CN102481623A - 成形部件组 - Google Patents

Abstract

一种成形部件组，其具有第1模具、第2模具和外周部件。第1模具利用钨基合金或钼基合金形成。第2模具利用钨基合金或钼基合金形成。并且，该第2模具与第1模具对置配置。外周部件至少有两个，并与第1模具和第2模具各自的外周对置配置，使得在预定的温度下，在第1模具的与第2模具对置的面和第2模具的与第1模具对置的面之间产生预定的间隙。

Description

成形部件组

技术领域

本发明涉及成形部件组。

背景技术

关于铸造用的模具，过去已经公知有利用钨基合金或钼基合金形成的模具。例如，在专利文献1(日本特开平7-232254号公报)、专利文献2(日本特开2001-179420号公报)、专利文献3(日本特开2004-352584号公报)中详细记载了利用钨基合金形成的模具，在专利文献4(日本特开平6-220566号公报)中详细记载了利用钼基合金形成的模具。

发明概要

可是，利用钨基合金或钼基合金形成的模具的价格比通常的铁系模具高，在成形加工的现场具有期望尽可能地延长利用钨基合金或钼基合金形成的模具的寿命的需求。

本发明的课题是延长利用钨基合金或钼基合金形成的模具的寿命。

本发明第一方面的成形部件组具有第1模具、第2模具和外周部件。第1模具利用钨基合金或钼基合金形成。第2模具利用钨基合金或钼基合金形成。并且，该第2模具与第1模具对置配置。外周部件至少有两个，并与第1模具和第2模具各自的外周对置配置，使得在预定的温度下，在第1模具的与第2模具对置的面和第2模具的与第1模具对置的面之间产生预定的间隙。另外，此处所说的“预定的间隙”需要是在成形品不产生毛刺和飞边的程度的间隙。并且，此处所说的“预定的温度”和“预定的间隙”，能够根据向利用第1模具和第2模具形成的模腔供给的材料的类型和温度适当设定。

因此，如果使用这种成形部件组，则能够利用第1模具和第2模具形成模腔，而且使第1模具和第2模具不接触。因此，如果使用这种成形部件组，则能够延长利用钨基合金或钼基合金形成的模具的寿命。并且，如果将模具之间的间隙形成为在成形品不产生毛刺和飞边的程度的间隙，则能够进一步延长利用钨基合金或钼基合金形成的模具的寿命。

本发明第二方面的成形部件组是根据第一方面所述的成形部件组，向利用第1模具和第2模具形成的模腔供给半熔融状态或者半凝固状态的铁系金属。并且，此时预定的间隙在200℃～300℃时为0.05mm以下。另外，预定的间隙的下限当然是大于0的值。并且，如果是这种间隙，在间隙处不产生毛刺和飞边。

本申请发明者们经过认真研究发现，在向利用第1模具和第2模具形成的模腔供给半熔融状态或者半凝固状态的铁系金属的情况下，即使在第1模具和第2模具之间形成0.05mm以下的间隙，也能够没有问题地得到没有毛刺和飞边的成形品。因此，如果采用这种成形部件组，即使在利用半熔融压铸成形法或者半凝固压铸成形法来成形铁系金属的情况下，也能够延长利用钨基合金或钼基合金形成的模具的寿命。

本发明第三方面的成形部件组是根据第一方面或者第二方面所述的成形部件组，外周部件由块体和板体构成。并且，板体以相互对置的方式进行配置。

因此，如果采用这种成形部件组，在利用第1模具和第2模具形成模腔时的合模力，能够主要由板体承受。因此，如果采用这种成形部件组，通过定期更换比块体低廉的板体，能够延长利用钨基合金或钼基合金形成的模具的寿命。因此，如果采用这种成形部件组，能够提高利用了由钨基合金或钼基合金形成的模具的成形品制造的性价比。

