CN105798235A - 一种用于汽车模具铸件的双金属复合铸造浇注系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于汽车模具铸件的双金属复合铸造浇注系统，包括第一浇注装置和第二浇注装置，所述第一浇注装置与铸型的下部相连，所述第二浇注装置与铸型的上部相连，所述铸型的下部与上部之间设置有溢流口。这样，在双金属复合铸造的过程中，先通过第一浇注装置浇注第一金属液，待第一金属液浇注到溢流口位置时，让多余的第一金属液排出铸型内腔，再将溢流口堵住，通过第二浇注装置将第二金属液浇注到铸型的上部，从而所述第一金属液与第二金属液在溢流口处形成冶金结合面，而第一金属液和第二金属液在浇注过程中互不干扰、不冲混，因此提高双金属复合铸件的质量。

Description

一种用于汽车模具铸件的双金属复合铸造浇注系统

技术领域

本发明属于金属铸造领域，具体为一种用于汽车模具铸件的双金属复合铸造浇注系统。

背景技术

汽车模具是完成汽车零部件成形，实现汽车产量化的关键装备，在汽车的开发，汽车的换型中担负着重要的职责。一款全新车型大约需要350-400套汽车覆盖件模具，价值超过一个亿。而一款改型车平均约有25％的汽车覆盖件模具需要更换，更换的模具价值也达到数千万。各大汽车生产厂家都把提高汽车上市的周期作为提高竞争力的重要举措之一，因而对汽车覆盖件模具的更新时间和质量提出了更高要求。

浇注系统是铸造液进入型腔的通道，合理的浇注系统结构对于保证铸件质量起着很重要的作用，浇注系统与金属液流态，型腔内气体的排出等密切相关，并能对填充速度、填充时间、型腔温度等充型条件起调节作用，然而不合理的浇注系统会导致气孔、缩孔缩松、冷隔以及表面光洁度差等缺陷。

双金属复合铸件的特点是用铸造的生产方式将两种不同金属形成牢固的冶金结合，从而铸造出具有一个铸件同时拥有两种金属性能复合铸件毛坯或零件。

双液复合铸造的过程中两种铸造液既不能冲混，冲混会降低高硬度铸造液材料的纯度，从而降低工作件的机械性能，又不能在两种金属结合面出现冷隔、氧化夹杂缺陷。但是，传统的双液复合铸造方法都是采用单一的两个浇注装置叠加，来实现双液复合铸造成型，容易导致两种铸造液冲混或冷隔、氧化夹杂缺陷，影响双液复合铸件的质量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种用于汽车模具铸件的双金属复合铸造浇注系统，其能在双金属复合铸造的过程中避免两种金属液冲混，提高双金属复合铸件的质量。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于汽车模具铸件的双金属复合铸造浇注系统，包括第一浇注装置和第二浇注装置，所述第一浇注装置与铸型的下部相连，所述第二浇注装置与铸型的上部相连，所述铸型的下部与上部之间设置有溢流口，所述第一浇注装置和第二浇注装置相对设置于铸型的两侧。这样，在双金属复合铸造的过程中，先通过第一浇注装置浇注第一金属液，第一金属液浇注到铸型的下部，由于铸型的下部与上部之间设置有溢流口，待第一金属液浇注到溢流口位置时，让多余的第一金属液排出铸型内腔，从而控制所需第一金属液的液面，并且通过溢流口充分溢流使第一金属液的液面纯净，再将溢流口堵住，通过第二浇注装置将第二金属液浇注到铸型的上部，从而所述第一金属液与第二金属液在溢流口处形成冶金结合面，而第一金属液和第二金属液在浇注过程中互不干扰、不冲混，因此提高双金属复合铸件的质量。进一步的，可以将溢流口设置在所述第一浇注装置的对面，这样第一浇注装置为开方式结构，采用第一浇注装置浇注第一金属液的过程中，第一金属液的流动性会更加平稳，同时也可以减少第一金属液被氧化，也更有利于通过溢流口将多余的第一金属液排出铸型内腔。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述第一浇注装置浇注钢水，所述第二浇注装置浇注铁水。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述铸型为预设形状和大小的泡沫模。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，在所述铸型的下部设置有冷却装置。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述冷却装置为设置在所述铸型的下部外侧的外冷铁。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述铸型的顶部设置有排气冒口。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述排气冒口设置有多个，且均匀、间隔布置在所述铸型的顶部。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述泡沫模上涂刷有涂料，所述涂料的厚度为1.5～2.5mm。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述第一浇注装置包括第一直浇道、第一横浇道和第一内浇道，所述第一直浇道、第一横浇道和第一内浇道截面积比例为1：1.1～1.3：1.4～1.8；和/或所述第二浇注装置包括第二直浇道、第二横浇道、第三横浇道和第二内浇道，所述第二直浇道、第二横浇道、第三横浇道和第二内浇道的截面积比例为1：1.1～1.3：1.3～1.5：1.5～2。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，第一直浇道和/或第二直浇道为陶瓷浇管，所述第一横浇道、第二横浇道和/或第三横浇道为泡沫浇道，所述第一内浇道和/或第二内浇道为泡沫浇道。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述第二直浇道的顶部比铸型的顶部高500mm以上。这样，可以利用第二金属液的重力对双金属复合铸件进行补缩，降低补缩成本，提高生产效率。

