CN104624965A - 一种模温可控的金属型拉伸试样模具 - Google Patents

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孔维兵
王洪飞
胡心平
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    • G—PHYSICS
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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Abstract

本发明公开了一种模温可控的金属型拉伸试样模具，包括模具上模、模具下模、加热板、隔热片、内六角螺钉、平垫片、盖板、热电偶、接触器、温度控制器。所述的模具上模靠近型腔的位置配制有用于安放热电偶的螺纹孔；所述的模具上模和模具下模各设置有一个安放销钉的小孔；所述的加热板上各有一副接线柱，加热板、隔热片、热电偶、接触器、温度控制器等组成了一套模具温度控制系统。本发明设计了一套完整的模具温度控制系统，通过控制系统能够很好地设定实验所需要的模具温度，同时该发明能够同时生产矩形截面和圆形截面拉伸试样，结构设计合理，操作灵活，模具制作方便，实用性强。

Description

一种模温可控的金属型拉伸试样模具
技术领域
本发明属于金属型铸造领域。
背景技术
在现代制造业的发展中，金属型铸造是一种重要的材料成型加工工艺，是关系国计民生的重要行业,甚至在一些高精尖的航天国防工业都离不开金属型铸造生产提供的相关零部件。但是在生产各种零件之前，工程师往往需要检测各种铸件的机械性能，本着节约资源的理念，首先进行拉伸试样的生产铸造。
目前大多用于生产拉伸试样研究所使用的模具主要有：张家港润盛科技材料有限公司陈锴发明的模具（程红，陈军，张纯平等。一种制作拉伸测试试样铝板的冲压模具：中国，103934369 A.2014.07.23）和广西华纳新材料科技有限公司龙小娥发明的模具（朱勇，李佩华，李文婷等。一种用于硅酮胶拉伸试件模具：中国103674642 A.2014.03.26）。这些模具广泛应用科学研究和生产实验中，但是这些类型的模具生产的铸件单一，并且在生产铸件时模具型腔的温度比较低，很难有效的进行控制，生产的铸件充型困难，容易产生浇不足，很难反映出材料的真实性能。
综上所述，本领域目前缺少一种可以生产多种类型拉伸试样，模具温度可控的金属型模具。
发明内容
针对上述金属型模具在铸造过程中出现的问题和缺陷，结合测试铸件机械性能的需要，本发明提出了一种模温可控的金属型拉伸试样模具。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种模温可控的金属型拉伸试样模具，包括模具上模、模具下模、加热板、隔热片、内六角螺钉、平垫片、盖板、热电偶、接触器、温度控制器。所述的模具上模靠近型腔的位置配制有用于安放热电偶的螺纹孔；所述的模具上模和模具下模各设置有一个安放销钉的小孔；所述的加热板上各有一副接线柱。
进一步地，所述模具上模靠近型腔的位置安装热电偶。
进一步地，所述模具上模和模具下模外侧各有一块加热板。该加热板内部铺设电热器，该电热器通过接线柱连接电源。
进一步地，所述模具上模和加热板以及隔热片盖板通过内六角螺钉连接，内六角螺钉与盖板之间装有平垫片；所述模具下模和加热板以及隔热片盖板通过内六角螺钉连接，内六角螺钉与盖板之间装有平垫片。
进一步地，所述模具上模和模具下模通过销钉连接，闭合后形成型腔，该型腔包括拉伸试样型腔、浇注系统、排溢系统，金属液由浇口浇入后通过浇注系统流入到拉伸试样型腔，型腔内的气体通过排溢系统排出。
进一步地，所述模具能同时生产矩形截面和圆形截面拉伸试样。
进一步地，所述模具加热板通过接线柱与接触器、温度控制器等连接形成温度控制系统，通过热电偶感知模具型腔的温度，在温度控制器上显示，并与温度控制器设定的温度进行比较，将结果反馈到温度控制器，温度到达设定时，接触器断开电源，加热板停止工作，温度低于设定值时，接触器接通电源，加热板继续工作。
进一步地，所述模具由加热板、隔热片、热电偶、接触器、温度控制器组成的适合于金属型铸造模具的温度控制系统。与现有的铸造拉伸试样的模具相比，本发明设计了一套完整的模具温度控制系统，通过控制系统能够很好地设定实验所需要的模具温度，同时该发明能够同时生产矩形截面和圆形截面拉伸试样，结构设计合理，操作灵活，模具制作方便，实用性强。
附图说明：
图1是实施例中金属型模具型腔结构关系示意图。
图2是实施例中金属型模具模具3D模型结构示意图。
图3是实施例中金属型模具整体装配结构示意图。
图4是实施例中金属型模具温度控制系统示意图。
图5是实施例中金属型模具利用铸造凝固模拟软件PROCAST模拟后的模具铸件充型图。
图6是实施例中金属型模具利用铸造凝固模拟软件PROCAST模拟后的模具铸件充型时间图。
