CN114378273A - 一种压铸模具、压铸装置及超高速压铸方法 - Google Patents

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CN114378273A CN202210067329.4A CN202210067329A CN114378273A CN 114378273 A CN114378273 A CN 114378273A CN 202210067329 A CN202210067329 A CN 202210067329A CN 114378273 A CN114378273 A CN 114378273A
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Abstract

本申请涉及金属压铸技术领域，提供一种压铸模具、压铸装置及超高速压铸方法，所述压铸模具包括模具本体，所述模具本体上设有进料口、浇注部和模腔部，所述浇注部开设有连通至进料口的浇注流道，所述模腔部开设有成型模腔；所述模具本体位于模腔部和浇注部之间设有浇口部，所述浇口部上开设有连通成型模腔和浇注流道的内浇道，所述内浇道为多个，各所述内浇道沿浇口部朝向成型模腔的一侧依次排布；所述内浇道与所述成型模腔的连通端为内浇口。所述压铸模具提高了压铸时的浇口速度，提高了压铸成型性能。

Description

一种压铸模具、压铸装置及超高速压铸方法
技术领域
本申请涉及金属压铸技术领域，尤其是涉及一种压铸模具、压铸装置及超高速压铸方法。
背景技术
压铸是一种利用高压强制将金属熔液压入形状复杂的金属模具内腔中以成型的精密铸造法。具体的，通常是使用压铸机和安装于压铸机上的压铸模具进行压铸。
压铸机包括有驱动压铸模具进行合拢和开启的合模机构和按规定的速度推送金属液进入压铸模具的压射机构，所述压射机构包括料筒和设于料筒内的冲头，所述料筒的出料端与压铸模具的进料端连通。熔融的金属液由料筒的进料端进入料筒后，所述冲头按规定的速度将料筒内的金属液由料筒的出料端推入压铸模具内。
压铸模具包括有定模模组和动模模组，定模模组上设有连通至压铸机的料筒的出料端的进料口，所述定模模组的成型面上设有定模模腔，所述动模模组的成型面上设有动模模腔，所述定模模组的成型面和所述动模模组的成型面相对闭合时，所述定模模腔和所述动模模腔相对构成成型模腔，所述进料口和成型模腔之间连通设有浇注流道。浇注流道与成型模腔的连通处为内浇口。金属液通过进料口进入后，通过浇注流道部进入成型模腔内。
金属液通过内浇口进入成型模腔内的速度为内浇口的填充速度，也称为浇口速度。浇口速度直接影响了金属液在成型模腔内的成型状况，如果填充速度过小，会造成金属液无法雾化，造成填充不良。相关技术中，浇口速度的调节通过压铸机的冲头条件调节来实现，而压铸机冲头条件具有限定范围，在冲头条件达到极限的情况下，浇口速度也将达到上限，此时应该如何提高压铸模具的浇口速度是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
为了提高浇口速度，本申请提供一种压铸模具、压铸装置及超高速压铸方法。
第一方面，本申请提供一种压铸模具，采用如下的技术方案：
一种压铸模具，包括模具本体，所述模具本体上设有进料口、浇注部和模腔部，所述浇注部开设有连通至进料口的浇注流道，所述模腔部开设有成型模腔；所述模具本体位于模腔部和浇注部之间设有浇口部，所述浇口部上开设有连通成型模腔和浇注流道的内浇道，所述内浇道为多个，各所述内浇道沿浇口部朝向成型模腔的一侧的宽度依次排布；所述内浇道与所述成型模腔的连通端为内浇口。
不同于相关技术中压铸模具为一个浇注流道对应一个或多个浇口部，每一个浇口部仅对应一个内浇道的传统设计，本申请将压铸模具设置为一个浇注流道对应一个或多个浇口部，每一个浇口部对应多个内浇道的结构，即将浇口部朝向成型模腔的一侧沿垂直于浇注方向的宽度进行了划分，缩小内浇口朝向成型模腔的截面面积，在相同的冲头填充条件下，能够具有比相关技术的压铸模具更高的浇口速度，以提高金属液由内浇口射入成型模腔内的填充压力，进一步的提高内浇口的浇口速度。
可选的，所述内浇道的口径沿浇注方向逐渐缩小。
在压铸时，金属液流经浇口部的内浇道并最终通过内浇口进入成型模腔内。内浇道的口径沿浇注方向逐渐缩小，内浇道的侧壁对于流经的金属液进行逐渐收拢导向的作用，使得金属液沿浇注方向的充填压力逐渐增大，提高金属液在内浇口的填充压力，进一步的提高了内浇口的浇口速度，进而提高压铸成型效果。
可选的，所述浇口部可拆卸安装于所述模具本体。
通过可拆卸的安装方式，可以对模具本体中的浇口部做局部替换维护，提高模具使用寿命，降低仅因浇口部受损而需要进行整个模具更换的可能；而且能够根据需要更换具有不同的内浇口截面面积的浇口部，而相同冲压条件下，不同的内浇口截面面积的浇口部所达到的浇口速度不同，因此，通过更换浇口部能够实现所述压铸模具不同浇口速度的替换选择。
