CN202571172U

CN202571172U - 一种镁稀土合金铸造模具的浇注装置

Info

Publication number: CN202571172U
Application number: CN 201220060150
Authority: CN
Inventors: 李克杰
Original assignee: Taizhou Vocational and Technical College
Current assignee: Taizhou Vocational and Technical College
Priority date: 2012-02-23
Filing date: 2012-02-23
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2022-02-23

Abstract

本实用新型提供了一种镁稀土合金铸造模具的浇注装置，属于金属型铸造模具技术领域。它解决了现有镁稀土合金铸造模具的浇注装置浇注过程中氧化夹杂、卷入气体等技术问题。本镁稀土合金铸造模具的浇注装置包括一个座体，座体中部设有贯穿上下两端的直浇道，座体上端固设有与该直浇道上端相连通的浇口杯，座体内部开设有若干条与直浇道平行设置的取样流道，座体底部开设有与直浇道垂直的横浇道，取样流道下端均和所述的横浇道连通，该取样流道的上端均贯穿座体的上端面。本实用新型通过采用底注式进行浇注，具有避免气体卷入到镁稀土成型件中等优点。

Description

一种镁稀土合金铸造模具的浇注装置

技术领域

本实用新型属于金属型铸造模具技术领域，涉及一种镁稀土合金铸造模具，特别是一种镁稀土合金铸造模具的浇注装置。

背景技术

镁稀土合金是当今的一个研究热点，该材料已应用于航空航天、军事、医学工程、汽车工业等领域。相比于镁铝合金，含稀土镁合金由于加入了稀土元素，因此在合金熔炼、浇注过程中，合金液内较早地形成了含稀土的高熔点相，从而降低了合金的流动性，进而对合金的显微组织和力学性能产生较大影响。对镁合金开展应用研究的企业及研究部门需要对镁合金进行小批量的铸造实验，因此，能否保证铸造稀土镁合金样品的显微组织和性能稳定是影响实验结果的关键因素。而铸造用模具是影响铸造稀土镁合金组织和性能的关键因素。

当前国家标准中没有关于镁合金的金属型模具内容，只有镁合金砂型铸造试样标准(GB1177-91)，该标准介绍了镁合金适用的砂型单铸试样及浇铸系统，但是，与金属型铸造相比，传统的砂型铸造工艺复杂，工作量大，耗材多，工作环境差，同时影响铸件组织和性能的因素较多，如型砂配比、涂料、砂型紧实度等。所以采用该方法浇铸出的稀土镁合金样品铸造缺陷多而且其性能不稳定。所以研究部门一般采用金属型模具来对镁合金进行铸造取样，以进行合金的显微组织观察及力学性能测定。

由于镁、铝同属低熔点有色金属，熔点比较接近，因此一些单位采用铝合金金属型模具来制备镁合金，《铸造手册》第3卷的“铸造铝合金”(122-141页)中，介绍了铝合金的熔炼、浇铸工艺和铝合金金属型铸造试样浇铸系统。但是镁合金具有不同于铝合金的凝固特征，镁合金熔体倾向于糊状凝固方式，何况加入稀土元素后，合金熔体流动性进一步降低。这种情况下，如果模具设计不当，铸件易产生显微缩松、偏析等凝固缺陷；另一方面，镁合金易氧化，因此，合金液浇注过程中要求液流平稳，避免浇注过程中氧化夹杂、卷入气体等情形的出现。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种镁稀土合金铸造模具的浇注装置，本实用新型所要解决的技术问题是通过采用底注式进行浇注，从而避免气体卷入到镁稀土成型件中。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种镁稀土合金铸造模具的浇注装置，本装置包括一个座体，所述的座体中部设有贯穿上下两端的直浇道，所述的座体上端固设有与该直浇道上端相连通的浇口杯，其特征在于，所述的座体内部开设有若干条与所述的直浇道平行设置的取样流道，所述的座体底部开设有与直浇道垂直的横浇道，所述的取样流道下端均和所述的横浇道连通，该取样流道的上端均贯穿座体的上端面。

本装置的工作原理如下：镁稀土合金在浇注前需预热至要求温度230℃-300℃，浇铸过程中，液态镁稀土合金经浇口杯，再经过直浇道和横浇道向模具内部充型。当模具内部的型腔填充一定量的镁稀土合金熔液后，金属液开始从横浇道向取样流道自下而上的倒流，形成底注式。本浇注装置由于形成了这种底注式，所以能够有效避免浇注充型过程中的紊流状态，尽可能确保合金液以层流方式稳定充型，从而有效避免气体的卷入。

