CN104907523A - 排气型芯结构以及真空压铸系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种排气型芯结构以及真空压铸系统属于金属合金真空压铸技术领域。该排气型芯结构的排气型芯被配置有第一端口和相对的第二端口，其中，所述排气型芯的第一端口连通所述压铸模具的型腔的深腔结构的深腔，所述排气型芯的第二端口连通外部的真空管路；该真空压铸系统包括该排气型芯结构，所述排气型芯结构被对应设置在所述型腔的深腔结构处，所述真空装置被配置为通过所述真空管路和所述排气型芯结构同时抽出所述深腔结构的深腔中的空气。该真空压铸系统压铸形成的铸件的缺陷少。

Description

排气型芯结构以及真空压铸系统

技术领域

本发明属于金属合金真空压铸技术领域，具体涉及一种设置在压铸模具的型腔的深腔结构出处的排气型芯结构以及使用该排气型芯结构的真空压铸系统。

背景技术

压力铸造(简称压铸)的实质是在高压作用下，使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸型型腔，并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。

在金属合金(例：铝合金)压铸过程中，金属液注入模具型腔前，模具型腔内充满大量空气，金属液注入后压铸机冲头在推射金属液进入模具型腔过程中，模具型腔内残留的空气由于无法全部排出而有一部分混入金属液，在金属液凝固成型后，空气残留在铸件内部形成气孔。由于气孔残留部质地疏松而破坏压铸件品质，影响压铸件强度和机械性能。行业内为解决上诉问题，在调整压铸条件的同时，会采取一些特殊方法降低压铸件内部气孔，比较常用的有真空压铸法等。

所谓真空压铸是通过在压铸过程中抽除压铸模具型腔内的气体而消除或显著减少压铸件内的气孔和溶解气体，从而提高压铸件力学性能和表面质量的先进压铸工艺。

随着铸件结构的复杂化程度越来越高，真空压铸通常因为模具型腔的封闭性不佳等问题导致内部真空度不够，容易残留气体，从而容易在铸件中产生气孔、收缩等缺陷，影响铸件质量。

以铝合金汽车零部件的真空压铸为例，为了响应低碳环保，汽车朝着节能、轻量化方向发展，汽车零部件的结构更加紧凑、复杂，直接导致零部件的现有制造工艺无法满足产品的结构性能要求。为了使现有制造方法能满足零件性能要求，复杂铸件模具一般有2个或2个以上抽芯结构，并采用真空铸造法。但由于采用多面抽芯，模具活动面比较多，因此，抽芯结构的增加容易导致模具的型腔密封性能下降， 无法确保型腔内正常的真空水平，在铸造中，型腔内容易仍残留部分气体，从而容易产生气孔等缺陷。

有鉴于此，有必要提出一种新型的排气型芯结构以及真空压铸系统。

发明内容

本发明的目的在于，提高真空压铸的铸件质量。

为实现以上目的或者其他目的，本发明提供以下技术方案。

根据本发明的一方面，提高一种排气型芯结构，包括被设置在压铸模具中的排气型芯，所述排气型芯被配置有第一端口和相对的第二端口，其中，所述排气型芯的第一端口连通所述压铸模具的型腔的深腔结构的深腔，所述排气型芯的第二端口连通外部的真空管路。

按照本发明一实施例的排气型芯结构，其中，所述排气型芯结构还包括延长管和转向接头，所述延长管的第一端与所述排气型芯的第二端口密封连接，所述延长管的第二端与所述转向接头的第一端密封连接。

按照本发明一实施例的排气型芯结构，其中，所述排气型芯结构还包括双外牙接头和铜管，所述铜管通过所述双外牙接头与所述转向接头的第二端密封连接，所述转向接头通过所述铜管与外部的真空管路连接。

根据本发明的又一方面，提供一种真空压铸系统，包括压铸机、压铸模具以及用于抽出压铸模具内部的型腔的空气的真空装置，其中，还包括以上所述及的任一种排气型芯结构，所述排气型芯结构被对应设置在所述型腔的深腔结构处，所述真空装置被配置为通过所述真空管路和所述排气型芯结构同时抽出所述深腔结构的深腔中的空气。

按照本发明一实施例的真空压铸系统，其中，对应所述排气型芯结构设置有用于连通所述真空管路的排气管路。

按照本发明又一实施例的真空压铸系统，其中，所述压铸模具包括可动型和固定型，所述排气型芯结构设置在所述固定型上。

优选地，所述排气型芯结构与固定型之间的单边间隙设置在在0.05mm至0.08mm的范围内。

按照本发明还一实施例的真空压铸系统，其中，所述压铸模具还包括阀体管路和设置在所述阀体管路上的阀体，在所述阀体打开时所述型腔通过所述阀体管路可选择地与所述真空管路连通。

