CN105081221A - 改善薄壁铸件金属型铸造局部厚大部位质量的模具结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改善薄壁铸件金属型铸造局部厚大部位质量的模具结构，包括本体，所述本体上与铸件大平面上存在的厚大筋条相对位置设有槽，槽的面积与筋条面积相同，所述槽内设有紫铜镶块，紫铜镶块与槽的配合方式为过渡配合。紫铜镶块上设有排气槽，通过本体上的排气孔与型腔外相连，能够顺利排出厚大部位充型及凝固过程中产生的气体，有效加强薄壁铸件局部厚大部位的冷却能力，保证精铸件的质量，具有很强的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于铸造技术领域，具体涉及一种改善薄壁铸件金属型铸造局部厚大部位质量的模具结构，它适用于铝合金、镁合金等有色金属薄壁铸件的金属型铸造。
背景技术
金属型铸造是将金属液浇入用金属材料制造的铸型中获得铸件的工艺方法。金属型冷却速度快，铸件组织致密，力学性能比砂型铸件高15％左右；金属型铸件尺寸精度高，表面粗糙度低，较砂型铸件在后期机械加工过程中可少加工或不加工，生产效率高。
金属型的热导率和热容量大，浇入金属型的金属液很快就结晶凝固。但是对于薄壁铸件的局部厚大部位来说冷却速度慢，无法实现与薄壁位置同时凝固，易产生缩松缺陷。同时，金属型模具排气效果差，厚大部位常因排气不良产生负压影响充型，并且产生气孔缺陷。因此，需要探索出一种即能够加快铸件局部厚大部位冷却速度又有利于厚大部位排气的工艺方法，从而改善薄壁铸件局部厚大部位质量。
发明内容
本发明的目的是提出一种改善薄壁铸件金属型铸造局部厚大部位质量的模具结构，克服了现有技术的上述不足，能够顺利排出厚大部位充型及凝固过程中产生的气体，有效加强薄壁铸件局部厚大部位的冷却能力，保证精铸件的质量，具有很强的应用前景。
为了达到上述设计目的，本发明采用的技术方案如下：
一种改善薄壁铸件金属型铸造局部厚大部位质量的模具结构，包括本体，所述本体上与铸件大平面上存在的厚大筋条相对位置设有槽，槽的面积与筋条面积相同，所述槽内设有紫铜镶块，紫铜镶块与槽的配合方式为过渡配合。
优选地，所述紫铜镶块与模具的配合的面上均匀分布多个排气通道。
优选地，所述排气通道为三角形结构。
优选地，所述紫铜镶块与槽底配合的一面边沿上设有直角槽。
优选地，所述槽底设有多个均匀分布的排气孔。
优选地，所述排气孔与紫铜镶块的直角槽相对设置。
本发明所述的改善薄壁铸件金属型铸造局部厚大部位质量的模具结构的有益效果是：能够顺利排出厚大部位充型及凝固过程中产生的气体，有效加强薄壁铸件局部厚大部位的冷却能力，保证精铸件的质量，具有很强的应用前景。
紫铜镶块的排气效果：充型及凝固过程中厚大部位的气体通过紫铜镶块上的排气通路以及模具本体上连接排气通路的排气孔排出，降低了厚大部位出现气孔缺陷以及因排气不良产生负压影响充型的可能性。
紫铜镶块的冷却效果：铜材质的热导率和热容量相较铸铁模具本体大，具有比金属型模具本体更好的冷却效果，同时厚大部位气体的排出也带走了部分热量，加强了局部厚大部位的冷却能力。二者的共同作用有利于实现铸件局部厚大部位与薄壁蒙皮部位的同时凝固，降低厚大部位缩松的可能性，提高厚大部位组织致密性。
在模具上使用铜介质激冷及排气散热的方式加强厚大部位的冷却能力可有效地保证金属型精铸件的表面质量。
附图说明
图1是本发明所述的改善薄壁铸件金属型铸造局部厚大部位质量的模具结构的示意图；
图2是图1的左视图；
图3是本发明所述的改善薄壁铸件金属型铸造局部厚大部位质量的模具结构的紫铜镶块的示意图；
图4是本发明所述的改善薄壁铸件金属型铸造局部厚大部位质量的模具结构的紫铜镶块的侧视图；
图5是图3的I处放大图；