可选的，所述浇口部由镍基合金材料制得。
所述镍基合金材料是以钨，钼固溶强化，并用硼、铈、铬强化晶界的耐高温材料，能适合在950摄氏度下长期工作，提高了浇口部的耐热性，提高了浇口部的耐冲蚀性，降低因浇口速度过高造成的金属液对浇口部的冲蚀现象，延长了所述压铸模具的使用寿命。
可选的，所述内浇道的侧壁上涂覆有防腐蚀涂层。
通过所述防腐蚀涂层，进一步的提高内浇道的表面硬度，提高内浇道的耐冲蚀性。
可选的，所述防腐蚀涂层为ALCrN涂层。
所述内浇道的侧壁以所述ALCrN涂层作为防腐蚀涂层，使得内浇道的表面硬度能够达到3500HV，摩擦系数为0.35，进一步的提高内浇道的耐冲蚀性。
可选的，所述模具本体上位于浇注部和浇口部之间设有加速部，所述加速部开设有加速槽，所述加速槽连通所述浇注流道和内浇道，所述加速槽沿浇注方向呈先下降后上升的变化趋势。
在压铸时，通过压铸机对所述压铸模具进行金属液增压浇注，金属液依次通过浇注部、加速部和浇口部以浇注进入成型模腔内。其中，加速部的加速槽沿浇注方向呈先下降后上升的变化趋势，使得加速槽在浇注流道和内浇道之间形成了U状连通部，U状连通部具有两端液压平衡的特点，能够有效的将压铸机的充填压力由浇注部传递至浇口部，辅助提高浇注流道和内浇道之间金属液的流转浇注速度，进一步的提高浇口速度，缩短充填时间。所述压铸模具通过自身结构的优化以提升浇口速度，并不局限于与所述压铸模具配合使用的压铸机的冲头条件，在相同的冲头填充条件下，能够具有比相关技术的压铸模具更高的浇口速度。
可选的，所述模具本体位于模腔部远离内浇口的一端上开设有溢流槽，所述溢流槽与所述成型模腔相连通；所述模具本体上开设有连通溢流槽的排气槽，所述排气槽的排气路径上设有过滤块，所述过滤块具有通气微孔。
在压铸时，金属液充满成型模腔，金属液会溢流至溢流槽中，而压铸过程中还需要对模具本体进行抽真空处理，所述压铸模具处于负压状态。而抽真空处理时，溢流槽内的金属液容易随着气体流向外溢流窜，而排气槽能够对外溢的金属液进行引流导向，降低因金属液流窜方向不稳定而造成的抽真空路径堵塞的可能；排气槽上的过滤块能够对金属液进行拦截，同时过滤块上的通气微孔能够用于通气，因此，通过过滤块能够在有效实现抽真空排气的同时，还降低金属液沿着排气槽的排气路径持续外溢的情况。
可选的，所述过滤块为微孔金属烧结块。
所述微孔金属烧结块是将金属粉末冷压，烧结，热处理后直接得到的具有通气微孔的金属材料块。金属粉末冶金直接制作获得的过滤块，无需打孔操作，通气微孔自然形成，孔径微小，肉眼不可见，进一步的提高过滤作用。过滤块的金属材质也便于后期成型的金属铸件的脱模分离。
可选的，所述过滤块可拆卸安装于所述模具本体。
通过可拆卸安装能够对过滤块进行更换维护，提高所述压铸模具的使用寿命。
第二方面，本申请提供一种压铸装置，采用如下技术方案：
一种压铸装置，包括压铸机和上述压铸模具，所述压铸机包括按规定的速度推送金属液进入所述压铸模具的压射机构，所述压射机构包括料筒和设于料筒内的冲头，料筒上设有供金属液进入的进料端和供金属液输出的出料端，所述冲头用于推送金属液，所述压铸模具的进料口与所述料筒的出料端连通安装。
通过压铸机的高速快压射功能，能够将金属液瞬时快速增压以填充至压铸模具内，提高压力效果，使得压力可以作用到整个压铸模具的成型模腔内，以提高成型模腔内的成型气密性与成型稳定性。
可选的，所述料筒的导热率低于8W/mk。
相关技术中压铸机的料筒的导热率为32-35.6W/mk，导热率高金属液在进入压铸模具中的熔融温度下降，有利于降低金属液对于压铸模具的冲蚀作用，提高压铸模具的寿命，但是，料筒的导热率高造成的金属液熔融温度丧失，也使得金属液在进入压铸模具之前就会出现冷却的现象，容易在金属液浇注过程中生成冷料，降低压铸成型效果，而且金属液熔融温度丧失也使得金属液的熔融流动性下降，不利于金属液在压铸模具内的流动填充，也不利于金属液在压铸模具内浇口的射入填充，降低了压铸模具的浇口速度，影响压铸成型效果。而本申请中所述压铸机的料筒导热率低于8W/mk，导热率低则金属液在料筒内能够保持高温熔融状态，使得金属液在进入压铸模具之前保持高度的液体流动性，在通过压铸机的冲头对压铸模具进行瞬间增压推送时，金属液在压铸模具内浇口处能够保持高压射入填充，金属液有效的呈雾状射入成型模腔内，提高压铸成型效果。
可选的，所述压铸模具的内浇道为N个，所述压铸模具的内浇口朝向成型模腔的截面面积为S浇，所述压铸模具的浇口总截面面积S总浇=N*S浇；S冲*V冲=V浇*S总浇，其中，S冲为所述压铸机的冲头朝向推送方向的截面面积，V冲为所述压铸机的冲头的推送速度，V浇为所述压铸模具的内浇口的浇口速度，V浇为65-120m/s。
