

2、壓鑄，作為一種高度專業(yè)化的金屬鑄造工藝，其核心在于利用模具腔對融化的金屬施加高壓，以實(shí)現(xiàn)金屬的快速凝固和成型。這一工藝不僅顯著提高了生產(chǎn)效率，還賦予了鑄件以高精度、高強(qiáng)度和優(yōu)異的表面質(zhì)量。在眾多金屬材質(zhì)中，鋁合金憑借其輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕和良好導(dǎo)熱性等特性，成為了制備圓筒類產(chǎn)品的首選材料。因此，鋁壓鑄技術(shù)自然而然地成為了生產(chǎn)圓筒產(chǎn)品的最常見且最有效的技術(shù)手段。

3、在鋁壓鑄圓筒產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，壓鑄工藝的優(yōu)化以及模具的設(shè)計(jì)無疑扮演著至關(guān)重要的角色。壓鑄工藝的優(yōu)化涵蓋了從金屬熔煉、合金配比、澆注溫度、壓力控制到冷卻速度等多個(gè)環(huán)節(jié)。每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要精確控制，以確保金屬液在模具中能夠均勻、快速地填充，避免產(chǎn)生氣孔、冷隔等缺陷。同時(shí)，模具的設(shè)計(jì)也是決定鑄件質(zhì)量的關(guān)鍵因素。模具的結(jié)構(gòu)、分型面的選擇、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及冷卻系統(tǒng)的布局，都會(huì)直接影響到鑄件的尺寸精度、表面質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量。

4、然而，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，鋁壓鑄圓筒產(chǎn)品卻面臨著一個(gè)棘手的問題：由于模具結(jié)構(gòu)的限制，產(chǎn)品底部內(nèi)側(cè)無法設(shè)置有效的排氣結(jié)構(gòu)。這導(dǎo)致在壓鑄過程中，模具腔內(nèi)的氣體無法順利排出，而是聚集到產(chǎn)品底部。這些聚集的氣體在金屬液凝固過程中形成氣縮孔，不僅降低了鑄件的力學(xué)性能，還增加了泄露的風(fēng)險(xiǎn)。這一問題嚴(yán)重影響了鋁壓鑄圓筒產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性，成為了制約鋁壓鑄圓筒產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展的一個(gè)瓶頸。

5、為了解決鋁壓鑄圓筒產(chǎn)品腔內(nèi)氣體聚集到產(chǎn)品底部的問題，如圖3所示，傳統(tǒng)的做法是在產(chǎn)品底部開設(shè)渣包b進(jìn)行排氣。渣包的設(shè)計(jì)初衷是提供一個(gè)氣體逸出的通道，以減少氣縮孔的形成。然而，由于模具結(jié)構(gòu)的限制，渣包的尺寸和位置往往受到嚴(yán)格限制，導(dǎo)致排氣面積有限。因此，盡管這種方法在一定程度上能夠改善氣體的排出情況，但改善效果并不顯著。實(shí)際生產(chǎn)出來的產(chǎn)品仍然面臨著氣縮孔比例高、泄露風(fēng)險(xiǎn)大的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種操作方便，排氣效果好，成型的圓筒產(chǎn)品氣縮低的一種基于加工低孔隙率圓筒產(chǎn)品的鋁壓鑄模具及方法。

2、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種基于加工低孔隙率圓筒產(chǎn)品的鋁壓鑄模具，包括圓筒型腔，所述圓筒型腔包括環(huán)形端部和環(huán)形底部，所述環(huán)形端部對接多個(gè)連接進(jìn)料口的澆口流道；所述環(huán)形底部的內(nèi)側(cè)設(shè)有底部排溢系統(tǒng)，所述底部排溢系統(tǒng)包括環(huán)形均布于所述環(huán)形底部內(nèi)側(cè)的至少三個(gè)第一渣包腔；每一所述第一渣包腔后連接平流的薄壁狀的溢流槽，各溢流槽在所述環(huán)形底部的圓心位置匯集并連接底部排氣系統(tǒng)；所述底部排氣系統(tǒng)包括豎向排氣道和橫向排氣道；所述豎向排氣道的一頭與匯集到圓心位置的溢流槽連接，另一頭連接到模具外；所述橫向排氣道的一頭連通所述豎向排氣道的中間，另一頭連接到動(dòng)模操作側(cè)。

