CN104923761A - 用于可铸造性能评价的压铸模具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于可铸造性能评价的压铸模具，包括浇道、盒状模型和排气通道；其中，所述浇道连通所述盒状模型的下端，所述盒状模型的上端和所述盒状模型侧边的上端部连通所述排气通道。所述浇道包括直浇道、横浇道和多个内浇口；所述直浇道通过所述横浇道连通多个内浇口；所述内浇口连通所述盒状模型的下端。所述盒状模型包括内盒和外盒；所述内盒设置在所述外盒上。本发明可用于全面测试铝镁合金的可铸造性能，包括合金流动性，缩孔缩松倾向，粘模及热裂倾向，还能测试不同压铸工艺参数包括模具温度，压射速度，浇注温度，铸造压力等对合金可铸造性能的影响；本发明设置有渣包收集金属液充型过程中氧化夹杂以及将盒状模型中的气体排出。

Description

用于可铸造性能评价的压铸模具

技术领域

本发明涉及压铸模具，具体地，涉及一种用于铝镁合金可铸造性能评价的压铸模具。

背景技术

压力铸造过程中，液态金属的流动性能，合金缩孔缩松倾向，粘模及热裂的倾向对压铸件质量好坏起着关键性作用。因此，在开发一种新型压铸合金时，对所开发合金的可铸造性能进行有效的评价显得十分重要。

目前在铝镁合金可铸造评价技术中，对合金可铸造性能测试的模具很多。合金流动性测试模具方面，如螺旋形，U型，花盘形等测试模具。螺旋形测试模具是以金属液凝固后的流动长度来表示合金的流动性能，较为成熟的为单螺旋线和三螺旋线测试模具。单螺旋线试样是由Saito等人在1919年发明的，其优点是模具尺寸紧凑，使用方便，缺点是重现性不好。专利申请号为88204038的中国发明专利，涉及一种同心三螺旋线合金流动性测试模具，该模具结构紧凑，操作方便，但是该模具只能用于重力铸造。

目前大多数合金可铸造性能测试模具针对的是重力铸造，无法对压铸合金的可铸造性能进行有效的评价，且通常只能测试合金可铸造性能中的某一项指标，无法有效兼顾其它可铸造性能指标，很难同时对合金流动性，缩孔缩松倾向，粘模及热裂倾向进行有效的评价，因此开发一种能用于铝镁合金可铸造性能评价的压铸模具，对于开发新型的铝镁压铸合金意义重大。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种用于可铸造性能评价的压铸模具。

根据本发明提供的用于可铸造性能评价的压铸模具，包括浇道、盒状模型和排气通道；

其中，所述浇道连通所述盒状模型的下端，所述盒状模型的上端和所述盒状模型侧边的上端部连通所述排气通道。

优选地，所述浇道包括直浇道、横浇道和多个内浇口；

所述直浇道通过所述横浇道连通多个内浇口；所述内浇口连通所述盒状模型的下端。

优选地，所述盒状模型包括内盒和外盒；所述内盒设置在所述外盒上。

优选地，所述外盒包括盒体、凹槽、凸槽和楔形流动沟槽；

所述凹槽、所述凸槽和所述楔形流动沟槽设置在所述盒体内；所述凹槽包括第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽以及第四凹槽；

所述第一凹槽、所述第三凹槽设置在所述盒状模型的下端部；所述第二凹槽、所述第四凹槽设置在所述盒状模型的上端部；

所述第一凹槽和所述第二凹槽设置在所述盒体的一侧端部；所述第三凹槽和所述第四凹槽设置在所述盒体的另一侧端部；

所述凸槽设置在所述第一凹槽和所述第二凹槽之间；所述楔形流动沟槽设置在所述第三凹槽和所述第四凹槽之间。

优选地，所述内盒包括肋筋和圆柱通孔；所述肋筋包括第一肋筋、第二肋筋、第三肋筋、第四肋筋、第五肋筋、第六肋筋以及第七肋筋；

所述圆柱通孔包括第一圆柱通孔、第二圆柱通孔、第三圆柱通孔和第四圆柱通孔；

所述第一肋筋的两端分别连接第一圆柱通孔和第二圆柱通孔；所述第二肋筋的两端分别连接第二圆柱通孔和第三圆柱通孔；所述第三肋筋的两端分别连接第三圆柱通孔和第四圆柱通孔；所述第四肋筋的两端分别连接第四圆柱通孔和第一圆柱通孔；