本申请所述压铸装置在压铸时，通过压铸机对所述压铸模具进行金属液增压浇注，金属液依次通过浇注流道和浇口部以浇注进入成型模腔内。本申请中所述压铸模具采用了多个内浇道的设计，将各个内浇道的内浇口朝向成型模腔的截面面积的总和作为浇口总截面面积，所述浇口总截面面积仅为相关技术中常规内浇口截面面积的0.6-0.9倍，在相同的冲压条件下，缩小了截面面积的内浇口使得所述压铸模具的浇口速度大大提高，浇口速度可达到65-120m/s,充填时间低至0.006-0.08t/s，充填压力大，能够实现浇口速度大于60m/s的超高速压铸，提高金属液的充填效果，使得金属液以雾化形状喷射进入成型模腔中，将成型模腔中残留的空气打碎为微细体，以充分压缩成型的金属铸件的气孔，金属铸件气孔体积比可压缩至0.01%，使得金相组织均一化，提高金属铸件的成型效果，尤其便于制作要求孔隙率0.2%以下或者表面要求致密光洁度高或需做T6处理等高要求的金属制品。
第三方面，本申请提供一种超高速压铸方法，采用如下技术方案：
一种超高速压铸方法，使用上述压铸装置进行压铸，包括如下步骤：
预热所述压铸模具；
将经过熔融的金属液倒入所述压铸机的料筒中，所述冲头推送速度为0.7m/s以下，当所述冲头行程至封堵住所述料筒的进料端时，对压铸模具进行抽真空；同时，继续推送金属液填充至所述压铸模具的浇口部；
金属液填充至所述压铸模具的浇口部时，瞬间提高推送速度，所述压铸机的冲头推送速度为1-8m/s，推送金属液由浇口部呈雾状喷射入成型模腔中,浇口速度为65-120m/s；
成型模腔填充完成，降低所述冲头推送速度，同时，所述压铸机增压至70-100mpa；
冷却成型脱模，得到所需的金属压铸件。
通过所述超高速压铸方法，前期低速推送金属液，让金属液平稳匀速流至浇口部，该过程中能够降低金属液的波动、卷气现象；同时，在金属液填充至浇口部的时候再瞬时增压，减少金属液未到达浇口部时的压力损耗，提高压力在浇口部位置的直接作用，提高金属液由浇口部的内浇口射入成型模腔内的压力效果，提高浇口速度，达到超高速雾化填充的效果；在填充后期进行推送速度减速处理，有利于降低因金属液持续高压充填而造成的过度溢流、飞边等压铸缺陷，提高压铸成型效果。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1、采用了多个内浇道的设计，缩小了内浇口朝向成型模腔的截面面积，使得所述压铸模具的浇口速度大大提高，浇口速度可达到65-120m/s,充填时间低至0.006-0.08t/s，充填压力大，能够实现浇口速度大于60m/s的超高速压铸，提高金属液的充填效果，使得金属液以雾化形状喷射进入成型模腔中，将成型模腔中残留的空气打碎为微细体，以充分压缩压铸获得的金属成型件的气孔，气孔体积比压缩至0.01%，使得金相组织均一化，提高金属件的成型效果，尤其便于制作要求孔隙率0.2%以下或者表面要求致密光洁度高或需做T6处理等高要求的金属制品。
2、所述压铸模具在浇注部和浇口部之间之间增设加速部，加速部设有的先下降后上升的加速槽能够提高金属液至浇口部的填充速度和填充压力，有利于提高压铸模具的浇口速度，可用于0.8mm以下的超薄件的压铸成型。
3、采用瞬时增压填充的方式，减少前期的压力损耗，提高压力在浇口部位置的直接作用，提高金属液由浇口部的内浇口射入成型模腔内的压力效果，提高浇口速度，达到超高速雾化填充的效果。
附图说明
图1是本申请实施例1的压铸模具整体结构示意图。
图2是本申请实施例1的压铸模具结构分解示意图。
图3是图2中A处的结构放大图。
图4是本申请实施例1的动模模芯的结构示意图。
图5是图4中B处的结构放大图。
图6是本申请实施例1的定模模芯的结构示意图。
图7是图6中C处的结构放大图。
图8是使用本申请实施例1的压铸模具制得的金属压铸件毛坯的部分结构示意图，主要用于展示浇注流道、加速槽、内浇道的形状结构。
图9是本申请实施例2的动模模芯的结构示意图。
图10是本申请实施例2的动模模芯的结构分解示意图。
图11是本申请实施例2的动模模芯未装配时的结构示意图。
图12是本申请实施例4所得金属铸件的SEM图。
图13是本申请实施例5所得金属铸件的SEM图。
图14是本申请实施例6所得金属铸件的SEM图。
图15是本申请对比例1所得金属铸件的SEM图。
图16是本申请对比例2所得金属铸件的SEM图。
图17是本申请对比例3所得金属铸件的SEM图。
附图标记说明：1、模具本体；2、定模模组；21、定模模框；211、导套；212、进料口；213、定模滑槽；214、定模冷却口；22、浇注套管；23、定模模芯；231、定模模腔；232、定模加速部；2321、定模加速槽；233、定模浇口部；2331、定模内浇缺口；234、定模限位槽；235、嵌入槽；236、定模冷却通槽；3、动模模组；31、动模模框；311、导柱；312、模脚；313、动模安装槽；314、动模滑槽；315、动模冷却口；32、分流锥；321、分流台；322、分流槽；33、动模模芯；331、动模浇注流道；332、动模加速腔；3321、动模加速槽；333、动模浇口部；3331、动模内浇缺口；3332、动模导流头；3333、定位槽；334、动模模腔；335、动模限位槽；336、真空孔；337、溢流槽；338、排气槽；339、过滤块；3310、动模冷却通槽；4、滑台；41、限位台；5、定位斜销；6、浇口安装槽；61、定位块。
