CN110976819A - 铝镁坡度材料铸造成型方法和装置及铝镁坡度材料 - Google Patents

铝镁坡度材料铸造成型方法和装置及铝镁坡度材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了铝镁坡度材料铸造成型方法和装置及铝镁坡度材料，这种方法的步骤包括：锁模‑铸液‑旋转‑冷却‑旋转至原位‑脱模这几个步骤；采用这种方法的设备包括，包括基座，所述基座上设有铸件机构和驱动所述铸件机构转动的旋转驱动装置，所述铸件机构包括模具，所述模具上设有用于对所述模具进行锁模的锁模驱动装置和用于对所述模具内铸件进行脱模的顶出驱动装置。采用这种方法制作出来的铝镁坡度材料铸件质量高，力学性能好，且整个铸造工艺简单，可以一次成型铝镁坡度材料，生产效率高，生产能耗低。

Description

铝镁坡度材料铸造成型方法和装置及铝镁坡度材料
【技术领域】
本申请涉及金属铸造，尤其涉及铝镁坡度材料铸造成型方法和装置及铝镁坡度材料。
【背景技术】
一般合金金属，其整体材料的性能是同一的，但是在有些情况下，人们常常希望同一件材料的两侧具有不同的性质或功能。当今镁合金在实现轻量化、降低能源消耗、减少环境污染等方面具有显著作用，在汽车、航空航天、机械、电子等各个领域广泛应用。但因为镁合金化学活性高，易于氧化燃烧，抗腐蚀性能差，缺乏有效防腐蚀的方法，致使镁合金的应用不如铝合金广泛。铝合金具有很好的抗氧化性和防腐蚀的性能，但是铝合金密度比镁合金密度大，不利于实现轻量化。因此，铝镁梯度材料应运而生。铝镁梯度材料的一侧具有镁合金的优点，一侧具有铝合金的优点。不仅能实现金属材料的轻质化，还能达到防腐的目的，从而实现金属在工程应用中节能减排等效果。
坡度材料的制备方法较多，主要有气相沉积法、等离子喷涂法、自蔓延燃烧高温合成法、粉末冶金法、激光融覆合成法、离心铸造法、电沉积法、焊接法、电磁法、化学镀法、热分解法、仿生技术和凝胶浇注技术。现有的这些铸造方法大多存在，工艺流程复杂，质量难以控制，且需要耗费的能量多，造成的污染也比较严重。
【发明内容】
本发明针对上述现有技术存在的工艺流程复杂，质量难以控制的问题做出改进，本发明要解决的技术问题是提供铝镁坡度材料铸造成型方法。
为解决上述技术问题，本发明的铝镁坡度材料铸造成型方法，包括以下步骤：利用锁模驱动装置对金属模具进行锁模；锁模后以铸件的最大横截面为分型面，在金属模具两侧分别灌入铝金属溶液和镁金属溶液；灌液完成后利用旋转驱动装置把金属模具逆时针缓慢旋转后停留，以达到铝金属溶液和镁金属溶液的充分混合；在金属模具缓慢旋转停止时，对金属模具进行冷却；冷却完成后，利用旋转驱动装置把金属模具顺时针缓慢旋转至初始位置；在金属模具旋转至初始位置后，利用顶出驱动装置把铸件往上顶出一定位移后顶出驱动装置伸缩端缩回，铸件掉落，实现铸件与金属模具侧壁的分离。
本发明针对上述现有技术存在的工艺流程复杂，质量难以控制的问题做出改进，本发明要解决的技术问题是提供铝镁坡度材料铸造成型装置。
铝镁坡度材料铸造成型装置，包括基座，所述基座上设有铸件机构和驱动所述铸件机构转动的旋转驱动装置，所述铸件机构包括模具，所述模具上设有用于对所述模具进行锁模的锁模驱动装置和用于对所述模具内铸件进行脱模的顶出驱动装置。
作为上述铝镁坡度材料铸造成型装置的一种改进，所述旋转驱动装置包括固定连接在所述基座上的旋转支撑座，所述旋转支撑座上连接有旋转缸，所述旋转缸远离所述旋转支撑座的一端连接有铸件机构。
作为上述铝镁坡度材料铸造成型装置的一种改进，所述模具包括连接在所述顶出驱动装置上的定模和连接在所述锁模驱动装置上的动模，所述定模与所述动模形成用于铸件的型腔。