附图说明

图1是本发明的实施方式的压铸成形装置的局部剖视图。

图2是成形后的涡旋部件的预备成形体的外观立体图。

图3是成形后的涡旋部件的预备成形体的侧视图。

图4是成形后的涡旋部件的预备成形体的后视图。

图5是可动模的外观立体图。

图6是可动模的主视图。

图7是固定模的外观立体图。

图8是固定模的主视图。

图9是本发明的实施方式的压铸成形方法的初始工序中的成形装置的状态图。

图10是本发明的实施方式的压铸成形方法的合模工序中的成形装置的状态图。

图11是本发明的实施方式的压铸成形方法的坯料插入工序中的成形装置的状态图。

图12是本发明的实施方式的压铸成形方法的坯料填充工序中的成形装置的状态图。

图13是本发明的实施方式的压铸成形方法的坯料填充完成时的成形装置的状态图。

图14是本发明的实施方式的压铸成形方法的开模工序中的成形装置的状态图。

图15是本发明的实施方式的压铸成形方法的推出工序中的成形装置的状态图。

图16是本发明的实施方式的压铸成形方法的预备成形体取出工序中的成形装置的状态图。

具体实施方式

下面，参照附图说明压铸成形模2及具有该压铸成形模2的压铸成形装置1。

<压铸成形装置的结构>

在本实施方式的压铸成形装置(下面称为“成形装置”)1中成形涡旋部件的预备成形体50，该涡旋部件的预备成形体50是铁系部件的预备成形体，例如是涡旋压缩机的可动涡旋件的预备成形体，即，如图2～图4所示，该涡旋部件的预备成形体50具有：端板相当部分52；从端板相当部分52的一个板面朝向板面的大致垂直方向延伸的涡卷状的涡盘相当部分51；以及从端板相当部分52的涡盘相当部分侧的相反侧的板面朝向大致垂直方向延伸的圆柱状的凸台相当部分53。

成形装置1如图1所示主要由压铸成形模(以下称为“成形模”)2、涡盘推杆3、坯料插入机构6以及推杆驱动机构7构成。

在该成形装置1中，通过坯料插入机构6施加压力，从而向成形模2内部插入半熔融状态的铁系坯料或半凝固状态的铁系材料(以下称为“半熔融/半凝固金属材料”)C，由此能够对涡旋部件的预备成形体50进行压铸成形。

另外，在成形了涡旋部件的预备成形体50后，可动模11向后方(参照图1中的空白箭头Db)滑动移动而从固定模12离开(参照图14)。然后，在滑动型芯5滑动移动后，通过推杆驱动机构7将涡盘推杆3和辅助推杆9推入可动模11内部，由此，能够从可动模11内部取出涡旋部件的预备成形体50(参照图15)。

下面，在其他项目中更加详细地说明成形模2和涡盘推杆3。

<成形模的结构>

如图1所示，成形模2主要由能够沿水平方向往复移动的可动模11、被固定在未图示的台上的固定模12、滑动型芯5、涡盘推杆3和辅助推杆9构成。下面，对各个构成部件进行详细说明。

(1)可动模

如图1、图5和图6所示，可动模11主要由可动侧主模111、可动侧镶块112、可动侧压力承受板113、可动侧型芯114及可动侧冷却排气部115构成。

如图1、图5和图6所示，可动侧主模111是用于收纳可动侧型芯114、可动侧镶块112、可动侧压力承受板113及可动侧冷却排气部115的框体。如图1、图5和图6所示，可动侧主模111被固定于可动侧台板21，能够与可动台板21一起向接近固定模12的方向(图1中的空白箭头Df)以及远离固定模12的方向(参照图1中的空白箭头Db)往复移动。

如图5和图6所示，可动侧镶块112是被配置于可动侧主模111的内侧、可动侧型芯114的外侧的部件，以将可动侧型芯114控制在规定位置的方式来支撑可动侧型芯114。

