一种铝合金拉伸试棒的铸造模具制造技术

本发明专利技术涉及铝合金铸造技术领域，特别是涉及一种铝合金拉伸试棒的铸造模具

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金拉伸试棒的铸造模具


[0001]本专利技术涉及铝合金铸造领域，特别是涉及凝固温度范围较宽的一种铝合金拉伸试棒的铸造模具
。

技术介绍

[0002]铸造铝合金拉伸试棒是反映铝合金力学性能最直接的样品，现有拉伸试棒的浇铸系统多依据
GB/T1173
‑
2013
来设计
。
在拉伸试棒的模具设计中，为减少模具重量以及操作的便利，其直浇道均为竖直设置，在
202210490260.6
中公开的浇注通道包括横浇道
、
直浇道
、
第一补缩浇道
、
补缩冒口
、
第二补缩浇道和内浇道，直浇道和补缩冒口分别设置在横浇道的上部，内浇道和试棒型腔分别设置在横浇道的上方，直浇道
、
补缩冒口与横浇道相连通，直浇道通过内浇道与补缩冒口相连通，补缩冒口通过第一补缩浇道
、
第二补缩浇道与试棒型腔相连通，底模设有浇注口，横浇道与浇注口相连通
。
[0003]实际应用中发现，存在的问题包括：
1.
试棒浇注时，因直浇道为竖直设置，液态金属流入后，模具内部分气体排出与流入液态金属处于同一通道，两者会发生冲撞，气体排出不及时，易形成卷气和夹杂现象；严重时会造成液态金属返涌飞溅等的现象，影响拉伸试棒的质量
。2.
试棒成型区的液体来自集渣腔
。
两者的链接通过内浇道实现
。
内浇道与集渣腔连接的位置
(
高度
)
多来自于经验的设计
。
该位置
(
高度
)
的不同会导致集渣腔内金属液进入内浇道的液体压力存在差异，导致试棒成型后期的补缩效果也存在不同
。
在随后的试棒补缩中会因为金属液压力不同，导致对试棒补缩效果不稳定，而目前还没有能够对内浇道与集渣腔的连接位置进行确定的研究
。3.
对于宽结晶温度范围的合金，随着浇注过程的进行，合金液糊状凝固的特征更加明显，液体流动性显著下降，导致液体充型不完整，试棒凝固过程中无法得到有效的液体补缩，造成成型试棒存在缩孔
、
缩松或形成冷隔等缺陷，浇注的试棒通常伴有夹渣
、
气孔
、
缩松
、
冷隔等铸造缺陷，导致试棒无法合理反映合金的真实力学性能
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种铝合金拉伸试棒的铸造模具，以解决现有技术中存在的宽结晶温度范围合金试棒浇铸成型时，对试棒补缩效果不稳定，所制得的试棒存在缺陷，无法反映合金的真实力学性能的问题
。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供以下方案：一种铝合金拉伸试棒的铸造模具，包括两片分离的模具本体，两片模具本体相互扣合，其内腔内设置有浇注口，直浇道，止速道，集渣腔，内浇道，试棒内腔，补缩腔，卡位座，定位座和排气通孔；
[0006]所述浇注口设置于模具内部的右顶端，与浇注口下端连接的直浇道倾斜设置；在直浇道的下部中间位置连通设置有倾斜向上的止速道，止速道的左端连通于垂直设置的集渣腔的中部，集渣腔左侧壁上连通有倾斜向上的内浇道，内浇道与集渣腔的连接位置高度为
Z
D
＝
Z
C
+(a/b)
，其中
Z
C
＝
a/2
，
Z
D
为内浇道与集渣腔的连接位置高度，，
Z
C
为集渣腔纵剖面形状的形心高度，
a
为纵剖面形状长度，
b
为纵剖面形状宽度；
[0007]内浇道左端连通有试棒内腔，试棒内腔的正上方设置有薄片状的补缩腔，补缩腔的下部两侧与试棒内腔的上部两侧连通；补缩腔上部连通有数条排气通孔
。
[0008]进一步的，上述止速道与集渣腔连接处位于集渣腔形心以下