具体实施方式
以下结合附图1-17对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种压铸模具。
实施例
实施例1
参考图1，一种压铸模具，包括模具本体1，所述模具本体1包括定模模组2和用于与定模模组2相对开合的动模模组3。
参考图1和图2，动模模组3包括动模模框31，动模模框31上的周侧上设有导柱311，通过导柱311导向作用进行动模模组3和定模模组2之间的相对开合，降低相对开合过程中动模模组3和定模模组2的偏移现象。动模模框31远离定模模组2的一面上安装有模脚312，动模模框31通过模脚312固定安装于与压铸模具配合使用的压铸机上。
参考图2和图3，动模模框31朝向定模模组2的一面上开设有动模安装槽313，动模安装槽313内安装有分流锥32和动模模芯33，动模模芯33的侧壁与分流锥32的圆周侧壁抵接，分流锥32朝向定模模组2的一面上凸出形成分流台321，分流台321朝向动模模芯33的一侧开设有供金属液分流的分流槽322，动模模芯33靠近分流锥32的一侧上开设有与分流槽322相连通的动模浇注流道331，动模浇注流道331由靠近分流锥32到远离分流锥32的方向逐渐向下倾斜延伸，动模浇注流道331的个数与分流槽322的个数一一对应设置。动模模芯33上位于每个动模浇注流道331远离分流锥32的一端上分别对应开设有动模加速腔332，动模加速腔332的腔底上开设有与动模浇注流道331相连通的动模加速槽3321，动模加速槽3321由靠近动模浇注流道331到远离动模浇注流道331的方向呈先下降后上升的变化趋势。当压铸模具合模用于压铸时，金属液经由分流锥32、动模浇注流道331和动模加速槽3321，而基于动模浇注流道331的下降延伸、动模加速槽3321的下降再上升，在金属液的浇注方向上会形成U状连通部，利用U状连通部两侧液体压力平衡的特点，提升金属液在浇注方向上的压力传递效果，提高金属液的浇注速度。
参考图4和图5，动模模芯33位于动模加速腔332远离动模浇注流道331的一侧上设有动模浇口部333，动模模芯33位于动模浇口部333远离动模加速腔332的一侧上设有动模模腔334，动模浇口部333上开设有多个动模内浇缺口3331，各动模内浇缺口3331沿动模浇口部333朝向动模模腔334的一侧的宽度依次排布，动模内浇缺口3331连通动模加速槽3321和动模模腔334，动模内浇缺口3331的口径沿浇注方向逐渐减小，在金属液通过动模内浇缺口3331进入动模模腔334的时候，通过逐渐减小的口径能够提高金属液在动模内浇缺口3331中的集中压力作用，增加金属液的填充压力，提高浇口速度。
参考图4和图5，动模浇口部333上位于相邻的动模内浇缺口3331之间的位置设有动模导流头3332，动模导流头3332为朝向动模加速槽3321凸出形成的弧形头，动模导流头3332顺应金属液由动模加速槽3321向动模模腔334浇注的流动方向，有效的降低动模浇口部333对金属液的流动阻力，提高金属液通过动模内浇缺口3331进入动模模腔334的速度，提高浇口速度。
参考图2和图4，动模模芯33上位于动模模腔334远离动模浇口部333的一侧上开设有动模限位槽335，动模限位槽335与动模模腔334相连通。动模模框31上开设有与动模限位槽335对应连通的动模滑槽314，动模滑槽314上可滑动的安装有滑台4，滑台4朝向动模模腔334的一侧上设有限位台41。当动模模组3和定模模组2相对闭合时，滑台4滑动靠近动模模腔334，限位台41抵接于动模限位槽335上，用于封闭动模模腔334的一侧，当动模模组3和定模模组2相对分离时，滑台4滑动远离动模模腔334，限位台41脱离动模限位槽335，便于动模模腔334内金属成型件的脱模。滑台4用于与压铸模具配合使用的压铸机安装。
参考图2和图4，动模模芯33上贯穿开设有真空孔336，真空孔336用于与压铸模具配合使用的真空设备连通安装，用于抽真空排气。动模模框31上开有连通真空孔336的连接孔（图中未示出）。
参考图2和图4，动模模芯33上位于动模模腔334远离动模浇口部333的一侧上开设有溢流槽337，溢流槽337远离动模模腔334的一侧上开设有排气槽338，排气槽338与真空孔336相连通，排气槽338用于抽真空排气时对气体排向进行引导，提高对动模模腔334内的金属液的气体抽排引导，降低成型气孔缺陷，也降低金属液随着气体流窜造成的真空孔336堵塞的情况。排气槽338的排气路径上安装有过滤块339，过滤块339位于真空孔336和溢流槽337之间。过滤块339为微孔金属烧结块，过滤块339用于金属液拦截和通气，降低金属液流窜现象。
