一种制备铝合金拉伸试样的金属型模具制造技术

一种制备铝合金拉伸试样的金属型模具，包括浇口杯、直浇道、横浇道、过滤片、内浇道、冒口和旋式诱饵；直浇道的横截面积从上向下缓缓缩小，上端与浇口杯相连，直浇道下端与横浇道圆滑相连；横浇道置于型腔正下方，两者通过内浇道相连，连接处设置有陶瓷过滤片，冒口设置于型腔的垂直最高点处；所述旋式诱饵总体为圆柱形结构，并在上端附加有排气孔与冒口上端面高度平齐，底端与横浇道末端相连并相切。本发明专利技术既保证了充型率，又有效减少了浇注过程中金属液的紊流、飞溅，提高铸件力学性能、产品工艺合格率、生产效率；旋式诱饵可有效减少铸件内卷气、夹杂、双层氧化膜等铸造缺陷，显著提高铸件质量、成型率，降低生产成本，避免不必要的铝液损失。损失。损失。

【技术实现步骤摘要】
一种制备铝合金拉伸试样的金属型模具


[0001]本专利技术属于铝合金铸件铸造领域，具体涉及一种底注式金属型模具，并在此基础之上添加旋式诱饵装置，以实现消除部分铸造缺陷提高铸件质量，适用于小型铝合金铸件的铸造成型。

