CN216126544U - 一种用于双金属结构件复合铸造成型的金属型模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于双金属结构件复合铸造成型的金属型模具，包括第一模板、第二模板、第一金属型芯和第二金属型芯，第二模板和第一模板合模后，第一凹腔和第二凹腔形成具有一个抽芯通道的型腔、第一浇注系统和第二浇注系统，所述第一浇注系统设有与型腔连通的第一入料口，所述第二浇注系统设有与型腔联通的第二入料口；所述第一金属型芯设有与型腔接触的第一端面，所述第一端面设有第一预设结构和能将第二入料口封堵的堵头；所述第二金属型芯设有与型腔接触的第二端面，所述第二端面设有第二预设结构。本实用新型实现双金属构件的复合成型，适用于多种双金属材料组合的复合成型，满足小尺寸、精细化、高质量要求的双金属零部件成型。

Description

一种用于双金属结构件复合铸造成型的金属型模具

技术领域

本实用新型属于特种铸造及金属型铸造技术领域，更具体而言，涉及一种用于双金属结构件复合铸造成型的金属型模具。

背景技术

金属型铸造也称铁型铸造、永久型铸造或者硬型铸造，是一种常用的特种铸造方法。随着我国产业结构的调整和规模经济的发展，金属型铸造得到了迅速发展，从单件产品发展到大批量的机械化生产，金属型铸件在工业产品生产中的应用范围逐步扩大，对于大批量的单一品种铸件生产极为适用。同时，金属型铸造又符合我国减少污染，减低能耗的要求。金属型铸造导热性高，冷却速度快，可以得到细小、致密的结晶组织，提高力学性能，且铸件的质量和尺寸稳定，尺寸精度较高。

双金属复合，是指将两种不同的金属经过成型工序复合到一起得到一种新的双金属复合材料，双金属复合材料将结合两种不同材料的性能和优势，取长补短，从而双金属复合材料的物理、化学性能将极大的提高。目前金属型模具一般用于一种金属或合金的铸造，较少用于双金属复合铸造成型，但金属型模具铸造相比于砂型铸造等材料成型方法，在导热、导电等应用领域中的小尺寸、精细结构、高复合质量要求的双金属零部件成型上具有明显优势。此外，由于结构化零部件对双金属结合界面的形状、尺寸和质量有一定要求，采用机械加工和装配的方法无法满足交界面的结合强度要求，采用双金属液-液复合铸造的方法又容易发生混液现象，难以获得所设计的双金属结合界面，影响双金属复合效果；采用粉末冶金烧结法又容易产生双金属复合材料孔隙率大、不致密等问题，影响材料本身的性能。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种用于双金属结构件复合铸造成型的金属型模具，通过两次浇注和金属型芯替换的方式，实现双金属特定结构的复合成型。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种用于双金属结构件复合铸造成型的金属型模具，包括：

第一模板，所述第一模板设有第一凹腔；

第二模板，所述第二模板设有第二凹腔，所述第二模板和第一模板合模后，第一凹腔和第二凹腔形成具有一个抽芯通道的型腔、第一浇注系统和第二浇注系统，所述第一浇注系统设有与型腔连通的第一入料口，所述第二浇注系统设有与型腔联通的第二入料口；

第一金属型芯，所述第一金属型芯可拆卸地安装在所述抽芯通道内，所述第一金属型芯设有与型腔接触的第一端面，所述第一端面设有第一预设结构和能将第二入料口封堵的堵头；

第二金属型芯，所述第二金属型芯用于替换所述第一金属型芯，所述第二金属型芯设有与型腔接触的第二端面，所述第二端面设有第二预设结构。

本实用新型的一个特定的实施例中，至少部分所述第一预设结构凸出于第一端面，或/和，至少部分第一预设结构凹陷于第一端面。当然，第一预设结构可以根据需要，设置成特定的结构和尺寸。