如图5和图6所示，可动侧压力承受板113是被配置于可动侧镶块112的上下的板状部件，在可动模11与固定模12对准并合模时接受合模压力。另外，该可动侧压力承受板113被设计成为当在200℃～300℃的温度下与固定侧压力承受板123(后面叙述)接触时，使得在可动侧型芯114与固定侧型芯124(后面叙述)之间产生0.05mm以下的间隙。

可动侧型芯114是利用钨基合金或者钼基合金形成的模具。另外，关于钨基合金，例如可以列举Allied Material株式会社(アライドマテリアル社)的烧结超重合金Heavy Metal(ヘビイメタル)HM-1、HM-2、HM-5、HM-7、HM-7S、HM-7ST、HM-8、HM-8ST、HM-185等。并且，如图1、图5和图6所示，在该可动侧型芯114形成有：用于形成涡旋部件的预备成形体50的涡盘相当部分51的涡卷状槽13a；和用于形成端板相当部分52的凹部13b。并且，在该可动侧型芯114也形成有与涡卷状槽13a连通并延伸到可动侧冷却排气部115的多个排气槽。

可动侧冷却排气部115将从排气槽流过来的半熔融状态或者半凝固状态的金属冷却。并且，该可动侧冷却排气部115也起到将在插入半熔融/半凝固金属材料C时被挤出的模腔13内的空气排放到外部的作用。

(2)固定模

如图1、图7和图8所示，固定模12主要由固定侧主模121、固定侧镶块122、固定侧压力承受板123、固定侧型芯124及固定侧冷却排气部125构成。

如图1、图7和图8所示，固定侧主模121是用于收纳固定侧型芯124、固定侧镶块122、固定侧压力承受板123及固定侧冷却排气部125的框体。如图1、图7和图8所示，固定侧主模121被固定于固定台板22，并且始终静止。

如图7和图8所示，固定侧镶块122是被配置于固定侧主模121的内侧、固定侧型芯124的外侧的部件，以将固定侧型芯124控制在规定位置的方式来支撑可动侧型芯114。

如图7和图8所示，固定侧压力承受板123是被配置于固定侧镶块122的上下的板状部件，在固定模12与可动模11对准并连接时接受连接压力。另外，该固定侧压力承受板123被设计成为当在200℃～300℃的温度下与可动侧压力承受板113接触时，使得在固定侧型芯124与可动侧型芯114之间产生0.05mm以下的间隙。

固定侧型芯124是利用钨基合金或者钼基合金形成的模具。另外，关于钨基合金，例如可以列举Allied Material株式会社的烧结超重合金Heavy Metal HM-1、HM-2、HM-5、HM-7、HM-7S、HM-7ST、HM-8、HM-8ST、HM-185等。并且，如图1、图7和图8所示，在该固定侧型芯124形成有：用于形成圆柱状的凸台相当部分53的圆柱槽13c；用于形成横浇道54的横浇道槽13d；和供滑动型芯5插入的插入凹部13e。

固定侧冷却排气部125将从形成于可动侧型芯114的排气槽流过来的半熔融状态或者半凝固状态的金属冷却。并且，该固定侧冷却排气部125也起到将在插入半熔融/半凝固金属材料C时被挤出的模腔13内的空气排放到外部的作用。

(3)滑动型芯

如图5和图6所示，滑动型芯5是以与可动模11相互对置的方式设置的两个型芯，被滑动插入到模腔13内部，以便形成用于将半熔融/半凝固金属材料C插入模腔13的流路即横浇道槽13d，所述模腔13是在将可动模11和固定模12合模时形成的呈涡旋部件的预备成形体50的形状的铸造空间。

(4)涡盘推杆

如图1所示，涡盘推杆3安装于推杆驱动机构7，且能够通过形成于可动模11的贯通孔15，在模腔13的涡盘状槽13a的末端出没。并且，该涡盘推杆3在涡旋部件的预备成形体50的成形后，推压涡旋部件的预备成形体50的涡盘相当部分51的末端51a，从而能够从可动模11推出涡旋部件的预备成形体50。