技术介绍

[0002]在工业铸造生产中，传统重力铸造因其操作便捷、成本低廉，应用颇为广泛。由于铝合金的特性，在铸造过程中会出现吸收氢气的现象，从而造成气孔、裂纹等铸造缺陷。该缺陷产生于熔炼过程，通过加入盐类物质可以达到很好的除气效果。而近年来一些国内外研究表明，铸造铸件中大部分缺陷都是在充型过程中产生的，未充满的浇道中熔融的金属液表面紊流造成的卷入性缺陷等。而随着检测手段的进步，越来越多的证据显示，铸件中的气孔、微裂纹、缩孔缩松等缺陷与金属液表面氧化产生的氧化膜的卷入有着强烈的关联。上述在充型过程中产生的缺陷都是由于金属型模具以及浇注方式设计的不科学和不合理性。当前，国内运用最广泛的依然是顶浇重力金属型模具，从多方面影响着铸件的质量和力学性能。基于此现状，一种设计更加科学合理，有效避免金属液充型过程中产生铸造缺陷的金属型模具的提出，对整个铸造工业有着深远的意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于解决传统重力金属型模具的缺陷和不合理性，并改善传统底部金属型模具可能存在的潜在不足，提供了一种科学合理的铝合金拉伸试样制备金属型模具，通过本金属型模具使得在充型过程中，金属液流动稳定、平缓，有效消除铸造缺陷。
[0004]本专利技术是通过以下技术方案实现的。
[0005]本专利技术所述的一种铝合金拉伸试样制备金属型模具，包括浇口杯、直浇道、横浇道、过滤片、内浇道、拉伸棒试样、冒口、旋式诱饵、排气孔。
[0006]所述直浇道为上大下小的锥形，上端与浇口杯相连，浇口杯设置有可以插拔的拔塞，直浇道下端与横浇道相连，两者之间使其圆滑过渡；所述横浇道位于拉伸棒试样的正下方，两者通过内浇道相连，连接处设置有过滤片，冒口设置于型腔的垂直最高点处；所述旋式诱饵总体为圆柱形结构，并在上端附加有排气孔，排气孔与冒口上端面高度平齐，其底端与横浇道末端相连并相切。
[0007]金属型模具入口处设置浇口杯，其外侧设计为圆柱形，中间为漏斗形，以使金属液在浇口杯中形成一定的压力，从而达到低压铸造的效果，提高金属液进入金属型模具的初始速度，一定程度上提高底注式金属型模具的充型率。
[0008]所述直浇道垂直高度大于等于拉伸棒试样、冒口、内浇道的总高度，并与横浇道成90
°
，其上端连接浇口杯下端出口，其下端与横浇道入口连接，直浇道的横截面积从上向下缓缓缩小，以减少金属液在直浇道中难以充满而导致的卷入性缺陷。
[0009]所述横浇道与直浇道连接处不设置浇口窝，采取直接过渡，过渡应保证圆滑，横浇
道长度应大于铸件水平排放的总长度，横浇道的高度沿末端方向缓缓收窄，横浇道的初始高度为合金临界高度，末端高度取决于合金临界高度的1/2，如铝合金临界高度为12mm，横浇道初始高度取12mm，横浇道的末端高度则取临界高度的1/2高6mm。从而使多铸件充型的情况下，铸件的充型时间和顺序达到一致，以消除因为充型、凝固时间不同而导致的铸件性能差异。
[0010]金属型模具内设置降速装置，在横浇道与内浇道连接处放置过滤片，从而降低金属液的流动速度，以消除湍流造成的卷入性缺陷。所述过滤片为泡沫陶瓷过滤片，孔密度为15ppi，其面积大于内浇道总面积，并将内浇道完全覆盖。
[0011]冒口设置于型腔浇注位置的最高点，延铸件水平长度方向放置于热节上端，此专利技术无需设置侧冒口以及内浇道位置的暗冒口，依靠重力、压力作用即可完成补缩。冒口大小取决于铸件大小，其主要尺寸为根部直径，约为铸件热节直径的1.1~1.8倍。
[0012]所述旋式诱饵由一个圆柱体和排气孔组成，作为一个额外的圆柱形截面体，通常设置在流道的末端位置，横浇道在其偏心位置与其相连即横浇道与旋式诱饵相切。此时旋式诱饵作为一个典型的漩涡系统，此外其顶部还设置有一个排气孔与外界相连，可以从金属型模具中排出气体。
[0013]本专利技术所述铝合金拉伸试样制备金属型模具主要用于制备标准铝合金拉伸试样或结构复杂、性能要求较高的小尺寸铝合金铸件，可实现通过金属液自身重力达到低压浇注的效果，并且改善传统重力浇注和传统底部浇注所产生的铸造缺陷，提高铸件出品率、生产效率、力学性能。
[0014]与传统重力金属型模具和传统底部金属型模具相比，本专利技术的有益效果为：1.金属型模具内浇道位于拉伸棒式样的底部，与传统重力浇注设置于顶部或两侧不同，如此设计可以避免充型初期阶段金属液直接与型腔接触引起的飞溅和紊流。
[0015]2.本专利技术设计有降速装置，位于横浇道与内浇道连接处设置了过滤片，其主要作用是降低金属液进入型腔时的流动速度从而减少湍流造成的卷入性缺陷，使充型平缓、稳定，其另一个作用是过滤掉一定的杂质、氧化物、气泡，是金属液更加纯净，从而提升铸件力学性能。
[0016]3.本专利技术所述的直浇道和横浇道均不同于传统底部金属型模具的水平规则形状，直浇道采用了上大下小的锥形设计，以解决金属液在直浇道内充不满的情况，并且横浇道也采用了由左至右逐渐收窄的设计，从而使得在多个铸件的铸造时可以保证充型同时完成。两者连接处采用圆弧状的圆滑过渡，从而保证金属液在金属型模具中始终处于充满的状态，使得湍流失去了空间条件。
[0017]4.本专利技术将冒口设置于拉伸棒式样的顶部，充型后通过重力以达到补缩效果，从而消除缩孔缩松使充型更加完整。而传统重力金属型模具会在内浇道处设置暗冒口以起到补缩效果，本专利技术可以有效减少暗冒口在清除过程中的流程，保护铸件不受该操作的损坏，极大提高生产效率和铸件质量。
[0018]5.旋式诱饵是在传统底部金属型模具的基础之上额外增加的一个装置，由一个圆柱体和排气孔组成，作为一个额外的圆柱形截面体，通常设置在流道的末端位置，横浇道在其偏心位置与其相连即横浇道与旋式诱饵相切。此时旋式诱饵作为一个典型的漩涡系统，通常，位于金属液前沿的液体通常冷却较快，并会有卷气、夹杂非金属杂质物，这些冷的质
量较差的金属液会因为向心力被吸引进入旋式诱饵。该设计的目的应该为：金属液流速下降，液体合金脱气，在旋式诱饵中捕获非金属杂质物。此外其顶部还设置有一个排气孔与外界相连，可以从金属型模具中排出气体。
附图说明
[0019]图1为传统底注式金属型模具立体图。
[0020]图2为本专利技术的底注式金属型模具立体图。
[0021]图3 传统底注式金属型模具成型拉伸棒试样断口形貌。
[0022]图4 传统底注式金属型模具成型拉伸棒试样断口形貌及能谱点扫。
[0023]图5 本专利技术的底注式金属型模具成型拉伸棒试样的断口形貌。
[0024]附图标记： 1
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浇口杯；2
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直浇道；3
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横浇道；4
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过滤片；5
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内浇道本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝合金拉伸试样制备金属型模具，其特征是包括浇口杯、直浇道、横浇道、过滤片、内浇道、拉伸棒试样、冒口、旋式诱饵、排气孔；所述直浇道为上大下小的锥形，上端与浇口杯相连，浇口杯设置有可以插拔的拔塞，直浇道下端与横浇道相连，两者之间使其圆滑过渡；所述横浇道位于拉伸棒试样的正下方，两者通过内浇道相连，连接处设置有过滤片，冒口设置于型腔的垂直最高点处；所述旋式诱饵总体为圆柱形结构，并在上端附加有排气孔，排气孔与冒口上端面高度平齐，其底端与横浇道末端相连并相切；金属型模具入口处设置浇口杯，其外侧设计为圆柱形，中间为漏斗形；所述直浇道垂直高度大于等于拉伸棒试样、冒口和内浇道三者相加的总高度，并与横浇道成90
°
，其上端连接浇口杯下端出...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭洪民，常伟杰，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：