本实用新型的一个特定的实施例中，所述第二预设结构为平面。

本实用新型的一个特定的实施例中，所述第一端面到型腔内底面的距离为a，所述第二端面到型腔内底面的距离为b，所述a≤b。

本实用新型的一个特定的实施例中，所述第一金属型芯和第二金属型芯分别具有外露端，所述外露端通过螺纹连接件与套头连接，所述套头上设有螺纹段。

本实用新型的一个特定的实施例中，所述第一浇注系统具有第一补缩腔，所述第一补缩腔和目标铸件的长度比为0.6～1，第一补缩腔和目标铸件的截面积比例为2:1；所述第二浇注系统具有第二补缩腔，所述第二补缩腔和目标铸件的长度比为0.6～1，第二补缩腔和目标铸件的截面积比例为2:1。

本实用新型的一个特定的实施例中，所述第一补缩腔设有连通外界的第一上排气冒口，所述第二补缩腔设有连通外界的第二上排气冒口。

本实用新型的一个特定的实施例中，所述第一模板固定在底板上，所述第二模板和第一模板通过锁模螺栓组件实现连接，所述第二模板中部设有开模机构。

本实用新型上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：本实用新型通过设置第一金属型芯和第二金属型芯，在第一次浇注前，将第一金属型芯沿着抽芯通道插入，堵头将第二入料口封堵，通过第一浇注系统注入第一种金属，待第一种金属冷却凝固后，将第一金属型芯抽出，第二金属型芯替换插入抽芯通道，从第二浇注系统注入第二种金属，实现双金属构件的复合成型，适用于多种双金属材料组合的复合成型，满足小尺寸、精细化、高质量要求的双金属零部件成型。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步地说明；

图1是本实用新型一个实施例的结构示意图；

图2是本实用新型一个实施例的第一金属型芯工作时的剖视图；

图3是本实用新型一个实施例中第一金属型芯的结构示意图；

图4是本实用新型一个实施例中第二金属型芯的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”以及“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接或活动连接，也可以是可拆卸连接或不可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通、间接连通或两个元件的相互作用关系。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同方案。

参照图1至图4所示，一种用于双金属结构件复合铸造成型的金属型模具，包括第一模板11、第二模板12、第一金属型芯31和第二金属型芯32，所述第一模板11设有第一凹腔；所述第二模板12设有第二凹腔，所述第二模板12和第一模板11合模后，第一凹腔和第二凹腔形成具有一个抽芯通道的型腔、第一浇注系统21和第二浇注系统22，所述第一浇注系统21设有与型腔连通的第一入料口，所述第二浇注系统22设有与型腔联通的第二入料口；所述第一金属型芯31可拆卸地安装在所述抽芯通道内，所述第一金属型芯31设有与型腔接触的第一端面311，所述第一端面311设有第一预设结构313和能将第二入料口封堵的堵头312；所述第二金属型芯32用于替换所述第一金属型芯31，所述第二金属型芯32设有与型腔接触的第二端面321，所述第二端面321设有第二预设结构。

所述第一模板11固定在底板上，所述第二模板12和第一模板11通过锁模螺栓组件13实现连接，所述第二模板12中部设有开模机构14。

当然，第一浇注系统21和第二浇注系统22分别具有浇口杯、斜浇道、横浇道和内浇道，其中斜浇道的斜度设计为15°～20°，斜浇道与目标铸件的高度比为3～5，使金属液流动平缓、充型充分，且可避免金属液冷却过快。型腔、第一金属型芯31和第二金属型芯32设置2°～5°的拔模斜度，同时开模机构14设置在铸件中心水平面上，有利于铸件的取出。

本实用新型通过设置第一金属型芯31和第二金属型芯32，在第一次浇注前，将第一金属型芯31沿着抽芯通道插入，堵头312将第二入料口封堵，通过第一浇注系统21注入第一种金属，待第一种金属冷却凝固后呈半成品，将第一金属型芯31抽出，半成品上预留语音第二种金属咬合的凹槽或者凸块；第二金属型芯32替换插入抽芯通道，从第二浇注系统22注入第二种金属，实现双金属构件的复合成型，适用于多种双金属材料组合的复合成型，满足小尺寸、精细化、高质量要求的双金属零部件成型。