所述第一肋筋靠近所述盒状模型的下端；所述第五肋筋、所述第六肋筋以及第七肋筋的一端连接所述第一肋筋。

优选地，所述第五肋筋、所述第六肋筋以及第七肋筋相互平行，即所述第五肋筋、所述第六肋筋以及第七肋筋垂直连接所述第一肋筋。

优选地，还包括加强筋，所述盒体包括盒底和盒壁；所述盒壁垂直连接所述盒底；所述加强筋的底端连接所述盒底，侧端连接所述盒壁。

优选地，所述第一肋筋、所述第二肋筋、所述第三肋筋和所述第四肋筋之间的厚度各不相等。

优选地，所述第一凹槽和所述第三凹槽的尺寸为10mm×25mm；所述第二凹槽和所述第四凹槽的尺寸为21mm×36mm；所述第一凹槽、所述第二凹槽、所述第三凹槽以及所述第四凹槽的深度为10mm至30mm；

所述凸槽的尺寸为20mm×95mm，高度为10mm至30mm，厚度为0.5mm至3mm；

所述楔形流动沟槽的宽度为5mm；

所述盒状模型的方形外盒尺寸为200mm×200mm。

优选地，第一肋筋、第二肋筋、第三肋筋、第四肋筋、第五肋筋、第六肋筋以及第七肋筋；

所述第一肋筋、所述第二肋筋、所述第三肋筋以及所述第四肋筋的长度为50mm，厚度2mm至4mm；

所述第五肋筋、所述第六肋筋以及所述第七肋筋的长度为37mm，厚度3mm；

所述圆柱通孔的外径为30mm，孔径为15mm，高度30mm至50mm。

优选地，还包括渣包；

所述盒状模型的侧边和上端端面设置有若干个渣包；所述盒状模型通过渣包与排气通道。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明可用于全面测试铝镁合金的可铸造性能，包括合金流动性，缩孔缩松倾向，粘模及热裂倾向，还能测试不同压铸工艺参数包括模具温度，压射速度，浇注温度，铸造压力等对合金可铸造性能的影响；

2、本发明设置有渣包收集金属液充型过程中氧化夹杂以及将盒状模型中的气体排出；

3、本发明外盒的四个角上设计4个长方形的凹槽，能够调整压铸过程中金属液的充型顺序，保证金属液水平推进。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明中AZ91D合金在较优压铸工艺参数下的外观；

图2为本发明中Al-4Zn合金在较优压铸工艺参数下的外观；

图3为本发明中AZ91D合金在较差压铸工艺参数下的外观；

图4为本发明一种结构示意图；

图5为本发明另一种结构示意图图；

图中：

1 为直浇道；

2 为横浇道；

3 为内浇口；

4 为盒状模型；

5 为渣包；

6 为排气通道；

7 为凸槽；

8 为肋筋；

9 为凹槽；

10 为楔形流动沟槽；

11 为圆柱通孔。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

在本是实例中，本发明提供的用于可铸造性能评价的压铸模具，包括浇道、盒状模型4和排气通道6；

其中，所述浇道连通所述盒状模型4的下端，所述盒状模型4的上端和所述盒状模型4侧边的上端部连通所述排气通道6。

所述浇道包括直浇道1、横浇道2和多个内浇口3；所述直浇道1通过所述横浇道2连通多个内浇口3；所述内浇口3连通所述盒状模型4的一端。所述内浇口3的数量为四个。四个宽度相同的内浇口3保证金属液充型的稳定性。