参考图2和图4，动模模芯33上开设有动模冷却通槽3310，动模冷却通槽3310贯穿动模模芯33，动模模框31上开设有与动模冷却通槽3310连通的动模冷却口315，动模冷却口315用于与压铸模具配合使用的冷却装置安装，冷却装置可以是冷水循环系统也可以是冷气循环系统，只要能够用于冷却即可。通过动模冷却通槽3310能够对动模模芯33的动模模腔334进行全面快速循环冷却，提高压铸成型效果。
参考图2、图6和图7，定模模组2包括定模模框21，定模模框21用于与压铸模具配合使用的压铸机固定安装。定模模框21的周侧上设有导套211，导套211用于与动模模组3的导柱311一一对应可滑动套设安装。定模模框21上开设有进料口212，进料口212用于与压铸模具配合使用的压铸机的出料端连通安装。定模模框21朝向动模模组3的一面上开设有定模安装槽（图中未示出），定模安装槽内安装有浇注套管22和定模模芯23，定模模芯23的侧壁与浇注套管22的圆周侧壁抵接，浇注套筒与进料口212连通，浇注套管22朝向动模模组的一端用于供动模模组3的分流锥32套入，浇注套管22用于与分流锥32、动模浇注流道331共同构成模具本体的浇注流道。定模模芯23朝向动模模组3的一面与浇注套管22朝向动模模组3的一端持平。
参考图6和图7，定模模芯23朝向动模模组3的一面上开设有定模模腔231，定模模腔231用于与动模模组3的动模模腔334相对构成模具本体的成型模腔。定模模芯23位于定模模腔231靠近浇注套管22的一侧上设有定模加速部232，定模加速部232朝向动模模组3凸出形成，定模加速部232由靠近浇注套管22向远离浇注套管22的方向呈先下降后上升的趋势，定模加速部232朝向定模模腔231的一侧开设有定模加速槽2321，定模加速部232与动模模组3的动模加速腔332形状适配。定模加速部232用于与动模模组3的动模加速腔332相对嵌接构成模具本体的加速部，定模加速槽2321用于与动模加速槽3321相对构成模具本体的加速槽。
参考图6和图7，定模模芯23上位于定模加速部232朝向定模模腔231的一侧上设有定模浇口部233，定模浇口部233与动模模组3的动模浇口部333形状适配，定模浇口部233用于与动模浇口部333相对构成模具本体的浇口部。定模浇口部233上开设有多个定模内浇缺口2331，定模内浇缺口2331连通定模加速槽2321和定模模腔231，定模内浇缺口2331与动模内浇缺口3331一一对应设置，定模内浇缺口2331用于与动模内浇缺口3331相对构成模具本体的内浇道。
参考图2和图6，定模模芯23位于定模模腔231远离定模浇口部233的一侧开设有定模限位槽234，定模限位槽234与定模模腔231连通，定模模框21上开设有与定模限位槽234对应连通的定模滑槽213。定模模组2和动模模组3闭合时，定模模腔231和动模模腔334构成成型模腔，定模限位槽234和动模限位槽335构成连通成型模腔的型腔限位槽，定模滑槽213和动模滑槽314构成连通型腔限位槽的模具滑槽，滑台4在模具滑槽内滑动，带动限位台41抵接于型腔限位槽内。
参考图2和图6，定模模框21上安装有定位斜销5，定位斜销5由定模模组2向动模模组3的方向延伸，定位斜销5的一端插接于滑台4上，定模模组2和动模模组3闭合时，定位斜销5对滑台4进行定位，降低滑台4受到金属液压力冲击时在模具滑槽内滑动位移可能。
参考图2和图6，定模模芯23上对应动模模组3的过滤块339的位置开设有嵌入槽235，嵌入槽235供动模模组3的过滤块339嵌入安装。定模模芯23上还开设有定模冷却通槽236，定模冷却通槽236贯穿定模模芯23，定模模框21上开设有与定模冷却通槽236连通的定模冷却口214，定模冷却口214用于与压铸模具配合使用的冷却装置安装，冷却装置可以是冷水循环系统也可以是冷气循环系统，只要能够用于冷却即可。通过定模冷却通槽236能够对定模模芯23的定模模腔231进行全面快速循环冷却，提高压铸成型效果。
参考图8，定模模组2和动模模组3闭合时，动模模组3的分流锥32上的分流台321套入于定模模组2的浇注套管22内，分流锥32和浇注套管22构成模具本体1的浇注部，浇注套管22与分流台321形成的环形通道、分流台321上的分流槽322、动模浇注流道331构成模具本体1的浇注流道；定模加速部232置于动模加速腔332内构成模具本体1的加速部，定模加速槽2321和动模加速槽3321构成模具本体1的加速槽，定模浇口部233和动模浇口部333构成模具本体1的浇口部，定模内浇缺口2331和动模内浇缺口3331构成模具本体1的内浇道，定模模腔231和动模模腔334构成模具本体1的成型模腔，内浇道与成型模腔的连通端为模具本体1的内浇口。内浇道沿浇注方向的宽度逐渐缩小。