按照本发明再一实施例的真空压铸系统，其中所述真空压铸系统还包括与所述真空管路并联设置的压缩气体管路。

具体地，所述真空管路射所述压缩气体管路上设置有第一控制阀和第二控制阀。

本发明的技术效果是，通过布置排气型芯结构，可以容易地保持深腔结构的深腔保持在一定的真空度，可以防止因深腔中包裹空气或收缩所形成的缺陷，采用该压铸系统压铸形成的铸件的质量高，尤其适应于结构复杂的各种铸件的真空压铸。

附图说明

从结合附图的以下详细说明中，将会使本发明的上述和其他目的及优点更加完整清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的标号表示。

图1是模具的型腔中的深腔结构示意图。

图2是深腔结构中产生铸造缺陷的示意图。

图3是按照本发明一实施例的真空压铸系统的结构示意图。

图4是按照本发明一实施例的排气型芯结构的装配结构示意图。

具体实施方式

下面介绍的是本发明的多个可能实施例中的一些，旨在提供对本发明的基本了解，并不旨在确认本发明的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明的实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的其他实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。

申请人发现，在复杂铸件结构的模具中，特别是在型腔的深腔结构处形成气孔和/或收缩等缺陷。

图1所示为模具的型腔中的深腔结构示意图。在本发明中，如图1所示，T对应相应的铸件的平均壁厚，在腔体部分的深度L大于或等于5T时，这样的腔体可以定义为深腔结构。在充填金属液的过程中，如图1所示，壁对应部分的充填方向大致垂直深腔结构的深腔，金属液进入深腔后大致以如图1所示的方向运动，深腔内的气体被流动的金属夜封闭在深腔内，无法被抽出，因此，充填过程中，在深腔结构的深腔中容易形成裹气，从而容易形成气孔。并且，如果深腔结构的深腔厚度G大于或等于铸件的平均壁厚T，在深腔位置处还容易伴随形成有收缩缺陷。图2所示为深腔结构中产生铸造缺陷的示意图，其中深腔肉厚区级深腔厚度G，其大于平均壁厚。

需要理解的是，图1仅是示例性地说明模具中的深腔结构以及其中的缺陷在真空压铸中产生的原理。深腔结构的具体形状、在型腔中的位置等可能根据铸件的形状的不同而不同。

本发明实施例的排气型芯结构是针对模具中的深腔结构在真空铸造中的缺点而对应设置的。

图3所示为按照本发明一实施例的真空压铸系统的结构示意图。如图3所示，该真空压铸系统10使用压铸机和压铸模具，压铸模具置于相应的压铸机上，压铸模具同样地包括可动型140和固定型130两部分，在可动型140和固定型130合模后，在压铸模具中形成型腔150，型腔150的具体结构形状主要根据具体需要压铸形成的铸件的结构形状决定，在该实施例中，其具有比较明显的深腔结构，例如，如图1所示的深腔结构。

压铸模具还包括设置在阀体管路310上的阀体210，阀体210可实现型腔150开闭功能，控制其与外部的空气连通。阀体210的具体类型以及结构不受发明限制。在阀体管路310，优选地设置有空气过滤装置311，用于防止型腔150中的颗粒等被抽进真空罐。阀体管路310的外端分叉形成有压缩空气管路和真空管路，压缩空气管路和真空管路并联连接至管路312。在真空管路上，设置有控制真空罐410与型腔150连通的控制阀314，在压缩空气管路上，设置有可控制压缩空气的控制阀313；通过设置控制阀314和控制阀313，可以选择地使型腔150处于抽真空模式还是吹扫模式。其中，真空罐410上对应接有用于抽出真空罐内空气的真空泵420。

在本发明的压铸系统中，在压铸模具的型腔150的深腔结构处，还设置有排气型芯结构220，每个排气型芯结构220对应设置有排气管路230，从而使深腔结构的深腔与外部的真空装置(例如真空罐410)接通，深腔结构中在充填金属液过程中不能通过阀体管路310所抽出的气体，可以通过排气型芯结构220和排气管路230及时抽出，从而可以防止气孔和收缩等缺陷。

在该实施例中，如图3所示，压铸模具还包括料筒120，从料筒120的给汤口注入金属液160(例如可以但不限于为铝合金熔液)。

图3所示的压铸系统在具体工作过程中，压铸机的压射冲头110可以被压铸机的控制模块(图中未示出)所控制，从而在设定位置点将压射冲头110推至预定位置，控制阀314打开、控制阀313关闭，阀体210接通，使真空罐410与型腔150连通。使型腔150内到达一定真空度，同时，压射冲头110由压铸机控制继续移动，向型腔150中注入金属液160。金属液160充填至排气型芯结构220所在深腔结构区域后，金属液160可以将型腔150分为两个不同的腔体部分，这是因为，充填型腔150的金属液是流动的，当金属液流动到深腔结构所在位置时，深腔与其他未充填的腔体部分将被金属液分隔开。此时，其他未充填的腔体部分仍与阀体管路310连通，可以正常抽真空，而被金属液分隔开的深腔中，不能继续通过阀体管路进行正常抽真空。而此时，深腔结构的深腔部分与排气型芯结构220连通，从而与外部的真空装置连通，可以继续抽出其中的空气，使之保持在一定的真空度。因此，整个型腔仍能保证一定的真空度。并且，由于排气型芯结构220所在区域为深腔结构，无抽芯分型面，密封效果较好，有利于实现高真空度。