所述盒状模型4包括内盒和外盒；所述内盒设置在所述外盒上，具体为方形内盒位于方形外盒的正中央位置。所述外盒包括盒体、凹槽9、凸槽7和楔形流动沟槽10；所述凹槽9、所述凸槽7和所述楔形流动沟槽10设置在所述盒体内；所述凹槽9包括第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽以及第四凹槽；所述第一凹槽、所述第三凹槽设置在所述盒状模型4的上端部；所述第二凹槽、所述第四凹槽设置在所述盒状模型4的下端部；所述第一凹槽和所述第二凹槽设置在所述盒体的一侧端部；所述第三凹槽和所述第四凹槽设置在所述盒体的另一侧端部；所述凸槽7设置在所述第一凹槽和所述第二凹槽之间；所述楔形流动沟槽10设置在所述第三凹槽和所述第四凹槽之间。

为了减缓盒状模型4两侧金属液充型时的速度，在方形外盒的四个角上设计4个长方形的凹槽9来调整压铸过程中金属液的充型顺序，保证金属液水平推进，同时到达盒状模型4顶端，将盒状模型4中的气体排出。凸槽7由不同厚度及不同面积的薄板围成，薄板厚度0.5mm至3mm，用于测试合金薄壁件的充型能力。

所述第一凹槽和所述第三凹槽的尺寸为10mm×25mm；所述第二凹槽和所述第四凹槽的尺寸为21mm×36mm；所述第一凹槽、所述第二凹槽、所述第三凹槽以及所述第四凹槽的深度为10mm至30mm；所述凸槽7的尺寸为20mm×95mm，高度为10mm至30mm，厚度为0.5mm至3mm；所述楔形流动沟槽10的宽度为5mm；所述盒状模型4的方形外盒尺寸为200mm×200mm。凸槽7及整个盒状模型4的充型完整性来评价合金的流动性能。

所述内盒包括肋筋8和圆柱通孔11；所述肋筋8包括第一肋筋、第二肋筋、第三肋筋、第四肋筋、第五肋筋、第六肋筋以及第七肋筋；所述圆柱通孔11包括第一圆柱通孔、第二圆柱通孔、第三圆柱通孔和第四圆柱通孔。为了测试合金的热裂倾向，设计7条不同长度和厚度的肋筋，由于肋筋较其它相连部位优先凝固，容易产生收缩应力，从而达到测试合金热裂倾向的目的。圆柱通孔11用于测试合金缩孔缩松倾向。圆柱通孔11与4条肋筋相连，其在凝固过程中无法得到周围金属液的补缩，从而达到测试合金缩孔缩松倾向的目的。

所述第一肋筋的两端分别连接第一圆柱通孔和第二圆柱通孔；所述第二肋筋的两端分别连接第二圆柱通孔和第三圆柱通孔；所述第三肋筋的两端分别连接第三圆柱通孔和第四圆柱通孔；所述第四肋筋的两端分别连接第四圆柱通孔和第一圆柱通孔；所述第一肋筋靠近所述盒状模型4的下端；所述第五肋筋、所述第六肋筋以及第七肋筋的一端连接所述第一肋筋。所述第五肋筋、所述第六肋筋以及第七肋筋相互平行，即所述第五肋筋、所述第六肋筋以及第七肋筋垂直连接所述第一肋筋。

本发明提供的用于可铸造性能评价的压铸模具，还包括加强筋，所述盒体包括盒底和盒壁；所述盒壁垂直连接所述盒底；所述加强筋的底端连接所述盒底，侧端连接所述盒壁。所述第一肋筋、所述第二肋筋、所述第三肋筋和所述第四肋筋之间的厚度各不相等。加强筋用于保证盒状模型4有足够的刚度。

第一肋筋、第二肋筋、第三肋筋、第四肋筋、第五肋筋、第六肋筋以及第七肋筋；所述第一肋筋、所述第二肋筋、所述第三肋筋以及所述第四肋筋的长度为50mm，厚度2mm至4mm；所述第五肋筋、所述第六肋筋以及所述第七肋筋的长度为37mm，厚度3mm；所述圆柱通孔11的外径为30mm，孔径为15mm，高度30mm至50mm。