参考图8，压铸模具合模用于压铸时，熔融的金属液由定模模组2的进料口212进入浇注套管22内，在分流锥32处由分流台321进行分流，分流后的金属液分别通过对应的分流槽322进行流转，具体的，金属液依次经过分流槽322、动模浇注流道331、加速槽和内浇道，最终由内浇口高压射入成型模腔内，金属液填充满成型模腔后，会向与成型模腔连通的溢流槽337进行外溢。通过真空孔336能够对压铸模具内进行抽真空，降低金属液成型后的气孔缺陷，抽真空过程中利用与溢流槽337连通的排气槽338进行气流导向，降低金属液流窜现象，通过排气槽338的过滤块339进行通气和金属液拦截，降低真空孔336堵塞情况。通过定模冷却口214、定模冷却通槽236、动模冷却口315和动模冷却通槽3310对成型模腔内的金属液进行冷却成型。
本实施例中定模模芯23和动模模芯33均是以钨，钼固溶强化，并用硼、铈、铬强化晶界的耐高温镍基合金材料制得，具有高硬度，耐高温性能。定模模芯23的定模浇口部233、动模模芯33的动模浇口部333分别涂覆了防腐蚀层，防腐蚀层为ALCrN涂层，定模浇口部233和动模浇口部333的表面硬度达到了3500HV，提高了定模浇口部233和动模浇口部333的抗冲蚀能力，提高模具本体1的浇口部的耐冲蚀性。
模具本体1上内浇口朝向成型模腔的截面形状可以是圆形也可以是矩形，具体的可以根据成型模腔所能成型的金属压铸件的结构特点进行设计。参考图8，在本实施例中内浇口朝向成型模腔的截面形状为矩形。在本实施例中内浇口朝向成型模腔的截面形状的长为3.4mm，宽为2.4mm，即内浇口朝向成型模腔的截面面积S浇=3.4mm*2.4mm=8.16mm2。同时，模具本体1上的内浇口是多个，即N个内浇口，具体的，一个分流槽322对应了一个浇注流道，一个浇注流道对应一个加速部，一个加速部对应一个浇口部，一个浇口部对应一个成型模腔，而一个浇口部上设了六个内浇口与成型模腔连通。本实施例中模具本体1上设了两个浇口部和两个成型模腔，即设了十二个内浇口，即N=12。因此，本实施例中模具本体1的浇口总截面面积S总浇=N*S浇=12*8.16mm2=98mm2。
实施例2
参照图9、图10和图11，本实施例公开了一种压铸模具，本实施例所述的压铸模具和实施例1的区别在于：
动模模组3中动模浇口部333可拆卸的安装于动模模芯33上，定模模组2中定模浇口部233可拆卸的安装于定模模芯23上，具体的，动模模芯33上开设有浇口安装槽6，浇口安装槽6内设有定位块61，定位块61凸出形成于浇口安装槽6的槽底，动模浇口部333朝向动模模芯33的一侧上开设有与定位块61匹配的定位槽3333，安装时，动模浇口部333置入浇口安装槽6内，定位槽3333与定位块61相对匹配，定位块61插接于定位槽3333，定位块61对动模浇口部333进行定位导向，降低动模浇口部333嵌入浇口安装槽6时的偏移现象，提高嵌入安装平稳性和安装稳定性。需要说明的是，定位块61可以是多个，定位槽3333的个数与定位块61一一对应设置，定位块61的个数设置可以根据动模浇口部的尺寸需求进行设定，只要能够进行平稳定位导向安装即可。而且，为了提高安装稳定性，也可以在动模模芯33远离浇口安装槽6的那一侧上开设有贯穿至浇口安装槽6的安装通孔（图中未示出），动模浇口部333对应安装通孔的位置设有螺纹孔，通过安装通孔和螺纹孔的对应连通，可以利用螺丝等固定件进一步的对动模浇口部333进行安装固定。定模浇口部233与定模模芯23的可拆卸安装结构相同于动模浇口部333与动模模芯33的可拆卸安装结构。通过可拆卸安装能够进行动模浇口部333、定模浇口部233的更换。动模浇口部333、定模浇口部233是以钨，钼固溶强化，并用硼、铈、铬强化晶界的耐高温镍基合金材料制得，具有高硬度，耐高温性能。
过滤块339是可拆卸的安装于动模模芯33上的。过滤块339与动模模芯33的可拆卸安装结构相同于动模浇口部333与动模模芯33的可拆卸安装结构。通过可拆卸安装能够进行过滤块339的更换。过滤块339为微孔金属烧结块。所述微孔金属烧结块是将金属粉末冷压，烧结，热处理后直接得到的具有通气微孔的金属材料块。
本申请实施例还公开一种压铸装置。
实施例3
一种压铸装置，包括压铸机和实施例1的压铸模具。
压铸机包括驱动压铸模具进行开合的合模机构和按规定的速度推送金属液进入压铸模具的压射机构。
合模机构包括定模安装板、动模安装板和驱动动模安装板相对靠近或者远离定摸安装板的合模驱动装置，压铸模具的定模模组通过定模模框安装于定模安装板上，压铸模具的动模模组通过动模模框安装于动模安装板上。
压射机构包括料筒、设于料筒内的冲头和驱动冲头推送的推送驱动装置，料筒上设有供金属液进入的进料端和供金属液输出的出料端，所述冲头用于推送金属液，所述压铸模具的定模模组的进料口与所述料筒的出料端连通安装。料筒采用钛合金陶瓷材料制得，料筒的导热率为7.4W/mk。低导热率的料筒有助于金属液进入压铸模具前保持高温熔融状态。
压铸过程中，S冲*V冲=S总浇*V浇，其中V浇为内浇口的浇口速度，S冲为压铸机的冲头朝向推送方向的截面面积，V冲为压铸机的推送速度，因此，压铸过程中压铸模具的浇口速度V浇=S冲*V冲/S总浇。
