一种高压快冷制备金属材料的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于金属材料加工设备技术领域，涉及一种高压快冷制备金属材料的装置及方法，包括：箱体、两个支撑板、安装板、第一液压冲头、模具型腔；活动板，设置在通孔内，与模具型腔下部开口相接触，用于堵住模具型腔下部开口；液压伸缩杆，设置在箱体内部，一端连接在活动板底部，另一端连接在箱体底部；两个第二液压冲头，对称设置在箱体内部相对的两个侧面上，用于对金属铸件进行挤压；淬火机构，设置在箱体内部，用于对金属铸件进行淬火。本发明专利技术通过整个铸造过程中将挤压与快速冷却二者相结合，减小了快速冷却过程中产生的内应力，提高了金属铸件的质量，且本装置结构简单，适用于不同种类的金属，适用范围广。适用范围广。适用范围广。

【技术实现步骤摘要】
一种高压快冷制备金属材料的装置及方法


[0001]本专利技术属于金属材料加工
，涉及一种高压快冷制备金属材料的装置及方法。

技术介绍

[0002]金属制品(如铸锭、铸件等产品)的质量直接取决于金属熔体的质量，因此在金属材料的加工过程中，金属熔体的成型工艺以及处理方法就显得尤为重要。挤压铸造成型工艺与其他铸造成型方法相比，所得到的铸件组织具有均匀致密、力学性能优良、表面洁度和尺寸精度等优点，因此被广泛用于机械、汽车、家电、航空、航天、国防等领域。
[0003]传统挤压铸造在对铸件挤压的同时进行冷却，达到淬火温度时，将金属铸件快速投入淬火池中进行快速冷却，但淬火时的快速冷却会使金属铸件内部产生的内应力，当其大到一定程度时金属铸件便会发生扭曲变形甚至开裂，严重影响到了金属铸件的质量。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于提供一种高压快冷制备金属材料的装置，在整个铸造过程中挤压与快速冷却二者结合减小金属铸件内部产生的内应力，提高金属铸件质量。
[0005]为实现上述目的，本专利技术一种高压快冷制备金属材料的装置的具体技术方案如下：
[0006]一种高压快冷制备金属材料的装置，包括：
[0007]箱体，上部开设有通孔；
[0008]两个支撑板，相对竖直设置在箱体上部，位于通孔的两侧；
[0009]安装板，横向设置在两个支撑板之间，两端分别连接在两个支撑板上；
[0010]第一液压冲头，设置在安装板的下部；
[0011]模具型腔，上下开口结构，设置在两个支撑板之间的箱体上，上部位于第一液压冲头下方，侧壁下部固定连接在箱体上，下部开口与通孔连通；
[0012]活动板，设置在通孔内，与模具型腔下部开口相接触，用于堵住模具型腔下部开口；
[0013]液压伸缩杆，设置在箱体内部，一端连接在活动板底部，另一端连接在箱体底部；
[0014]两个第二液压冲头，对称设置在箱体内部相对的两个侧面上，用于对金属铸件进行挤压；
[0015]淬火机构，设置在箱体内部，用于对金属铸件进行淬火。
[0016]本专利技术的特点还在于，
[0017]其中模具型腔侧壁内部设置有冷却系统，冷却系统包括冷却管，冷却管在模具型腔内部围绕模具型腔呈螺旋形，冷却管的进水口位于模具型腔侧壁下部，冷却管的出水口位于模具型腔侧壁上部。
[0018]其中淬火机构包括多个高压喷头，多个高压喷头分别设置在箱体内顶部与底部，
箱体内顶部的高压喷头均匀分布在通孔的周围，箱体内底部高压喷头均匀分布在液压伸缩杆的周围。
[0019]其中箱体侧壁底部设置有多个排水口。
[0020]其中模具型腔内壁上设置有温度传感器，安装板上设置有控制面板，控制面板分别与温度传感器、第一液压冲头、液压伸缩杆、第二液压冲头电连接。
[0021]一种高压快冷制备金属材料的方法，采用一种高压快冷制备金属材料的装置，包括以下步骤：
[0022]步骤1，将金属熔体从模具型腔顶部开口浇入模具型腔中，开启位于模具型腔侧壁内部的冷却系统，使金属熔体初步凝固；
[0023]步骤2，通过控制面板启动第一液压冲头，第一液压冲头以设定的挤压速度向初步凝固的金属熔体施加压力，冷却系统继续运行，通过温度传感器监测完全凝固后的金属固体；
[0024]步骤3，当温度下降到淬火温度时，通过控制面板启动液压伸缩杆向下收缩，配合第一液压冲头向下的冲力，将金属固体挤出模具型腔，同时关闭第一液压冲头，液压伸缩杆带动活动板向下移动到两个第二液压冲头之间，通过控制面板启动两个第二液压冲头，两个第二液压冲头以设定的挤压速度对金属固定施加压力，同时启动高压喷头，对金属固定进行淬火，得到金属铸件。
[0025]其中步骤2中第一液压冲头挤压金属熔体挤压比压为300～400MPa，冷却速度为8～9K/s。
[0026]其中步骤3中两个第二液压冲头金属固体得挤压比压为250～300MPa，淬火冷却速度为750～850K/s。
