CN114749629A

CN114749629A - 一种钨铜合金排气波板

Info

Publication number: CN114749629A
Application number: CN202210352312.3A
Authority: CN
Inventors: 陈焕熹; 张云峰; 徐尧; 崔慕春; 段本志
Original assignee: FAW Group Corp; Faw Foundry Co Ltd
Current assignee: FAW Group Corp; Faw Foundry Co Ltd
Priority date: 2022-04-04
Filing date: 2022-04-04
Publication date: 2022-07-15

Abstract

本发明属于高真空压铸技术领域，涉及一种钨铜合金排气波板。钨铜合金排气波板采用铜合金基体。铜合金基体采用H95普通黄铜。成分：Cu：94‑96；Fe：0.05；Pb：0.05；Zn：余量；杂质总和：0.3。钨合金块的部分采用SKD4钨合金。成分：C：0.25‑0.35；Si：0.4；Mn：0.6；P：0.02；Cr：2‑3；W：5‑6；V：0.3‑0.5。铜合金基体A1、钨合金块A2分别与铜合金基体B4、钨合金块B3对称设置；钨合金块A2、钨合金块B3之间设有缓冲槽6。本发明可以实现全过程抽真空的基础上基本不需要拆卸维护，保养简单，并且通道开口截面积大，不需要特殊模具浇道设计，即可以让型腔内保持高真空度。结合铜合金导热快的优势，在保证温度传导性的同时提高了排气波板的耐磨程度。

Description

一种钨铜合金排气波板

技术领域

本发明属于高真空压铸技术领域，涉及一种钨铜合金排气波板。

背景技术

高真空压铸运用十分广泛，在其真空系统中，在模具上必须有一个负责真空排气的部分与真空系统相连接，该部分模具的主要作用是：1)在合适的时候将通道关闭，避免铝液在充型过程中流入真空系统中；2)在模具合模过程中，作为一个模具型腔与真空系统的通道，实现抽真空的工作。

目前在高真空压铸的领域内主要有三种排气方式：

第一种为液压控制的真空阀。该类真空阀在慢速填充过程开启，在铝液填充至阀体部位之前关闭。此类真空阀比较稳定及成熟，但是只能实现半过程抽真空，无法在铝液高速运动过程中持续保持型腔内的真空度；

第二类为机械式真空阀，该类真空阀属于常开式真空阀，利用铝液的动能将真空阀关闭，可以实现全过程抽真空。但是由于其结构复杂，装配精密，需要频繁维护和保养，并且保养周期较长；

第三种排气方式为波板排气，此种排气方式可以实现全过程抽真空，且维护保养简单，但是为保证可以顺利封住铝液，其排气截面积小，并且需要辅以特殊的模具浇道设计保证稳定工作。

公告号为CN208787482U专利文献，公开了压铸机技术领域的一种真空压铸用真空排气阀，包括模具本体和真空排气室，且真空排气室设置在模具本体的顶部，所述模具本体的外壁中部开设有模具腔体，所述真空排气室的外壁中部镶嵌有真空排气阀，且真空排气阀与模具腔体连通，所述真空排气室的外壁上部左右对称开设有真空排气口，且真空排气口与真空排气阀连接，本实用新型增大排气阀表面积，减少通道截面积，提高真空排气效率，产品充填前，极短的时间内完全充分将模腔内的空气排出，提高产品良品率，真空排气阀波浪纹可以根据模具大小进行调整，产品容易脱模，提高生产效率，减少产品不良率及人工成本。

公告号为CN107377926A专利文献，属于有色金属压铸真空排气领域，尤其是涉及一种压铸真空排气阻滞装置，其特征在于包括控制机构，与此控制机构相连接且设置在真空通道上的组合气缸，与此组合气缸相连接的缸杆，与此缸杆相连接的嵌入式碟片，设置在组合气缸底部与真空通道间的真空密封件，缸杆连接嵌入式碟片伸入到所述的真空通道内。本发明是在真空通道上采用嵌入式碟片的结构，通过旋转气缸0度-90度转动，实现改变通气面积的0-100％的改变；同时通过伸缩气缸对阻滞时间所占真空排气时间的比例0-100％设定，实现真空排气过程中阻滞时间的改变，两个方式可以独立工作，也可以组合工作，以实现各种场合下的真空阻滞调整，最大限度减少合金熔液的低速波动，避免真空排气过程中的裹气发生。