在本实施例中料筒内冲头的冲头直径为60mm，冲头面积S冲=πR2=3.1415*302≈2827mm2，若将冲头的推送速度设定为V冲=3.2m/s。则本实施例中压铸模具的浇口速度V浇=S冲*V冲/S总浇=2827*3.2/98≈92m/s。本实施例中压铸模具的浇口速度可达92m/s，本实施例压铸装置能够进行超高速压铸成型。
所述压铸装置采用了多个内浇道的设计，缩小了内浇口朝向成型模腔的截面面积，使得所述压铸模具的浇口速度大大提高，浇口速度可达到92m/s,使得金属液以雾化形状喷射进入成型模腔中，将成型模腔中残留的空气打碎为微细体，以充分压缩压铸获得的金属成型件的气孔，气孔体积比压缩至0.01%，使得金相组织均一化，提高金属件的成型效果，尤其便于制作要求孔隙率0.2%以下或者表面要求致密光洁度高或需做T6处理等高要求的金属制品。
本申请实施例还公开一种超高速压铸方法。
实施例4
一种超高速压铸方法，使用实施例3的压铸装置进行压铸，包括如下步骤：
预热压铸模具，控制压铸模具温度为220-230摄氏度；
将经过熔融的镁合金金属液倒入压铸机的料筒中，冲头推送速度为0.7m/s，当所述冲头行程至封堵住所述料筒的进料端时，对压铸模具进行抽真空；同时，继续推送金属液填充至预热后的压铸模具的浇口部；该过程中，冲头推送速度是由0m/s起始，逐渐匀速增加至0.7m/s；需要说明的是，该过程也可以是起始直接设定为0.7m/s，过程中持续保持0.7m/s的推送速度进行。在本实施例中采用的是由0m/s匀速增加至0.7m/s 的设定；
金属液填充至预热后的压铸模具的浇口部时，瞬间提高冲头推送速度，冲头推送速度为3.2m/s，使浇口部的内浇口的浇口速度达到92m/s，推送金属液由浇口部呈雾状喷射入成型模腔中；
成型模腔填充完成，降低冲头推送速度，同时对压铸机增压至100mpa；
冷却成型脱模，得到所需的金属压铸件。
其中，金属液达到压铸模具浇口部或者金属液填充成型模腔完成的时机确定可以通过本技术领域内的现有通用的浇注模拟软件结合压铸模具参数、压铸机料筒参数、冲压参数和金属液质量参数等进行模拟换算以获得。
所述超高速压铸方法采用瞬时增压填充的方式，减少前期的压力损耗，提高压力在浇口部位置的直接作用，提高金属液由浇口部的内浇口射入成型模腔内的压力效果，提高浇口速度，达到超高速雾化填充的效果。
参考图8所示，所得金属铸件为多叶片散热件，叶片厚度为0.8mm。在金相电子显微镜的500倍镜下观察所得金属压铸件的叶片表面形态，所得SEM图如图12所示，所得金属压铸件铸件成型效果好，金相组织均一化，气孔缺陷少，不见表面流线痕迹，晶粒较小。
实施例5
实施例5和实施例4的区别在于压铸时压铸模具的浇口速度不同，实施例5中，压铸模具的内浇口朝向成型模腔的截面面积S浇=11.60mm2，浇口总截面面积S总浇=N*S浇=12*11.60mm2=139.2mm2，压铸模具的浇口速度V浇=S冲*V冲/S总浇=2827*3.2/139.2≈65m/s。对比例3所得金属铸件的SEM图如图13所示，是在金相电子显微镜的500倍镜下观察所得金属压铸件的表面形态。实施例5所得金属压铸件成型效果较好，金相组织较为均化，气孔缺陷较少，表面流线痕迹较少，晶粒较小。
实施例6
实施例6和实施例4的区别在于压铸时压铸模具的浇口速度不同，实施例6中，压铸模具的内浇口朝向成型模腔的截面面积S浇=6.85mm2，浇口总截面面积S总浇=N*S浇=12*6.85mm2=82.2mm2，压铸模具的浇口速度V浇=S冲*V冲/S总浇=2827*3.2/82.2≈110m/s。对比例4所得金属铸件的SEM图如图14所示，是在金相电子显微镜的500倍镜下观察所得金属压铸件的表面形态。实施例6所得金属压铸件成型效果非常好，金相组织均一化，不见气孔缺陷和表面流线痕迹，晶粒细小。
对比例
对比例1-2
对比例1-2和实施例4的区别在于压铸时压铸模具的浇口速度不同，具体的：
对比例1中，压铸模具的内浇口朝向成型模腔的截面面积S浇=34.27mm2，浇口总截面面积S总浇=N*S浇=12*34.27mm2=411.24mm2，压铸模具的浇口速度V浇=S冲*V冲/S总浇=2827*3.2/411.24≈22m/s。对比例1所得金属铸件的SEM图如图15所示，是在金相电子显微镜的500倍镜下观察所得金属压铸件的表面形态。对比例1所得金属压铸件成型效果很差，金相组织不均，气孔缺陷和表面流线痕迹明显，晶粒粗大。
对比例2中，压铸模具的内浇口朝向成型模腔的截面面积S浇=13.71mm2，浇口总截面面积S总浇=N*S浇=12*13.71mm2=164.52mm2，压铸模具的浇口速度V浇=S冲*V冲/S总浇=2827*3.2/164.52≈55m/s。对比例2所得金属铸件的SEM图如图16所示，是在金相电子显微镜的500倍镜下观察所得金属压铸件的表面形态。对比例2所得金属压铸件成型效果差，金相组织不均，气孔缺陷和表面流线痕迹明显，晶粒粗大。