在上述的一种镁稀土合金铸造模具的浇注装置中，所述的座体的上端面开设有冒口槽，所述的冒口槽分别与直浇道、取样流道相连通设置冒口槽后，该部位保证位于其下方的取样流道在凝固时能具有一定的向下压力并能充分进行凝固补缩，该部分的金属液是浇铸接近结束时由上部平稳充型、最后凝固；取样时直浇道部位、横浇道可进行成分取样、耐蚀样品取样等；该冒口槽的补浇的作用是，一旦已经浇铸的液态镁合金熔体前端发生糊状凝固，阻碍金属熔体的流动充型，上端冒口能确保继续后续浇铸的金属液经过取样流道上端填充至模具。

在上述的一种镁稀土合金铸造模具的浇注装置中，所述的冒口槽为长方体，其高度为20～30mm，宽度为20～30mm，长度为200～220mm。

在上述的一种镁稀土合金铸造模具的浇注装置中，所述的冒口槽的长度方向和宽度方向的交角均采用圆角过渡，其圆角半径为R12～R17mm。采用圆角过渡能够有效的提高其内的金属液的流动性。

在上述的一种镁稀土合金铸造模具的浇注装置中，所述的取样流道的形状为圆柱体，其直径为Φ14～Φ18mm，高度为100～140mm。作为另一种方案，所述的取样流道的形状也可以为圆锥体，其底圆直径为Φ14～Φ18mm，高度为100～140mm。

在上述的一种镁稀土合金铸造模具的浇注装置中，所述的取样流道的数量为4～8条。在实际的制造中，优选为6条，每侧各3条。

在上述的一种镁稀土合金铸造模具的浇注装置中，所述的直浇道的上截面为Φ18～Φ25mm，下截面为Φ14～Φ20mm，高度为110～140mm。

在上述的一种镁稀土合金铸造模具的浇注装置中，所述的横浇道的形状为长方体，其高度为12～16mm，宽度为16～20mm,长度为180～210mm。

与现有技术相比，

1、本浇注装置由于形成了这种底注式，所以能够有效避免浇注充型过程中的紊流状态，尽可能确保合金液以层流方式稳定充型，从而有效避免气体的卷入。

2、设置冒口槽后有助于控制浇铸过程，既能够保证洁净的金属液由下而上稳定充型，又能保证上部冒口槽进行充分的补缩，最大程度的减少了镁合金取样流道内的金属液在凝固过程中存在的组织结构缺陷，如气孔、夹杂和疏松等，确保了其结构和性能的稳定性，从而减少了铸造工艺对含稀土镁合金组织性能不确定性的影响，较好地反映合金成分对镁合金组织和性能的影响。

3、采用本浇注装置的模具生产的稀土镁合金样品缺陷少，显微组织与力学性能稳定，能准确反映合金元素变化对镁合金显微铸造和力学性能的影响；避免了传统的砂型铸造工艺繁复，工作量大，耗材多，浇铸出的镁合金样品缺陷较多且其性能极端不稳定等缺点；也避免了采用铝合金金属型模具导致铸件存在显微疏松，氧化夹杂等铸造缺陷。

附图说明

图1是本浇注装置总体结构装配示意图。

图2是本浇注装置去除浇口杯后的局部剖视示意图。

图3是图2的A-A剖视示意图。

图4是图2的C-C剖视示意图。

图5是浇口杯的剖视示意图。

图6是浇口杯的俯视示意图。

图中，1、座体；2、直浇道；3、浇口杯；4、取样流道；5、横浇道；6、冒口槽。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1、图2、图3和图4所示，本浇注装置包括一个座体1，座体1中部设有贯穿上下两端的直浇道2，直浇道2的上截面为Φ18～Φ25mm，下截面为Φ14～Φ20mm，高度为110～140mm。座体1上端固设有与该直浇道2上端相连通的浇口杯3，座体1内部开设有若干条与直浇道2平行设置的取样流道4，取样流道4的形状为圆柱体，其直径为Φ14～Φ18mm，高度为100～140mm。作为另一种方案，取样流道4的形状也可以为圆锥体，其底圆直径为Φ14～Φ18mm，高度为100～140mm。取样流道4的数量为4～8条。在实际的制造中，优选为6条，每侧各3条。座体1底部开设有与直浇道2垂直的横浇道5，横浇道5的形状为长方体，其高度为12～16mm，宽度为16～20mm,长度为180～210mm。取样流道4下端均和横浇道5连通，该取样流道4的上端均贯穿座体1的上端面。