[0027]本专利技术的一种高压快冷制备金属材料的装置具有以下优点：通过整个铸造过程中将挤压与快速冷却二者相结合，减小了快速冷却过程中产生的内应力，提高了金属铸件的质量，且本装置结构简单，适用于不同种类的金属，适用范围广。本专利技术的一种高压快冷制备金属材料的方法，通过本工艺可以得到金属铸件不但表面平整、质量突出，而且各项力学性能优良，本身工艺简单，适用于不同种类的金属铸造，适用范围广。
附图说明
[0028]图1为本专利技术一种高压快冷制备金属材料的装置整体结构示意图；
[0029]图2为本专利技术一种高压快冷制备金属材料的装置中模具型腔结构示意图；
[0030]图3为本专利技术一种高压快冷制备金属材料的装置中箱体上表面结构示意图；
[0031]图中，1、箱体；2、支撑杆；3、安装板；4、第一液压冲头；5、模具型腔；6、活动板；7、通孔；8、液压伸缩杆；9、第二液压冲头；10、冷却管； 11、排水口；12、温度传感器；13、控制面板；14、高压喷头。
具体实施方式
[0032]为了更好地了解本专利技术的目的、结构及功能，下面结合附图，对本专利技术一种高压快冷制备金属材料的装置及方法做进一步详细的描述。
[0033]如图1
‑
3所示，本专利技术一种高压快冷制备金属材料的装置，包括箱体1，箱体1上部
开设有通孔7，箱体1上部相对竖直设置有两个支撑板2，两个支撑板2位于通孔7的两侧，两个支撑板2之间横向设置安装板3，安装板3两端分别固定连接在两个支撑板2上，安装板3设置有第一液压冲头4，两个支撑板2之间的箱体1上设置有模具型腔5，模具型腔5为上下开口结构，模具型腔5的上部位于第一液压冲头4下方，模具型腔5的侧壁下部固定连接在箱体1上，模具型腔5的下部开口与通孔7连通，通孔7内设置有活动板6，活动板6模具型腔5下部开口相接触，用于堵住模具型腔5下部开口，箱体1内部设置有液压伸缩杆8，液压伸缩杆8的一端固定连接在活动板6底部，液压伸缩杆8的另一端固定连接在箱体1底部，箱体1内部相对的两个侧面上对称设置有两个第二液压冲头9，箱体1内部设置有淬火机构，用于对金属铸件进行淬火。
[0034]模具型腔5侧壁内部设置有冷却系统，冷却系统包括冷却管10，冷却管 10在模具型腔5内部围绕模具型腔5呈螺旋形，冷却管10的进水口位于模具型腔5侧壁下部，冷却管10的出水口位于模具型腔5侧壁上部，用于对金属熔体进行快速冷却。
[0035]淬火机构包括8个高压喷头14，8个高压喷头14分别设置在箱体1内顶部与底部，所述箱体1内顶部的高压喷头14位于通孔7的周围，所述箱体1 内底部高压喷头14均匀分布在液压伸缩杆的周围，用于对金属固体进行淬火处理，箱体1侧壁底部设置有多个排水口11，用于将淬火过程使用过的水快速排出。
[0036]模具型腔5内壁上设置有温度传感器12，安装板上设置有控制面板13，控制面板13分别与温度传感本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压快冷制备金属材料的装置，其特征在于，包括：箱体(1)，上部开设有通孔(7)；两个支撑板(2)，相对竖直设置在箱体(1)上部，位于通孔(7)的两侧；安装板(3)，横向设置在两个支撑板(2)之间，两端分别连接在两个支撑板(2)上；第一液压冲头(4)，设置在安装板(3)的下部；模具型腔(5)，上下开口结构，设置在两个支撑板(2)之间的箱体(1)上，上部位于第一液压冲头(4)下方，侧壁下部固定连接在箱体(1)上，下部开口与通孔(7)连通；活动板(6)，设置在通孔(7)内，与模具型腔(5)下部开口相接触，用于堵住模具型腔(5)下部开口；液压伸缩杆(8)，设置在箱体(1)内部，一端连接在活动板(6)底部，另一端连接在箱体(1)底部；两个第二液压冲头(9)，对称设置在箱体(1)内部相对的两个侧面上，用于对金属铸件进行挤压；淬火机构，设置在箱体(1)内部，用于对金属铸件进行淬火。2.根据权利要求1所述的一种高压快冷制备金属材料的装置，其特征在于，所述模具型腔(5)侧壁内部设置有冷却系统，所述冷却系统包括冷却管(10)，所述冷却管(10)在模具型腔(5)内部围绕模具型腔(5)呈螺旋形，所述冷却管(10)的进水口位于模具型腔(5)侧壁下部，所述冷却管(10)的出水口位于模具型腔(5)侧壁上部。3.根据权利要求2所述的一种高压快冷制备金属材料的装置，其特征在于，所述淬火机构包括多个高压喷头(14)，多个所述高压喷头(14)分别设置在箱体(1)内顶部与底部，所述箱体(1)内顶部的高压喷头(14)均匀分布在通孔(7)的周围，所述箱体(1)内底部高压喷头(14)均匀分布在液压伸缩杆的周围。4.根据权利要求3所述的一种高压快冷制备金属材料的装置，其特征在于，所述箱体(1)侧壁底部设置有多...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨启，谭文军，关会娟，
申请(专利权)人：许昌学院，
类型：发明
国别省市：