通过对比例1-2和实施例4-6的压铸成型效果对比可见，实施例4-6的超高速压铸成型效果明显优于对比例1-2，这是由于对比例1-2的浇口截面面积大，在相同压铸机冲头条件下，浇口速度仅能达到22m/s、55m/s，浇口填充效果不良，造成成型缺陷多。而本申请中压铸模具采用多点点浇口的设计，缩小内浇口朝向成型模腔的截面面积，在相同的压铸机冲头条件下，大大提高了压铸模具的浇口速度，浇口速度高达65-110m/s，实现超高速压铸，有限提高金属液的雾化填充效果，提高金相均一性，减少成型缺陷的产生。
对比例3
对比例3和实施例4的区别在于：对比例2中所用的压铸模具无加速部，对比例2中压铸模具的浇注流道和内浇道之间通过直线流道连通，直线流道沿金属液浇注方向平行于压铸模具的成型面直线延伸。对比例3所得金属铸件的SEM图如图17所示，是在金相电子显微镜的500倍镜下观察所得金属压铸件的表面形态。对比例3所得金属压铸件成型效果差，金相组织不均，气孔缺陷和表面流线痕迹明显，晶粒粗大。
通过对比例3和实施例4的压铸成型效果对比可见，实施例4的超高速压铸成型效果明显优于对比例3。这是由于对比例3中所用的压铸模具缺少加速部，采用的直线流道连通浇注流道和内浇道，直线流道不仅不能够辅助加速金属液的填充速度，而且浇注路程长，使得金属液的流动速度减慢，填充压力损失，填充压力无法有效的传递至内浇道，无法辅助提升浇口速度。而实施例4中所用的压铸模具设置了加速部，加速部的U状连通设计具有两端压力平衡特性，有效的将浇注流道的填充压力传递至内浇道，减少浇注过程中填充压力的损失，有效辅助提升浇口速度，以提升压铸成型效果。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种压铸模具，包括模具本体(1)，所述模具本体(1)上设有进料口(212)、浇注部和模腔部，所述浇注部开设有连通至进料口(212)的浇注流道，所述模腔部开设有成型模腔；其特征在于：所述模具本体(1)位于模腔部和浇注部之间设有浇口部，所述浇口部上开设有连通成型模腔和浇注流道的内浇道，所述内浇道为多个，各所述内浇道沿浇口部朝向成型模腔的一侧的宽度依次排布；所述内浇道与所述成型模腔的连通端为内浇口。
2.根据权利要求1所述的压铸模具，其特征在于：所述内浇道的口径沿浇注方向逐渐缩小。
3.根据权利要求1或2所述的压铸模具，其特征在于：所述浇口部可拆卸安装于所述模具本体(1)。
4.根据权利要求1或2所述的压铸模具，其特征在于：所述浇口部由镍基合金材料制得。
5.根据权利要求1或2所述的压铸模具，其特征在于：所述内浇道的侧壁上涂覆有防腐蚀涂层,所述防腐蚀涂层为ALCrN涂层。
6.根据权利要求1或2所述的压铸模具，其特征在于：所述模具本体(1)上位于浇注部和浇口部之间设有加速部，所述加速部开设有加速槽，所述加速槽连通所述浇注流道和内浇道，所述加速槽沿浇注方向呈先下降后上升的变化趋势。
7.根据权利要求1或2所述的压铸模具，其特征在于：所述模具本体(1)位于模腔部远离内浇口的一端上开设有溢流槽(337)，所述溢流槽(337)与所述成型模腔相连通；所述模具本体(1)上开设有连通溢流槽(337)的排气槽(338)，所述排气槽(338)的排气路径上设有过滤块(339)，所述过滤块(339)为微孔金属烧结块；所述过滤块(339)可拆卸安装于所述模具本体(1)。
8.一种压铸装置，其特征在于，包括压铸机和权利要求1-7任一所述的压铸模具，所述压铸机包括按规定的速度推送金属液进入所述压铸模具的压射机构，所述压射机构包括料筒和设于料筒内的冲头，所述料筒上设有供金属液进入的进料端和供金属液输出的出料端，所述冲头用于推送金属液；所述压铸模具的进料口(212)与所述料筒的出料端连通安装。
9.根据权利要求8所述的压铸装置，其特征在于：所述料筒的导热率低于8W/mk。
10.根据权利要求8所述的压铸装置，其特征在于：所述压铸模具的内浇道为N个，所述内浇口朝向成型模腔的截面面积为S浇，所述压铸模具的浇口总截面面积S总浇=N*S浇；S冲*V冲=V浇*S总浇，其中，S冲为所述冲头朝向推送方向的截面面积，V冲为所述冲头的推送速度；V浇为所述压铸模具的内浇口的浇口速度，V浇为65-120m/s。
11.一种超高速压铸方法，其特征在于，使用权利要求8或9或10所述的压铸装置进行压铸，包括如下步骤：
预热所述压铸模具；
将经过熔融的金属液倒入所述压铸机的料筒中，所述冲头推送速度为0.7m/s以下，当所述冲头行程至封堵住所述料筒的进料端时，对压铸模具进行抽真空；同时，继续推送金属液填充至所述压铸模具的浇口部；
金属液填充至所述压铸模具的浇口部时，瞬间提高推送速度，所述压铸机的冲头推送速度为1-8m/s，推送金属液由浇口部呈雾状喷射入成型模腔中,浇口速度为65-120m/s；
成型模腔填充完成，降低所述冲头推送速度，同时，所述压铸机增压至70-100mpa；
冷却成型脱模，得到所需的金属压铸件。
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