作为上述铝镁坡度材料铸造成型装置的一种改进，所述模具上设有用于冷却铸件的冷却口嘴。
作为上述铝镁坡度材料铸造成型装置的一种改进，所述模具上设有用于金属液填充的外置式浇口杯。
作为上述铝镁坡度材料铸造成型装置的一种改进，所述锁模驱动装置包括四柱油压机，所述四柱油压机上设有合模缸；所述四柱油压机包括哥林柱，所述哥林柱沿竖直方向依次设有固定横版、活动横版和上横版；所述固定横版上连接有所述定模和顶出驱动装置，所述活动横版连接有动模和所述合模缸的伸缩端，所述上横版连接有所述合模缸的固定端。
作为上述铝镁坡度材料铸造成型装置的一种改进，所述顶出驱动装置为顶出缸，所述合模缸、所述顶出缸和旋转缸为液压缸。
作为上述铝镁坡度材料铸造成型装置的一种改进，所述定模和所述动模为金属模具。
铝镁坡度材料，包括金属铝和金属镁，其特征在于，所述铝镁坡度材料由权利要求1所述的铝镁坡度材料铸造成型方法铸造而成。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明提供了铝镁坡度材料铸造成型方法，采用这种方法，先利用锁模驱动装置对金属模具锁模，锁模后在分型面上相对的两侧分别注入铝金属溶液和镁金属溶液，利用旋转驱动装置把金属模具逆时针缓慢旋转后停留，把铝金属溶液和镁金属溶液充分混合，待冷却完毕后，顺时针旋转至初始位置，进行脱模。由上可看出，整个铸造工艺简单，可以一次成型铝镁坡度材料，生产效率高，生产能耗低，同时铸造出来的铸件质量高，力学性能好。
【附图说明】
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1铝镁坡度材料铸造成型方法的流程图；
图2为铝镁坡度材料铸造成型装置的主视图；
图3为铝镁坡度材料铸造成型装置的侧视图；
图4为铝镁坡度材料铸造成型装置的俯视图；
图5为模具机构的剖视图。
【具体实施方式】
为了使本申请所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
由图1所示的铝镁坡度材料铸造成型方法的流程图，包括以下步骤：利用锁模驱动装置对金属模具进行锁模；锁模后以铸件的最大横截面为分型面，在金属模具两侧分别灌入铝金属溶液和镁金属溶液；灌液完成后利用旋转驱动装置把金属模具逆时针缓慢旋转后停留，以达到铝金属溶液和镁金属溶液的充分混合；在金属模具缓慢旋转停止时，对金属模具进行冷却；冷却完成后，利用旋转驱动装置把金属模具顺时针缓慢旋转至初始位置；在金属模具旋转至初始位置后，利用顶出驱动装置把铸件往上顶出一定位移后顶出驱动装置伸缩端缩回，铸件掉落，实现铸件与金属模具侧壁的分离。由上可看出，整个铸造工艺简单，可以一次成型铝镁坡度材料，生产效率高，生产能耗低，同时铸造出来的铸件质量高，力学性能好。
图2、图3以及图4出示了铝镁坡度材料铸造成型装置，包括基座1，所述基座1上设有铸件机构2和驱动所述铸件机构2转动的旋转驱动装置3，所述铸件机构2包括模具21，所述模具21上设有用于对所述模具21进行锁模的锁模驱动装置23和用于对所述模具21内铸件进行脱模的顶出驱动装置22。由图可知，所述基座1为下大上小的U字型，所述铸件机构2两侧分别与所述基座1活动连接。
图2、图3以及图4出示了所述铝镁坡度材料铸造成型装置的具体结构，进一步地，所述旋转驱动装置3包括固定连接在所述基座1上的旋转支撑座31，所述旋转支撑座31上连接有旋转缸32，所述旋转缸32远离所述旋转支撑座31的一端连接有铸件机构2。所述旋转缸32采用液压传动的方式，依靠液所述旋转缸32伸缩端基活塞杆与铸件机构2连接以及旋转支撑座31完成设备的转动，达到可倾式重力浇注的目的。液压缸按负载选择设计压力，最大负载为20kN，选择设计压力为3MPa。