在充填结束时，金属液160在压力作用下快速凝固，这样可以使排气型芯结构220处的真空通道关闭，同时阀体210由其自身功能自动关闭，同时或短暂延时后，真空管路的控制阀314关闭。

在型腔中的铸件完全凝固后，可动型140移动，打开铸件型腔150，取出铸件后。真空控制系统(图中未标出)控制压缩空气管路的控制阀313打开，压缩空气通过管路312清理真空阀210和排气型芯结构220，保证下一压铸循环过程中的排气通道畅通。

继续如图3所示，在一实施例中，排气型芯结构220与固定型130 之间的单边间隙优选地控制在0.05-0.08mm范围内，较小间隙可以使空气通过但是金属液160无法进入。

需要理解的是，尽管图3中仅示例地设置了一个排气型芯结构220和排气管路230，但是，排气型芯结构的具体数量不是限制性的，其可以根据型腔150中的深腔结构的数量和位置来对应设置，从而实现对若干深腔结构进行局部抽真空，减少真空压铸的缺陷。

图4所示为按照本发明一实施例的排气型芯结构装配结构示意图。结合图3和图4所示，排气型芯222对应安装在固定型130上，其一端开口连接腔体的深腔结构的深腔内部，在排气型芯222的另一端口(也即气体抽出端口)设置连接有延长钢管224，延长钢管224与排气型芯222的气体抽出端口的连接方式可以单不限于是螺纹连接或加密封圈后压紧连接(图4中采用螺纹连接)等密封连接方式，延长钢管4的末端装有转向接头223，可将管道朝向空气罐的管道方向，转向接头223上装有双外牙接头225，双外牙接头225的另一端连接铜管227，并用锁紧螺纹226将铜管227锁紧在双外牙接头225一端，铜管227可以适当折弯，以便在模具内布局，铜管7另一端与排气管道230连接，从而可以实现将型腔局部抽真空。

因此，通过如图3和图4所示实施例的排气型芯结构，可以方便地保持深腔结构中保持在一定的真空度，易于防止因深腔中包裹空气或收缩所形成的缺陷，采用该压铸系统压铸形成的铸件的质量高，尤其适应于结构复杂的各种铸件的真空压铸。

以上例子主要说明了本发明的排气型芯结构以及真空压铸系统。尽管只对其中一些本发明的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下，本发明可能涵盖各种的修改与替换。

Claims (10)

1.一种排气型芯结构，包括被设置在压铸模具中的排气型芯，其特征在于，所述排气型芯被配置有第一端口和相对的第二端口，其中，所述排气型芯的第一端口连通所述压铸模具的型腔的深腔结构的深腔，所述排气型芯的第二端口连通外部的真空管路。

2.如权利要求1所述的排气型芯结构，其特征在于，所述排气型芯结构还包括延长管和转向接头，所述延长管的第一端与所述排气型芯的第二端口密封连接，所述延长管的第二端与所述转向接头的第一端密封连接。

3.如权利要求2所述的排气型芯结构，其特征在于，所述排气型芯结构还包括双外牙接头和铜管，所述铜管通过所述双外牙接头与所述转向接头的第二端密封连接，所述转向接头通过所述铜管与外部的真空管路连接。

4.一种真空压铸系统，包括压铸机、压铸模具以及用于抽出压铸模具内部的型腔的空气的真空装置，其特征在于，还包括如权利要求1至3中任一项所述的排气型芯结构，所述排气型芯结构被对应设置在所述型腔的深腔结构处，所述真空装置被配置为通过所述真空管路和所述排气型芯结构同时抽出所述深腔结构的深腔中的空气。

5.如权利要求4所述的真空压铸系统，其特征在于，对应所述排气型芯结构设置有用于连通所述真空管路的排气管路。

6.如权利要求4所述的真空压铸系统，其特征在于，所述压铸模具包括可动型和固定型，所述排气型芯结构设置在所述固定型上。

7.如权利要求6所述的真空压铸系统，其特征在于，所述排气型芯结构与固定型之间的单边间隙设置在在0.05mm至0.08mm的范围内。

8.如权利要求4所述的真空压铸系统，其特征在于，所述压铸模具还包括阀体管路和设置在所述阀体管路上的阀体，在所述阀体打开时所述型腔通过所述阀体管路可选择地与所述真空管路连通。

9.如权利要求4所述的真空压铸系统，其特征在于，所述真空压铸系统还包括与所述真空管路并联设置的压缩气体管路。

10.如权利要求9所述的真空压铸系统，其特征在于，所述真空管路射所述压缩气体管路上设置有第一控制阀和第二控制阀。