3、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的優(yōu)選的技術(shù)方案為：所述溢流槽包括彎折連接的三個(gè)直線段，從所述第一渣包腔至所述底部排氣系統(tǒng)依次為銜接段、折彎段和匯聚段；所述銜接段和匯聚段相平行。

4、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的優(yōu)選的技術(shù)方案為：所述溢流槽為厚度在0.10—0.15mm范圍內(nèi)的薄狀結(jié)構(gòu)。

5、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的優(yōu)選的技術(shù)方案為：所述銜接段沿所述第一渣包腔的外側(cè)邊延伸且兩者平行，所述折彎段與所述銜接段及所述匯聚段的夾角大于110°。

6、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的優(yōu)選的技術(shù)方案為：所述第一渣包腔與所述環(huán)形底部之間通過第一溢出流道連接，所述第一溢出流道的縱截面高度從所述環(huán)形底部側(cè)向所述第一渣包腔側(cè)逐漸增大，長度逐漸縮小。

7、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的優(yōu)選的技術(shù)方案為：所述第一溢出流道和所述銜接段分別位于所述第一渣包腔周向上的兩側(cè)。

8、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的優(yōu)選的技術(shù)方案為：所述環(huán)形底部的外側(cè)設(shè)有側(cè)部排溢系統(tǒng)，所述側(cè)部排溢系統(tǒng)包括環(huán)形均布于所述環(huán)形底部外側(cè)的多個(gè)第二渣包腔，所述第二渣包腔的數(shù)量大于第一渣包腔的數(shù)量，部分所述第二渣包腔與下溢料流道連接，所述下溢料流道包括第一下橫向段、第一豎向段和第一上橫向段，所述第一下橫向段通過各第一分支與所述第二渣包腔連通，所述第一上橫向段與第一排氣波紋板連接。

9、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的優(yōu)選的技術(shù)方案為：所述圓筒型腔上側(cè)設(shè)有進(jìn)料口，所述進(jìn)料口位于所述圓筒型腔外周的一側(cè)，所述進(jìn)料口通過進(jìn)料流道與所述澆口流道連接，所述進(jìn)料流道分叉形成位于同一環(huán)上的第一弧形段和第二弧形段；所述第一弧形段和第二弧形段的外端連線經(jīng)過所述圓筒型腔的直徑；所述環(huán)形端部的第一半?yún)^(qū)設(shè)有所述澆口流道，所述澆口流道從外向內(nèi)從上到下傾斜并逐漸擴(kuò)大。

10、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的優(yōu)選的技術(shù)方案為：所述環(huán)形端部的第二半?yún)^(qū)設(shè)有周向間隔分布有第三渣包腔，所述第三渣包腔與上溢料流道連接，所述上溢料流道包括第二上橫向段、第二豎向段和第二下橫向段，所述第二上橫向段通過各第二分支與部分所述第三渣包腔連通，所述第二下橫向段與第二排氣波紋板連接，所述第一排氣波紋板和第二排氣波紋板連接平行并列間隔設(shè)置。

11、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的另一主題的技術(shù)方案為：一種基于加工低孔隙率圓筒產(chǎn)品的鋁壓鑄方法，采用所述的一種基于加工低孔隙率圓筒產(chǎn)品的鋁壓鑄模具進(jìn)行加工；具體步驟包括：

12、步驟一：合模，鋁液進(jìn)入模具。

13、步驟二：進(jìn)行壓鑄，包括預(yù)填充階段、高速填充階段和增壓階段。

14、步驟三：壓射結(jié)束后鋁液填滿型腔，末端冷料進(jìn)入第一渣包腔內(nèi)并停滯于所述溢流槽中；型腔內(nèi)氣體通過所述底部排氣系統(tǒng)自然排氣至模具外。