(5)辅助推杆

如图1所示，辅助推杆9安装于推杆驱动机构7，且能够通过形成于可动模11的贯通孔16，在横浇道槽13d的坯料插入机构侧的侧面出没。并且，该辅助推杆9在涡旋部件的预备成形体50的成形后，推压横浇道54的坯料插入机构侧的侧面，从而能够从可动模11推出涡旋部件的预备成形体50。

<压铸成形法的概要>

在本实施方式中成形的涡旋部件的预备成形体50是可动涡旋件的预备成形体，在该预备成形体具有如图2～图4所示的圆柱状的凸台相当部分53。并且，在本实施方式中，在半熔融/半凝固金属材料C被插入模腔13时，半熔融/半凝固金属材料C在通过横浇道槽13d后，以从与凸台相当部分53对应的模腔部分朝向与涡盘相当部分51对应的模腔部分流动的方式被填充到模腔13中。

另外，成形后的横浇道54的一端与凸台相当部分53连接。并且，该横浇道54在从成形模2取出后被切除。

并且，在本实施方式的成形装置1中，坯料插入机构6未配置于凸台相当部分53的正后方，而是与凸台相当部分53离开横浇道槽13d的量进行配置，以便去除刚刚从坯料插入机构6流出的半熔融/半凝固金属材料C的表面水锈。因此，半熔融/半凝固金属材料C的表面水锈主要滞留于横浇道54的坯料插入机构侧部分，因而混入涡旋部件的预备成形体50的水锈减少。

<压铸成形法的步骤>

在本发明的实施方式的压铸成形法中，经过初始工序、合模工序、坯料插入工序、坯料填充工序、开模工序、滑动型芯打开工序、推出工序、预备成形体取出工序，成形了涡旋部件的预备成形体50。下面，参照图9～图16说明各个工序中的成形装置1的状态。

首先，在初始工序中，把将主模111、121、镶块112、122及型芯114、124全部对准得到的成形模2整体预备加热到约200℃。

接着，在合模工序中，如图10所示，使可动模11朝向固定模12移动，将可动模11和固定模12合模而形成模腔13。另外，此时利用压力承受板113、123，在型芯114、124的对置面产生0.05mm以下的间隙。

接着，在坯料插入工序中，如图11所示，在坯料插入机构6中投入半熔融/半凝固金属材料C。

接着，在坯料填充工序中，如图12所示，对坯料插入机构6的柱塞6a施加液压或空气压，柱塞6a被压入，半熔融/半凝固金属材料C在被施加压力的状态下被填充到成形模2内部。另外，此时，半熔融/半凝固金属材料C通过横浇道槽13d被填充到模腔13中。并且，如图13所示，在半熔融/半凝固金属M遍布整个模腔13后，半熔融/半凝固金属M在成形模2内冷却并硬化时，在模腔13内部成形有涡旋部件的预备成形体50。另外，如图2～图4所示，该涡旋部件的预备成形体50也包括形成于横浇道槽13d内部的横浇道54。

接着，在开模工序中，如图14所示，使可动模11向后方滑动移动，以使可动模11从固定模12离开，打开成形模2。另外，此时滑动型芯5以夹在涡旋部件的预备成形体50与横浇道54之间的状态向可动模11侧移动。并且，在该开模工序中，稍稍推出坯料填充机构6的柱塞6a，以使涡旋部件的预备成形体50容易从固定模12脱离。

接着，在滑动型芯打开工序中，滑动型芯5返回到初始位置。即，在该工序中两个滑动型芯5分离，成为能够取出涡旋部件的预备成形体50的状态。

接着，在推出工序中，如图15所示，推杆驱动机构7进行驱动，使涡盘推杆3及辅助推杆9从可动模11的涡盘状槽13a内部及横浇道槽13d的坯料插入机构侧的部分突出，由此涡旋部件的预备成形体50被推出。并且，在涡旋部件的预备成形体50的推出完成后，柱塞6a返回初始位置。