图7是实施例中金属型模具利用铸造凝固模拟软件PROCAST模拟后的模具铸件凝固时间图。
图8是实施例中金属型模具利用铸造凝固模拟软件PROCAST模拟后的试样缩孔缩松分布图。
附图标记：
1，12内六角螺钉   2，11平垫片  3，10.盖板  4，9 隔热片
5，8加热板   6上模    7下模    13销钉   14热电偶   15温度控制器  16接触器
具体实施方案：
下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的说明：
 如图1所示，一种模温可控的金属型拉伸试样模具能同时生产矩形截面和圆形截面拉伸试样，以及型腔关系。如图4所示，一种模温可控的金属型拉伸试样模具按图3进行装配，将热电偶装入模具型腔的螺纹孔，另一端连接到温度控制器上；加热板上的接线柱通过导线连接到接触器上；温度控制器通过到导线将温度信息传递到接触器上，从而到达控制接触器接通与断开加热板电源的目的。
实施案例
一种模温可控的金属型拉伸试样模具的浇注系统通过铸造凝固模拟软件PROCAST进行优化后确定。为了提高充型效率，改善充型过程中的流场和温度场分布，我们采用了浇口厚度为3mm的浇注系统，底注。图5、图6、图7、图8分别为其液体充型接近完毕（98%）的液体充型图、充型时间分布图、铸件凝固时间分布图以及试样缩孔缩松分布图。其中，模具材料采用H13钢，铝镁合金采用ZL301。
显然，附图中描述位置关系的仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种模温可控的金属型拉伸试样模具，其特征在于，包括模具上模（6）、模具下模（7）、加热板（5、8）、隔热片（4、9）、内六角螺钉（1、12）、平垫片（2、11）、盖板（3、10）、热电偶（14）、接触器（16）、温度控制器（15）；所述的模具上模（6）靠近型腔的位置配制有用于安放热电偶（14）的螺纹孔；所述的模具上模（6）和模具下模（7）各设置有一个安放销钉的小孔；所述的加热板（5、8）上各有一副接线柱。
2.根据权利要求1所述的模温可控的金属型拉伸试样模具结构，其特征在于，所述模具上模靠近型腔的位置安装热电偶（14）。
3.根据权利要求1所述的模温可控的金属型拉伸试样模具结构，其特征在于，所述模具上模（6）和模具下模（7）外侧各有一块加热板（5、8）；该加热板(5、8)内部铺设电热器，该电热器通过接线柱连接电源。
4.根据权利要求1所述的模温可控的金属型拉伸试样模具结构，其特征在于，所述模具上模（6）和加热板（5）以及隔热片（4）盖板（3）通过内六角螺钉（1）连接，内六角螺钉（1）与盖板（3）之间装有平垫片（2）；所述模具下模（7）和加热板（8）以及隔热片（9）盖板（10）通过内六角螺钉（12）连接，内六角螺钉（12）与盖板（10）之间装有平垫片（11）。
5.根据权利要求4所述的模温可控的金属型拉伸试样模具结构，其特征在于，所述模具上模（6）和模具下模（7）通过销钉连接，闭合后形成型腔，该型腔包括拉伸试样模腔、浇注系统、排溢系统，金属液由浇口浇入后通过浇注系统流入到拉伸试样型腔，型腔内的气体通过排溢系统排出。
6.根据权利要求5所述的模温可控的金属型拉伸试样模具结构，其特征在于，所述模具能同时生产矩形截面和圆形截面拉伸试样。
7.根据权利要求1所述的模温可控的金属型拉伸试样模具结构，其特征在于，所述模具加热板（5、8）通过接线柱与接触器（16）、温度控制器（15）等连接形成温度控制系统，通过热电偶（14）感知模具型腔的温度，在温度控制器（15）上显示，并与温度控制器（15）设定的温度进行比较，将结果反馈到温度控制器（15），温度到达设定时，接触器（16）断开电源，加热板（5、8）停止工作，温度低于设定值时，接触器（16）接通电源，加热板（5、8）继续工作。
8.根据权利要求7所述的金属型拉伸试样模具，其特征在于，由加热板（5、8）、隔热片（4、9）、热电偶（14）、接触器（16）、温度控制器（15）组成的适合于金属型铸造模具的温度控制系统。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110625072A (zh) * 2019-10-29 2019-12-31 河北立中有色金属集团有限公司 一种新型多根拉伸试棒模具
EP3608650A1 (en) * 2018-08-09 2020-02-12 SP Schwäbische Prüfanlagen UG (haftungsbeschränkt) Specimen arrangement for testing characteristics of materials, and specimen mold to fabricate the specimen arrangement
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