15、步驟四：開模，完成壓鑄。

16、步驟五：重復(fù)步驟一至步驟四至少10個(gè)周期后，通過所述橫向排氣道向所述底部排氣系統(tǒng)及底部排溢系統(tǒng)內(nèi)吹入高壓氣體，從而排出鋁渣等雜質(zhì)。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：薄壁狀的溢流槽的設(shè)置使得鋁液表面張力引起的拉普拉斯力會(huì)嚴(yán)重影響其流動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)粘滯力的作用也凸顯，這會(huì)導(dǎo)致鋁液幾乎無法通過溢流槽。但是這并不影響型腔內(nèi)氣體從溢流槽通過，從而實(shí)現(xiàn)了氣液的自然分離，使得氣體可以通過底部排氣系統(tǒng)排出模具外。

18、豎向排氣道與各溢流槽的匯集點(diǎn)直接相連，確保連接路徑暢通，使得氣體能夠更加順暢無阻地排出模具外部，橫向排氣道的末端特別配置于動(dòng)模的操作側(cè)，便于在此處進(jìn)行高壓吹氣操作，從而有效清除積累的鋁渣，確保排氣系統(tǒng)持續(xù)高效運(yùn)行。

技術(shù)特征：

1.一種基于加工低孔隙率圓筒產(chǎn)品的鋁壓鑄模具，其特征在于：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于加工低孔隙率圓筒產(chǎn)品的鋁壓鑄模具，其特征在于：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于加工低孔隙率圓筒產(chǎn)品的鋁壓鑄模具，其特征在于：

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于加工低孔隙率圓筒產(chǎn)品的鋁壓鑄模具，其特征在于：

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于加工低孔隙率圓筒產(chǎn)品的鋁壓鑄模具，其特征在于：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于加工低孔隙率圓筒產(chǎn)品的鋁壓鑄模具，其特征在于：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于加工低孔隙率圓筒產(chǎn)品的鋁壓鑄模具，其特征在于：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于加工低孔隙率圓筒產(chǎn)品的鋁壓鑄模具，其特征在于：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于加工低孔隙率圓筒產(chǎn)品的鋁壓鑄模具，其特征在于：

10.一種基于加工低孔隙率圓筒產(chǎn)品的鋁壓鑄方法，其特征在于采用如權(quán)利要求1-9任一所述的一種基于加工低孔隙率圓筒產(chǎn)品的鋁壓鑄模具進(jìn)行加工；具體步驟包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于加工低孔隙率圓筒產(chǎn)品的鋁壓鑄模具及方法，圓筒型腔包括環(huán)形端部和環(huán)形底部，環(huán)形底部的內(nèi)側(cè)設(shè)有底部排溢系統(tǒng)，底部排溢系統(tǒng)包括環(huán)形均布于環(huán)形底部內(nèi)側(cè)的至少三個(gè)第一渣包腔；每一第一渣包腔后連接平流的薄壁狀的溢流槽，各溢流槽在環(huán)形底部的圓心位置匯集并連接底部排氣系統(tǒng)；底部排氣系統(tǒng)包括豎向排氣道和橫向排氣道；豎向排氣道的一頭與匯集到圓心位置的溢流槽連接，另一頭連接到模具外；橫向排氣道的一頭連通豎向排氣道的中間，另一頭連接到動(dòng)模操作側(cè)；薄壁狀的溢流槽的設(shè)置實(shí)現(xiàn)了氣液的自然分離，使得氣體可以通過底部排氣系統(tǒng)排出模具外，橫向排氣道便于進(jìn)行高壓吹氣操作，從而有效清除積累的鋁渣。

技術(shù)研發(fā)人員：羅永明,張培堂,翁祥龍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：寧波愛柯迪科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19