附图说明

图1为表示本实施方式所涉及的用于汽车模具铸件的双金属复合铸造浇注系统的结构图；

图2为图1所示用于汽车模具铸件的双金属复合铸造浇注系统的立体图。

图中：

1第一浇注装置2第二浇注装置3铸型4溢流口

5外冷铁6排气冒口11第一直浇道

12第一横浇道13第一内浇道21第二直浇道

22第二横浇道23第二内浇道24第三横浇道

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件中实施例中以及不同实施例中的特征进行相应组合。

本发明实施例如下，请参见图1和图2，为表示本实施方式所涉及的一种用于汽车模具铸件的双金属复合铸造浇注系统，包括第一浇注装置1和第二浇注装置2，所述第一浇注装置1与铸型3的下部相连，所述第二浇注装置2与铸型3的上部相连，所述铸型3的下部与上部之间设置有溢流口4，所述第一浇注装置1和第二浇注装置2相对设置于铸型3的两侧。这样，在双金属复合铸造的过程中，先通过第一浇注装置1浇注第一金属液，第一金属液浇注到铸型3的下部，由于铸型3的下部与上部之间设置有溢流口4，待第一金属液浇注到溢流口4位置时，让多余的第一金属液排出铸型3内腔，从而控制所需第一金属液的液面，并且通过溢流口4充分溢流使第一金属液的液面纯净，再将溢流口4堵住，通过第二浇注装置2将第二金属液浇注到铸型3的上部，从而所述第一金属液与第二金属液在溢流口4处形成冶金结合面，而第一金属液和第二金属液在浇注过程中互不干扰、不冲混，因此提高双金属复合铸件的质量。所述第一浇注装置1和第二浇注装置2相对设置于铸型3的两侧，这样使得双金属复合铸造浇注系统整体呈对称布置，占用空间相对较小，同时也方便第一金属液和第二金属液的浇注。优选的，可以将溢流口4设置在所述第一浇注装置1的对面，这样第一浇注装置为开方式结构，采用第一浇注装置浇注第一金属液的过程中，第一金属液的流动性会更加平稳，同时也可以减少第一金属液被氧化，也更有利于通过溢流口将多余的第一金属液排出铸型内腔。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述第一浇注装置1可以浇注钢水，所述第二浇注装置2可以浇注铁水。优选的是，所述第一浇注装置可以浇注低合金冷作模具钢7CrSiMnMoV，该钢淬透性良好，空冷即可淬硬，其硬度可达HRC58～64且空冷淬火后变形小，该钢不但强度高而且韧性优良。日本牌号：CH-1。所述第二浇注装置浇注灰铸铁HT300，灰铸铁HT300为珠光体类型的灰铸铁。其中，低合金冷作模具钢7CrSiMnMoV和灰铸铁HT300都为已知材料，可以通过已知工艺冶炼加工制造得到。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述铸型3可以采用泡沫制模，树脂砂造型。泡沫模上可以根据需要设置筋板、圆角等结构，所述泡沫模可以采用树脂砂铸造成形。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，在所述铸型3的下部可以设置有冷却装置。这样，所述冷却装置可以对浇注到铸型的下部中的第一金属液进行极冷，从而使得第一金属液的组织致密、无缩松。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述冷却装置可以为设置在所述铸型3的下部外侧的外冷铁5。这样，外冷铁对钢液有激冷效果，从而保证铸钢刃口的关键部位组织致密无缩松缺陷，外冷铁的模数是铸钢刃口部位模数的1.2～1.5倍，外冷铁与铸钢刃口部位隔着铸型的厚度为10～20mm。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图1和图2所示，所述铸型3的顶部可以设置有排气冒口6。这样，在所述铸型的顶部设置有排气冒口，除了能起到排气溢渣的作用；还能起到补缩作用。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述排气冒口6可以设置有多个，且均匀、间隔布置在所述铸型3的顶部。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述泡沫模上可以涂刷有涂料，所述涂料的厚度为1.5～2.5mm。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，如图1所示，所述第一浇注装置1可以包括第一直浇道11、第一横浇道12和第一内浇道13，所述第一直浇道11、第一横浇道12和第一内浇道13的截面积比例为1：1.1～1.3：1.4～1.8；和/或所述第二浇注装置2可以包括第二直浇道21、第二横浇道22、第三横浇道24和第二内浇道23，所述第二直浇道21、第二横浇道22、第三横浇道24和第二内浇道23的截面积比例为1：1.1～1.3：1.3～1.5：1.5～2。这样，不仅可以提高第一金属液和/或第二金属液的流动平稳性，而且还可以减少第一金属液和/或第二金属液被氧化。优选的是，所述第二内浇道23的截面积与所述排气冒口6的截面积比1:0.8～1.2，这样，在第二浇注装置往铸型内浇注第二金属液时，铸型型腔内气体可以舒畅地从排气冒口排出，从而避免金属铸件产生气孔、缩孔缩松等现象。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述第一直浇道11和/或第二直浇道21为陶瓷浇管，所述第一横浇道12、第二横浇道22和/或第三横浇道24为泡沫浇道，所述第一内浇道13和/或第二内浇道13为泡沫浇道。优选的是，所述第一内浇道13的内浇口可以设置在双金属复合铸件分界面的下方，但是不能设置在双金属复合铸件的工作面，这样，可以避免双金属复合铸件的工作面成分偏析，淬火硬度不够的问题。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述第二直浇道21的顶部比铸型的顶部高500mm以上。这样，可以利用第二金属液的重力对双金属复合铸件进行补缩，从而降低补缩的成本，提高生产效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于汽车模具铸件的双金属复合铸造浇注系统，其特征在于，包括第一浇注装置和第二浇注装置，所述第一浇注装置与铸型的下部相连，所述第二浇注装置与铸型的上部相连，所述铸型的下部与上部之间设置有溢流口，所述第一浇注装置和第二浇注装置相对设置于铸型的两侧。