座体1的上端面开设有冒口槽6，冒口槽6分别与直浇道2、取样流道4相连通。冒口槽6为长方体，其高度为20～30mm，宽度为20～30mm，长度为200～220mm。冒口槽6的长度方向和宽度方向的交角均采用圆角过渡，其圆角半径为R12～R 17mm。采用圆角过渡能够有效的提高其内的金属液的流动性。设置冒口槽6后，该部位保证位于其下方的取样流道4在凝固时能具有一定的向下压力并能充分进行凝固补缩，该部分的金属液是浇铸接近结束时由上部平稳充型、最后凝固；取样时直浇道2部位、横浇道5可进行成分取样、耐蚀样品取样等；该冒口槽6的补浇的作用是，一旦已经浇铸的液态镁合金熔体前端发生糊状凝固，阻碍金属熔体的流动充型，上端冒口能确保继续后续浇铸的金属液经过取样流道4上端填充至模具。

本装置的工作原理如下：镁稀土合金在浇注前需预热至要求温度230℃-300℃，浇铸过程中，液态镁稀土合金经浇口杯3，再经过直浇道2和横浇道5向模具内部充型。当模具内部的型腔填充一定量的镁稀土合金熔液后，金属液开始从横浇道5向取样流道4自下而上的倒流，形成底注式。本浇注装置由于形成了这种底注式，所以能够有效避免浇注充型过程中的紊流状态，尽可能确保合金液以层流方式稳定充型，从而有效避免气体的卷入。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims

1.一种镁稀土合金铸造模具的浇注装置，本装置包括一个座体(1)，所述的座体(1)中部设有贯穿上下两端的直浇道(2)，所述的座体(1)上端固设有与该直浇道(2)上端相连通的浇口杯(3)，其特征在于，所述的座体(1)内部开设有若干条与所述的直浇道(2)平行设置的取样流道(4)，所述的座体(1)底部开设有与直浇道(2)垂直的横浇道(5)，所述的取样流道(4)下端均和所述的横浇道(5)连通，该取样流道(4)的上端均贯穿座体(1)的上端面。

2.根据权利要求1所述的一种镁稀土合金铸造模具的浇注装置，其特征在于，所述的座体(1)的上端面开设有冒口槽(6)，所述的冒口槽(6)分别与直浇道(2)、取样流道(4)相连通设置冒口槽(6)后。

3.根据权利要求2所述的一种镁稀土合金铸造模具的浇注装置，其特征在于，所述的冒口槽(6)为长方体，其高度为20～30mm，宽度为20～30mm，长度为200～220mm。

4.根据权利要求2或3所述的一种镁稀土合金铸造模具的浇注装置，其特征在于，所述的冒口槽(6)的长度方向和宽度方向的交角均采用圆角过渡，其圆角半径为R12～R17mm。

5.根据权利要求1或2所述的一种镁稀土合金铸造模具的浇注装置，其特征在于，所述的取样流道(4)的形状为圆柱体，其直径为Φ14～Φ18mm，高度为100～140mm。

6.根据权利要求1或2所述的一种镁稀土合金铸造模具的浇注装置，其特征在于，所述的取样流道(4)的形状为圆锥体，其底圆直径为Φ14～Φ18mm，高度为100～140mm。

7.根据权利要求1或2所述的一种镁稀土合金铸造模具的浇注装置，其特征在于，所述的取样流道(4)的数量为4～8条，优选为6条，每侧各3条。

8.根据权利要求1或2所述的一种镁稀土合金铸造模具的浇注装置，其特征在于，所述的直浇道(2)的上截面为Φ18～Φ25mm，下截面为Φ14～Φ20mm，高度为110～140mm。

9.根据权利要求1所述的一种镁稀土合金铸造模具的浇注装置，其特征在于，所述的横浇道(5)的形状为长方体，其高度为12～16mm，宽度为16～20mm，长度为180～210mm。