图2、图3以及图4出示了所述铝镁坡度材料铸造成型装置的具体结构，进一步地，所述模具21包括连接在所述顶出驱动装置22上的定模211和连接在所述锁模驱动装置23上的动模212，所述定模211与所述动模212形成用于铸件的型腔213。由图可知，所述定模211包括设置在所述锁模驱动装置23上的定模座板，所述定模座板上依次设有推板、推杆定模板、定模垫板和定模板；所述动模212包括设置在所述合模机构上的动模底板，所述动模底板上依次设有动模垫板和动模板。
图2、图3以及图4出示了所述铝镁坡度材料铸造成型装置的具体结构，进一步地，所述模具21上设有用于冷却铸件的冷却口嘴。
图2、图3以及图4出示了所述铝镁坡度材料铸造成型装置的具体结构，进一步地，所述模具21上设有用于金属液填充的外置式浇口杯4。所述外置式浇口杯4放置了所述模具21的分型面上，浇注形式采取底注式浇注系统，无横浇道。分型面为铸件的最大截面处，铸件精度要求高的部位放在同一半型内；分型面选定在铸件机械加工面上，有利于控制铸件尺寸精度和去除飞边。
图2、图3以及图4出示了所述铝镁坡度材料铸造成型装置的具体结构，进一步地，所述锁模驱动装置23包括四柱油压机231，所述四柱油压机231上设有合模缸232；所述四柱油压机231包括哥林柱2311，所述哥林柱2311沿竖直方向依次设有固定横版2312、活动横版2313和上横版2314；所述固定横版2312上连接有所述定模211和顶出驱动装置22，所述活动横版2313连接有动模212和所述合模缸232的伸缩端，所述上横版2314连接有所述合模缸232的固定端。活动横版2313连接所述合模缸232的伸缩端即活塞杆，两者连接方式采用螺纹连接。所述活动横版2313工作时受来自液压缸的剪切力，所以应具备较强的抗剪切强度，选用45钢。
图2、图3以及图4出示了所述铝镁坡度材料铸造成型装置的具体结构，进一步地，所述顶出驱动装置22为顶出缸221。所述顶出缸221通过所述固定横版2312与所述模具21的定模座板相连，实现所述模具21的顶出。该装置中顶出力不大，顶出缸15结构采用活塞式，该连接方式结构简单，安装方便。
图2、图3以及图4出示了所述铝镁坡度材料铸造成型装置的具体结构，进一步地，所述合模缸232、所述顶出缸221和旋转缸32为液压缸。采用全液压式，在工作时的传动方式以液压传动为主，采用液压传动，其基本原理为静压传递原理，即在密闭容器内，施加于静止液体上的压力将以等值传递到液体中所有各点；最大特点是以液体作为工作介质，利用液体的压力能来传递动力；液压装置同等体积能产生更大的动力而且工作比较平稳，能在大范围内实现无级调速，易于对液体压力、流量或流动方向进行调节或控制。
缸筒是液压缸的主要零件，它与缸盖、缸底、油口等零件构成密封的容腔，用以容纳压力油液。缸筒采用45无缝钢管。可保证结构通用性好，缸体加工容易，装卸方便。
图2、图3以及图4出示了所述铝镁坡度材料铸造成型装置的具体结构，进一步地，所述定模211和所述动模212为金属模具。所述模具的模座型体采用HT200，采用时效热处理。铸造合金选择铸镁，密度为1.8g/cm3；工业纯铝，密度为2.7g/cm3。所述金属模具采用T型槽固定。
铝镁坡度材料，包括金属铝和金属镁，其特征在于，所述铝镁坡度材料由上述铝镁坡度材料铸造成型方法铸造而成。
本发明方案铝镁坡度材料铸造成型方法的工作原理如下：
本发明提供了铝镁坡度材料铸造成型方法，采用这种方法，先利用锁模驱动装置对金属模具锁模，锁模后在分型面上相对的两侧分别注入铝金属溶液和镁金属溶液，利用旋转驱动装置把金属模具逆时针缓慢旋转后停留，把铝金属溶液和镁金属溶液充分混合，待冷却完毕后，顺时针旋转至初始位置，进行脱模。由上可看出，整个铸造工艺简单，可以一次成型铝镁坡度材料，生产效率高，生产能耗低，同时铸造出来的铸件质量高，力学性能好。