最后，在预备成形体取出工序中，如图16所示，从成形模2内部取出涡旋部件的预备成形体50。另外，此时涡盘推杆3和辅助推杆9返回到初始状态(参照图9)。

另外，涡旋部件的预备成形体50在横浇道54与凸台相当部分53的边界部分被切断。并且，然后涡旋部件的预备成形体50被实施机械加工，得到涡旋部件(完成品)。

<成形模的特征>

在本实施方式的成形装置1中设计成为，在压力承受板113、123于200℃～300℃的温度下相互接触时，在固定侧型芯124与可动侧型芯114之间产生0.05mm以下的间隙。因此，在该成形装置1中，能够利用固定侧型芯124和可动侧型芯114形成模腔，且使可动侧型芯114和固定侧型芯124不接触。并且，如果是这种间隙，在预备成形体不会产生毛刺和飞边。因此，如果利用这种成形装置1，能够延长型芯114、124的寿命。并且，在该成形装置1中，成形模连接时的连接压力由压力承受板113、123承受。因此，不需要更换镶块112、122，只定期更换压力承受板113、123即可。因此，能够提高预备成形体50的制造的性价比。

<变形例>

(A)在前述实施方式的成形装置1中采用了滑动型芯5，但也可以采用具有使滑动型芯一体化的形状的置入式型芯(置き中子)。

(B)在前述实施方式的成形装置1中一侧的模被固定，但也可以使两个模都是可动的。

(C)在前述实施方式的成形装置1中成形了涡旋部件的预备成形体50，但也可以成形其它部件的预备成形体。

(D)在前述实施方式的成形装置1中，利用压力承受板113、123来承受成形模2的连接压力，但也可以省略压力承受板113、123，而由镶块112、122来承受连接压力。另外，在这种情况下需要设计成为，在镶块112、122于200℃～300℃的温度下相互接触时，在固定侧型芯124与可动侧型芯114之间产生0.05mm以下的间隙。

(E)在前述实施方式的成形装置1中配置了镶块112、122，但也可以省略镶块112、122，而利用主模111、121和型芯114、124来构成模具11、12。另外，在这种情况下需要设计成为，在主模111、121于200℃～300℃的温度下相互接触时，在固定侧型芯124与可动侧型芯114之间产生0.05mm以下的间隙。

(F)在前述实施方式的成形装置1中，关于成形原材料利用了铁系的半熔融/半凝固金属M，但也可以利用除铁系的半熔融/半凝固金属M之外的金属。另外，在这种情况下，根据该金属的类型和温度，适当设定固定侧型芯124与可动侧型芯114之间的间隙。

产业上的可利用性

本发明的成形部件组具有能够延长利用钨基合金或者钼基合金形成的模具的寿命的特征，能够应用于利用由钨基合金或者钼基合金形成的模具的成形品制造。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7-232254号公报

专利文献2：日本特开2001-179420号公报

专利文献3：日本特开2004-352584号公报

专利文献4：日本特开平6-220566号公报

Claims (3)

1.一种成形部件组，该成形部件组具有：

第1模具(114)，其利用钨基合金或钼基合金形成；

第2模具(124)，其利用钨基合金或钼基合金形成，并且与第1模具对置配置；

至少两个外周部件(111、112、113、121、122、123)，所述外周部件与所述第1模具和所述第2模具各自的外周对置配置，并且使得在预定的温度下，在所述第1模具的与第2模具对置的面和所述第2模具的与第1模具对置的面之间产生预定的间隙。

2.根据权利要求1所述的成形部件组，其中，

向由所述第1模具和所述第2模具形成的模腔(13)供给半熔融状态或者半凝固状态的铁系金属(M)，

所述预定的间隙在200℃～300℃时为0.05mm以下。

3.根据权利要求1或2所述的成形部件组，其中，

所述外周部件由块体(112、122)和板体(113、123)构成，

所述板体以相互对置的方式进行配置。

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