图6是图4的II处放大图。
具体实施方式
下面对本发明的最佳实施方案作进一步的详细的描述。
某薄壁深腔结构的铸件，材质ZL114A，T6热处理，铸件蒙皮壁厚为3.5±0.5mm，大平面上存在厚大筋条，尺寸为130mm×23mm，厚度为15mm。铸件除筋条外侧加工量3mm外，其余各面均不加工。铸件采用低压砂芯金属型浇注，金属型模具材质为QT600-3，砂芯材质为石英树脂砂。铸件凝固过程中，由于厚大部位比蒙皮部位厚的多，冷却速度慢，并且无补缩通道，常出现缩松缺陷。并且厚大部位充型过程中易卷入气体，气体若不能顺利排出，则会影响厚大部位充型并引起缩松缺陷。具体实施方案如图1-6所示，包括本体，所述本体上与铸件大平面上存在的厚大筋条相对位置设有槽1，槽1的面积与筋条面积相同，所述槽1内设有紫铜镶块2，紫铜镶块2与槽1的配合方式为过渡配合，所述紫铜镶块1与模具的配合的面上开设排气通道，通过本体上的排气孔3与型腔外相连，排气通道间隔10mm设置，所述排气通道为三角形结构，槽深0.6mm，槽开口宽度为1mm；所述紫铜镶块与槽底配合的一面边沿上设有直角槽，直角槽为2mm×2mm，所述槽底设有Φ5的排气孔，排气孔与紫铜镶块的直角槽相对设置，自槽底面边沿中心位置的孔开始算起，每隔40mm钻排气孔。在此例中，每个槽底面边沿上钻3个排气孔，两条边沿钻6个排气孔。
所述槽的面积为130mm×23mm，槽深40mm，开槽位置模具本体剩余厚度为6.5mm。所述紫铜镶块材料为紫铜，面积为130×23mm，厚度为40mm。
使用时，将紫铜镶块镶嵌进金属半模的开槽中，镶块底面与槽底面贴合。清理配合及成型面，保证成型面上镶块与模具本体平整、光滑过渡。这样，铸件在浇注和冷却过程中，紫铜镶块作为铸件厚筋条部位的直接冷却介质，加快了厚筋条的冷却速度。厚大部位充型及凝固过程产生的气体依次通过三角形排气槽、镶块底面边沿斜角与模具本体形成的排气通路，最后通过金属模具上的排气孔排出，同时带出热量。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，便于该技术领域的技术人员能理解和应用本发明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术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简单推演或替换，而不必经过创造性的劳动。因此，本领域技术人员根据本发明的揭示，对本发明做出的简单改进都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种改善薄壁铸件金属型铸造局部厚大部位质量的模具结构，包括本体，其特征在于：所述本体上与铸件大平面上存在的厚大筋条相对位置设有槽，槽的面积与筋条面积相同，所述槽内设有紫铜镶块，紫铜镶块与槽的配合方式为过渡配合。
2.根据权利要求1所述的改善薄壁铸件金属型铸造局部厚大部位质量的模具结构，其特征在于：所述紫铜镶块与模具的配合的面上均匀分布多个排气通道。
3.根据权利要求2所述的改善薄壁铸件金属型铸造局部厚大部位质量的模具结构，其特征在于：所述排气通道为三角形结构。
4.根据权利要求3所述的改善薄壁铸件金属型铸造局部厚大部位质量的模具结构，其特征在于：所述紫铜镶块与槽底配合面边沿上设有直角槽。
5.根据权利要求4所述的改善薄壁铸件金属型铸造局部厚大部位质量的模具结构，其特征在于：所述槽底设有多个均匀分布的排气孔。
6.根据权利要求5所述的改善薄壁铸件金属型铸造局部厚大部位质量的模具结构，其特征在于：所述排气孔与紫铜镶块的直角槽相对设置。
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