公告号为CN211852950U专利文献，揭示了一种散热快且有效防止铝液飞溅的压铸模抽气阀，其包括下阀体、与所述下阀体配合形成波浪抽气流道的上阀体、与所述下阀体和所述上阀体同一端面密封贴合的抽气块，所述抽气块内部设置有与所述波浪抽气流道连通的出气口，所述下阀体的上表面设置有若干形成所述波浪抽气流道的波浪凹槽，所述下阀体与所述上阀体的另一端合围形成一与所述波浪抽气流道连通的抽气口，靠近所述抽气口的第一个所述波浪凹槽的槽深大于后面的其他波浪凹槽槽深。本实用新型能够有效的对铝液进行减速防止出现喷射。

通过检索发现有三个专利与本申请具有一定相关性，其中《一种真空压铸用真空排气阀》以及《压铸真空排气阻滞装置》是与本申请完全不同的排气阀，几乎没有相关性。《一种散热快且有效防止铝液飞溅的压铸模抽气阀》采用铍青铜制造抽气阀，相比该专利保护内容，本申请使用的铜合金材质与其不同、增加了钨合金耐冲刷部分、增加了缓冲槽、并且在装配过程中采用散热硅脂保证散热良好。整个设计理念完全不同，整体效果有较大提升。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的全过程抽真空排气截面积偏小导致排气流量低问题，提供了一种钨铜合金排气波板。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：

一种钨铜合金排气波板，其特征在于：

钨铜合金排气波板采用铜合金基体。

优选地，铜合金基体采用H95普通黄铜。

优选地，所述H95普通黄铜成分：Cu：94-96；Fe：0.05；Pb：0.05；Zn：余量；杂质总和：0.3。

优选地，钨铜合金排气波板中钨合金块的部分采用SKD4钨合金作为钨钢材料。

优选地，所述SKD4钨合金成分：

C：0.25-0.35；Si：0.4；Mn：0.6；P：0.02；Cr：2-3；W：5-6；V：0.3-0.5。

这些组分是质量百分比。

优选地，钨铜合金排气波板结构设置：

铜合金基体设置两块，分别为铜合金基体A1、铜合金基体B4；

钨合金块设置两块，分别为钨合金块A2、钨合金块B3；

铜合金基体A1、钨合金块A2设置在动模侧；

铜合金基体B4、钨合金块B3设置在静模侧；

铜合金基体A1、钨合金块A2分别与铜合金基体B4、钨合金块B3对称设置；

钨合金块A2、钨合金块B3之间设有缓冲槽6。

进一步地，在钨合金块、铜合金基体交界的位置7涂抹高温散热硅脂。

优选地，所述散热硅脂的最高工作温度达到300℃以上。

优选地，钨合金块与铜合金基体采用螺丝紧固的方式连接。

优选地，钨铜合金排气波板和模具采用螺栓紧固的方式连接。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

本发明利用排气波板的特殊结构，辅以钨、铜合金的特殊材料，在可以实现全过程抽真空的基础上基本不需要拆卸维护，保养简单，并且通道开口截面积大，不需要特殊模具浇道设计，即可以让型腔内保持高真空度。

本发明通过钨合金耐冲刷的特点结合铜合金导热快的优势，在保证温度传导性的同时提高了排气波板的耐磨程度。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1为本发明所述一种钨铜合金排气波板装配图；

图2a为铝液刚进入缓冲槽填充模拟示意图；

图2b为铝液在缓冲槽内开始产生涡流情况模拟示意图；

图2c为铝液在缓冲槽内产生涡流第二阶段模拟示意图；

图2d为铝液在缓冲槽内完成涡流模拟示意图；

图2e为铝液将缓冲槽填充完整模拟示意图；

图3为排气波板填充模拟示意图；

图中：1、铜合金基体A；2、钨合金块A；3、钨合金块B；4、铜合金基体B；5、排气波板间隙；6、缓冲槽；7、钨合金块、铜合金基体交界的位置。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

下面结合附图对本发明作详细的描述：

本发明排气波板采用铜合金为基体，在实验过程中我们试验过多种成分的铜合金，最终根据实际工况要求以及材料价格，最终选定H95普通黄铜作为此排气波板的基体，成分(参照GB/T 5231-2012)如表1，表1为铜合金成分表；