。
[0009]进一步的，上述直浇道与水平面的倾斜角度为
70
°
。
[0010]进一步的，上述补缩腔的厚度5‑
8mm
，其内壁均布直径2‑
4mm
的盲孔，盲孔内填充有保温泥；所述排气通孔的孔径小于
2mm。
[0011]与现有技术相比，本专利技术的显著进步为：
[0012]1.
本专利技术可有效保障拉伸试棒的质量：本专利技术提供的模具，在试棒浇注初期，液态金属不能完全充满倾斜浇道，液态金属沿着倾斜设置的直浇道流入，模具中排出的部分气体从倾斜直浇道的顶端排出，液态金属着倾斜直浇道的底端流入
。
气体与液态金属界面明显，两者不发生冲突，因此液态金属流速稳定，模具中部分气体也可沿着直浇道的顶部及时排出，有效减少了卷气和夹杂现象的产生；在试棒浇注中后期，液态金属充满直浇道，模具中的气体就会在液态金属的推动下，从排气通孔排出
。
此过程中，模具中气体对流动的液态金属起阻碍作用，使得液态金属流动速度降低，液态金属流动界面前沿稳定，液态金属不会发生卷气，不会造成液体返涌飞溅等的现象，保障了拉伸试棒的质量
。
同时，本专利技术给出了直浇道的最佳倾斜角度，在此斜度下，液态金属流动界面前沿最稳定，保障了拉伸试棒的质量
。
[0013]2、
本专利技术设计思路巧妙，从浇道角度设计
、
内浇道高度设计和顺序凝固为主要设计理念，解决宽结晶温度范围合金试棒浇铸成型产生缺陷的技术问题
。
该设计实现了铝合金液的稳定充型
、
杂质净化和定向凝固，降低了合金对浇注工艺的依赖性，提高了拉伸试棒的良品率
。
特别适用于宽结晶温度范围的合金
。
由于补缩腔内壁的盲孔中填充保温泥，保证补缩腔内金属液体保持良好的流动性，这是整个模具最后凝固的部分
。
试棒内腔充满后，可实现试棒从下到上的顺序凝固，试棒可实现液体的有效补缩，成型完整
。
凝固过程中，由于顺序凝固，补缩充分，显著降低试棒存在缩孔或缩松的几率，浇注的试棒无夹渣
、
气孔
、
缩松等铸造缺陷，可真实反映合金的力学性能
。
[0014]3.
本专利技术给出了内浇道与集渣腔连接的位置
(
高度
)
关系的计算方法，为内浇道与集渣腔位置
(
高度
)
设计提供了理论依据
。
使得集渣腔内金属液进入内浇道的液体压力最大，可实现试棒成型后期的补缩效果最佳，补缩效果稳定
。
附图说明
[0015]图1为拉伸试棒模具结构示意图；
[0016]图2为倾斜管路中匀速流动流体动力学平衡方程图解；
[0017]图3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种铝合金拉伸试棒的铸造模具，包括两片分离的模具本体，两片模具本体相互扣合，其内腔内设置有浇注口
(1)
，直浇道
(2)
，止速道
(3)
，集渣腔
(4)
，内浇道
(5)
，试棒内腔
(6)
，补缩腔
(7)
，卡位座
(8)
，定位座
(9)
和排气通孔
(10)
，其特征在于
:
所述浇注口
(1)
设置于模具内部的右顶端，与浇注口
(1)
下端连接的直浇道
(2)
倾斜设置；在直浇道
(2)
的下部中间位置连通设置有倾斜向上的止速道
(3)
，止速道
(3)
的左端连通于垂直设置的集渣腔
(4)
的中部，集渣腔
(4)
左侧壁上连通有倾斜向上的内浇道
(5)
，内浇道
(5)
与集渣腔
(4)
的连接位置高度为
Z
D
＝
Z
C
+(a/b)
，其中
Z
C
＝
a/2)Z
D
为内浇道
(5)
与集渣腔...

【专利技术属性】
技术研发人员：李高宏，许岗，黄亮，李飞，姚婷，马鹏，郭振潼，
申请(专利权)人：陕西有色榆林新材料集团有限责任公司陕西美鑫产业投资有限公司，
类型：发明
国别省市：