本发明提供的用于可铸造性能评价的压铸模具还包括渣包5；所述盒状模型4的侧边和上端端面设置有若干个渣包5；所述盒状模型4通过渣包5与排气通道6。渣包5用于收集金属液充型过程中氧化夹杂以及将盒状模型4中的气体排出。

本发明可用于全面测试铝镁合金的可铸造性能，包括合金流动性，缩孔缩松倾向，粘模及热裂倾向，还能测试不同压铸工艺参数包括模具温度，压射速度，浇注温度，铸造压力等对合金可铸造性能的影响，能满足实际铝镁合金的压铸生产条件，操作灵活方便，工艺稳定性高，可重复性好，能定性和定量测试合金可压铸性能，测试结果具有高的可信度。

在一更为具体的实施例中，采用本发明提供的用于可铸造性能评价的压铸模具对AZ91D合金和Al-4Zn合金的可铸造性能进行评价，图1和图2分别是AZ91D合金和Al-4Zn合金最优压铸工艺参数下的压铸件外观。可以看出AZ91D合金的流动性优，无热裂纹，不粘模。Al-4Zn合金的流动性优，无热裂纹，但是粘模严重。通过本发明，可知AZ91D合金可铸造性能优于Al-4Zn合金，Al-4Zn合金需要解决粘模的问题。

试验中AZ91D合金和Al-4Zn合金的浇注温度为660～720℃，模具温度为170～210℃，低速速度为0.2～0.4m/s，高速速度为2～7m/s，铸造压力为50～80MPa。在上述压铸工艺参数范围内对压铸工艺参数进行调整，直至获得外观质量较好的压铸件。

在一个更为优选的实施例中

采用本发明提供的用于可铸造性能评价的压铸模具对AZ91D合金在不同压铸工艺参数下的可铸造性能进行评价，图1和图3分别是AZ91D合金在不同压铸工艺参数下的压铸件外观。从图1可以看出AZ91D合金在该压铸工艺参数下的流动性优，无热裂纹，不粘模。从图3可以看出AZ91D合金在该压铸工艺参数下的流动性良，不粘模，但有少许热裂纹。通过本发明，对比不同压铸工艺参数下AZ91D合金压铸件的外观质量，可对AZ91D合金的压铸工艺参数进行优化。试验中AZ91D合金浇注温度为670～700℃，模具温度为170～210℃，低速速度为0.2～0.4m/s，高速速度为3～7m/s，铸造压力为50～80MPa。在上述压铸工艺参数范围内对压铸工艺参数进行调整。

本发明提供的用于可铸造性能评价的压铸模具，4个凹槽用来调整金属液充型顺序，不同厚度的肋筋用于测试合金的热裂倾向，4个厚壁圆柱通孔用于测试合金的缩孔缩松倾向，用薄壁凸槽及整个盒状模型的成型完整性来测试合金的流动性，排气通道与盒状测试模型顶端及侧边相连。本发明可全面测试合金的可铸造性能，包括合金流动性，缩孔缩松倾向，粘模及热裂倾向，还能测试不同压铸工艺参数包括模具温度，压射速度，浇注温度，铸造压力等对合金可铸造性能的影响，本发明能满足实际铝镁合金的压铸生产条件，操作灵活方便，工艺稳定性高，能定性和定量测试合金可压铸性能，测试结果具有高的可信度，本发明能有效的缩短新型压铸合金的研发时间，降低研发成本。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种用于可铸造性能评价的压铸模具，其特征在于，包括浇道、盒状模型和排气通道；