表1

代号

牌号

Cu

Fe

Pb

Zn

杂质总和

C21000

H95

94-96

0.05

余量

0.3

排气波板中钨的部分合金牌号通过多种材料的试验，最终选定SKD4作为钨钢材料，成分(参照JIS G4404-2006)如表2，表2为钨合金成分表。

表2

材料选定之后对其结构进行设计，截面如图1所示：

图1中1为铜合金基体A(动模侧)；2为钨合金块A(动模侧)；3为钨合金块B(静模侧)；4为铜合金基体B(静模侧)；5为排气波板间隙，型腔内部气体从5所示间隙中排出；6为缓冲槽，压铸填充过程中，高速高温铝液经过缓冲槽时形成漩涡，在漩涡填充的过程中得到大幅度减速，减速后继续向上填充，直至完全冷却凝固；为保证散热效果，装配时在钨合金块、铜合金基体交界的位置7涂抹高温散热硅脂，要求散热硅脂的最高工作温度达到300℃以上。

在实际工作中，钨合金块与铜合金基体采用螺丝紧固的方式连接，排气波板和模具同样采用螺栓紧固的方式连接。由于铜合金出色的散热能力，此类排气波板不需要设计额外的水路进行散热。

采用Procast进行充型模拟，模拟结果显示在实际填充过程中，缓冲槽6的设计可以良好的消耗合金的动能。模拟结果如图2a、图2b、图2c、图2d、图2e所示。

排气波板整体模拟结果如图3，合金只能填充到排气波板约1/2位置，证明排气波板在工作中可以实现截至铝液进入真空系统并且实现良好排气的功能。

对此排气波板功能进行功能实测，采用该排气波板生产高真空压铸结构件，实测真空值可以达到所要求的50mabr以下，并且截止铝液的功能与模拟结果一致。

本发明所涉及的创新点包括排气波板所采用的铜合金与钨合金牌号及成分；排气波板缓冲槽结构；排气波板装配过程中增加散热硅脂；以上三点单独均可以制作成排气波板，但是效果不佳。三者结合所制作成的排气波板效果更好。

目前有采用H13作为材料制作排气波板的应用案例，是因为H13钢耐冲击性能较强，但是导热性能一般，所以排气波板的间隙较小，否则铝液会顺着排气波板的间隙进入真空系统中。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

Claims

1.一种钨铜合金排气波板，其特征在于：

钨铜合金排气波板采用铜合金基体。

2.根据权利要求1所述的一种钨铜合金排气波板，其特征在于：

铜合金基体采用H95普通黄铜。

3.根据权利要求2所述的一种钨铜合金排气波板，其特征在于：

所述H95普通黄铜成分：Cu：94-96；Fe：0.05；Pb：0.05；Zn：余量；杂质总和：0.3。

4.根据权利要求3所述的一种钨铜合金排气波板，其特征在于：

钨铜合金排气波板中钨合金块的部分采用SKD4钨合金作为钨钢材料。

5.根据权利要求4所述的一种钨铜合金排气波板，其特征在于：

所述SKD4钨合金成分：

6.根据权利要求5所述的一种钨铜合金排气波板，其特征在于，

钨铜合金排气波板结构设置：

铜合金基体设置两块，分别为铜合金基体A(1)、铜合金基体B(4)；

钨合金块设置两块，分别为钨合金块A(2)、钨合金块B(3)；

铜合金基体A(1)、钨合金块A(2)设置在动模侧；

铜合金基体B(4)、钨合金块B(3)设置在静模侧；

铜合金基体A(1)、钨合金块A(2)分别与铜合金基体B(4)、钨合金块B(3)对称设置；

钨合金块A(2)、钨合金块B(3)之间设有缓冲槽(6)。

7.根据权利要求6所述的一种钨铜合金排气波板，其特征在于：

在钨合金块、铜合金基体交界的位置(7)涂抹高温散热硅脂。

8.根据权利要求7所述的一种钨铜合金排气波板，其特征在于：

所述散热硅脂的最高工作温度达到300℃以上。

9.根据权利要求1至8任一所述的一种钨铜合金排气波板，其特征在于：

钨合金块与铜合金基体采用螺丝紧固的方式连接。

10.根据权利要求9所述的一种钨铜合金排气波板，其特征在于：

钨铜合金排气波板和模具采用螺栓紧固的方式连接。