如上所述是结合具体内容提供的一种或多种实施方式，并不认定本申请的具体实施只局限于这些说明。凡与本申请的方法、结构等近似、雷同，或是对于本申请构思前提下做出若干技术推演，或替换都应当视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.铝镁坡度材料铸造成型方法，其特征在于，包括以下步骤：利用锁模驱动装置对金属模具进行锁模；锁模后以铸件的最大横截面为分型面，在金属模具两侧分别灌入铝金属溶液和镁金属溶液；灌液完成后利用旋转驱动装置把金属模具逆时针缓慢旋转后停留，以达到铝金属溶液和镁金属溶液的充分混合；在金属模具缓慢旋转停止时，对金属模具进行冷却；冷却完成后，利用旋转驱动装置把金属模具顺时针缓慢旋转至初始位置；在金属模具旋转至初始位置后，利用顶出驱动装置把铸件往上顶出一定位移后顶出驱动装置伸缩端缩回，铸件掉落，实现铸件与金属模具侧壁的分离。
2.铝镁坡度材料铸造成型装置，其特征在于，包括基座(1)，所述基座(1)上设有铸件机构(2)和驱动所述铸件机构(2)转动的旋转驱动装置(3)，所述铸件机构(2)包括模具(21)，所述模具(21)上设有用于对所述模具(21)进行锁模的锁模驱动装置(23)和用于对所述模具(21)内铸件进行脱模的顶出驱动装置(22)。
3.根据权利要求2所述的一种铝镁坡度材料特种铸造成型装置，其特征在于，所述旋转驱动装置(3)包括固定连接在所述基座(1)上的旋转支撑座(31)，所述旋转支撑座(31)上连接有旋转缸(32)，所述旋转缸(32)远离所述旋转支撑座(31)的一端连接有铸件机构(2)。
4.根据权利要求2所述的一种铝镁坡度材料铸造成型装置，其特征在于，所述模具(21)包括连接在所述顶出驱动装置(22)上的定模(211)和连接在所述锁模驱动装置(23)上的动模(212)，所述定模(211)与所述动模(212)形成用于铸件的型腔(213)。
5.根据权利要求2所述的一种铝镁坡度材料铸造成型装置，其特征在于，所述模具(21)上设有用于冷却铸件的冷却口嘴。
6.根据权利要求2所述的一种铝镁坡度材料铸造成型装置，其特征在于，所述模具(21)上设有用于金属液填充的外置式浇口杯(4)。
7.根据权利要求2所述的一种铝镁坡度材料铸造成型装置，其特征在于，所述锁模驱动装置(23)包括四柱油压机(231)，所述四柱油压机(231)上设有合模缸(232)；所述四柱油压机(231)包括哥林柱(2311)，所述哥林柱(2311)沿竖直方向依次设有固定横版(2312)、活动横版(2313)和上横版(2314)；所述固定横版(2312)上连接有所述定模(211)和顶出驱动装置(22)，所述活动横版(2313)连接有动模(212)和所述合模缸(232)的伸缩端，所述上横版(2314)连接有所述合模缸(232)的固定端。
8.根据权利要求2所述的一种铝镁坡度材料铸造成型装置，其特征在于，所述顶出驱动装置(22)为顶出缸(221)，所述合模缸(232)、所述顶出缸(221)和旋转缸(32)为液压缸。
9.根据权利要求4所述的一种铝镁坡度材料铸造成型装置，其特征在于，所述定模(211)和所述动模(212)为金属模具。
10.一种铝镁坡度材料，包括金属铝和金属镁，其特征在于，所述铝镁坡度材料由权利要求1所述的铝镁坡度材料铸造成型方法铸造而成。
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