其中，所述浇道连通所述盒状模型的下端，所述盒状模型的上端和所述盒状模型侧边的上端部连通所述排气通道。

2.根据权利要求书1所述的用于可铸造性能评价的压铸模具，其特征在于，所述浇道包括直浇道、横浇道和多个内浇口；

所述直浇道通过所述横浇道连通多个内浇口；所述内浇口连通所述盒状模型的下端。

3.根据权利要求书1所述的用于可铸造性能评价的压铸模具，其特征在于，所述盒状模型包括内盒和外盒；所述内盒设置在所述外盒上。

4.根据权利要求书3所述的用于可铸造性能评价的压铸模具，其特征在于，所述外盒包括盒体、凹槽、凸槽和楔形流动沟槽；

所述凹槽、所述凸槽和所述楔形流动沟槽设置在所述盒体内；所述凹槽包括第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽以及第四凹槽；

所述第一凹槽、所述第三凹槽设置在所述盒状模型的下端部；所述第二凹槽、所述第四凹槽设置在所述盒状模型的上端部；

所述第一凹槽和所述第二凹槽设置在所述盒体的一侧端部；所述第三凹槽和所述第四凹槽设置在所述盒体的另一侧端部；

所述凸槽设置在所述第一凹槽和所述第二凹槽之间；所述楔形流动沟槽设置在所述第三凹槽和所述第四凹槽之间。

5.根据权利要求书3所述的用于可铸造性能评价的压铸模具，其特征在于，所述内盒包括肋筋和圆柱通孔；所述肋筋包括第一肋筋、第二肋筋、第三肋筋、第四肋筋、第五肋筋、第六肋筋以及第七肋筋；

所述圆柱通孔包括第一圆柱通孔、第二圆柱通孔、第三圆柱通孔和第四圆柱通孔；所述第一肋筋的两端分别连接第一圆柱通孔和第二圆柱通孔；所述第二肋筋的两端分别连接第二圆柱通孔和第三圆柱通孔；所述第三肋筋的两端分别连接第三圆柱通孔和第四圆柱通孔；所述第四肋筋的两端分别连接第四圆柱通孔和第一圆柱通孔；

所述第一肋筋靠近所述盒状模型的下端；所述第五肋筋、所述第六肋筋以及第七肋筋的一端连接所述第一肋筋。

6.根据权利要求书5所述的用于可铸造性能评价的压铸模具，其特征在于，所述第五肋筋、所述第六肋筋以及第七肋筋相互平行，即所述第五肋筋、所述第六肋筋以及第七肋筋垂直连接所述第一肋筋。

7.根据权利要求书4所述的用于可铸造性能评价的压铸模具，其特征在于，还包括加强筋，所述盒体包括盒底和盒壁；所述盒壁垂直连接所述盒底；所述加强筋的底端连接所述盒底，侧端连接所述盒壁。

8.根据权利要求书5所述的用于可铸造性能评价的压铸模具，其特征在于，所述第一肋筋、所述第二肋筋、所述第三肋筋和所述第四肋筋之间的厚度各不相等。

9.根据权利要求书4所述的用于可铸造性能评价的压铸模具，其特征在于，所述第一凹槽和所述第三凹槽的尺寸为10mm×25mm；所述第二凹槽和所述第四凹槽的尺寸为21mm×36mm；所述第一凹槽、所述第二凹槽、所述第三凹槽以及所述第四凹槽的深度为10mm至30mm；

所述凸槽的尺寸为20mm×95mm，高度为10mm至30mm，厚度为0.5mm至3mm；

所述楔形流动沟槽的宽度为5mm；

所述盒状模型的方形外盒尺寸为200mm×200mm。

10.根据权利要求书8所述的用于可铸造性能评价的压铸模具，其特征在于，第一肋筋、第二肋筋、第三肋筋、第四肋筋、第五肋筋、第六肋筋以及第七肋筋；

所述第一肋筋、所述第二肋筋、所述第三肋筋以及所述第四肋筋的长度为50mm，厚度2mm至4mm；

所述第五肋筋、所述第六肋筋以及所述第七肋筋的长度为37mm，厚度3mm；

所述圆柱通孔的外径为30mm，孔径为15mm，高度30mm至50mm。