2.根据权利要求1所述的用于汽车模具铸件的双金属复合铸造浇注系统，其特征在于，所述第一浇注装置浇注钢水，所述第二浇注装置浇注铁水。

3.根据权利要求2所述的用于汽车模具铸件的双金属复合铸造浇注系统，其特征在于，所述铸型为预设形状和大小的泡沫模。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于汽车模具铸件的双金属复合铸造浇注系统，其特征在于，在所述铸型的下部设置有冷却装置。

5.根据权利要求4所述的用于汽车模具铸件的双金属复合铸造浇注系统，其特征在于，所述冷却装置为设置在所述铸型的下部外侧的外冷铁。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的用于汽车模具铸件的双金属复合铸造浇注系统，其特征在于，所述铸型的顶部设置有排气冒口。

7.根据权利要求6所述的用于汽车模具铸件的双金属复合铸造浇注系统，其特征在于，所述排气冒口设置有多个，且均匀、间隔布置在所述铸型的顶部。

8.根据权利要求3所述的用于汽车模具铸件的双金属复合铸造浇注系统，其特征在于，所述泡沫模上涂刷有涂料，所述涂料的厚度为1.5～2.5mm。

9.根据权利要求1至3中任一所述的用于汽车模具铸件的双金属复合铸造浇注系统，其特征在于，所述第一浇注装置包括第一直浇道、第一横浇道和第一内浇道，所述第一直浇道、第一横浇道和第一内浇道截面积比例为1：1.1～1.3：1.4～1.8；和/或所述第二浇注装置包括第二直浇道、第二横浇道、第三横浇道和第二内浇道，所述第二直浇道、第二横浇道、第三横浇道和第二内浇道的截面积比例为1：1.1～1.3：1.3～1.5：1.5～2。

10.根据权利要求9所述的用于汽车模具铸件的双金属复合铸造浇注系统，其特征在于，所述第一直浇道和/或第二直浇道为陶瓷浇管，所述第一横浇道、第二横浇道和/或第三横浇道为泡沫浇道，所述第一内浇道和/或第二内浇道为泡沫浇道；或所述第二直浇道的顶部比铸型的顶部高500mm以上。