第一种金属和第二种金属壳采用铝、镁、铜及其合金的组合。第一模板11、第二模板12、第一金属型芯31和第二金属型芯32可采用铸铁、碳钢或低合金钢。

本实用新型的一个实施例中，至少部分所述第一预设结构313凸出于第一端面311，或/和，至少部分第一预设结构313凹陷于第一端面311，以便在半成品上预留凹槽或/和凸块，以便第二种金属和第一金属咬合良好。

本实用新型的一个实施例中，所述第二预设结构为平面，用于铸件外轮廓的成型。

本实用新型的一个实施例中，所述第一端面311到型腔内底面的距离为a，所述第二端面321到型腔内底面的距离为b，所述a≤b。

本实用新型的一个实施例中，所述第一金属型芯31和第二金属型芯32分别具有外露端，所述外露端通过螺纹连接件与套头40连接，可实现套头40和第一金属型芯31和第二金属型芯32的可拆卸连接，更换带不同形状预设机构的金属型芯，所述套头40上设有螺纹段41，螺纹段41便于第一金属型芯31和第二金属型芯32抽出。

本实用新型的一个实施例中，所述第一浇注系统21具有第一补缩腔211，所述第一补缩腔211和目标铸件的长度比为0.6～1，第一补缩腔211和目标铸件的截面积比例为2:1；所述第二浇注系统22具有第二补缩腔221，所述第二补缩腔221和目标铸件的长度比为0.6～1，第二补缩腔221和目标铸件的截面积比例为2:1。经Procast软件分析证明，通过设置第一补缩腔211和第二补缩腔221转移双金属复合铸件内的缩松缩孔，可提高双金属复合铸件的质量，并设置开模机构14提高金属型模具的开模速度，提高生产效率。

本实用新型的一个实施例中，所述第一补缩腔211设有连通外界的第一上排气冒口212，所述第二补缩腔221设有连通外界的第二上排气冒口222，在满足排气、补缩改善铸件质量的前提下减少金属材料的使用。

以下为本实用新型优选实施例的工作原理是：首先将第一模板11和第二模板12预热并将浇道、型腔、第一金属型芯31和第二金属型芯32均匀涂满厚度适当的金属型涂料，然后将第一模板11安装固定在底板上，将第二模板12上的开模机构14调节到合模位置后，与左模板通过锁模螺栓组件13连接实现合模，再将第一金属型芯31安装到模板组上，完成第一次浇注的模板准备。根据所双金属铸件材料的不同，合模后的模具需整体放入加热炉中进一步预热至200～300℃，根据经验数据，铝合金浇注温度为680～740℃，镁合金浇注温度为720～740℃，铜合金浇注温度为900～1000℃。首先从第一浇注系统21浇注液相线温度较高的金属材料，控制好浇注温度和浇注速度，待第一上排气冒口212看到适当高度的金属液后停止第一次浇注。第一次浇注的金属液冷却凝固和模具降至所需预热温度后，将第一金属型芯31的抽芯，换入第二金属型芯32，然后再按照上述浇注方法完成第二种金属材料的浇注。最后抽出第二金属型芯32并利用开模机构14开模，取出铸件进行后续清理修整，完成双金属复合铸件的成型加工。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种用于双金属结构件复合铸造成型的金属型模具，其特征在于，包括：

第一模板，所述第一模板设有第一凹腔；

第二模板，所述第二模板设有第二凹腔，所述第二模板和第一模板合模后，第一凹腔和第二凹腔形成具有一个抽芯通道的型腔、第一浇注系统和第二浇注系统，所述第一浇注系统设有与型腔连通的第一入料口，所述第二浇注系统设有与型腔联通的第二入料口；

第一金属型芯，所述第一金属型芯可拆卸地安装在所述抽芯通道内，所述第一金属型芯设有与型腔接触的第一端面，所述第一端面设有第一预设结构和能将第二入料口封堵的堵头；

第二金属型芯，所述第二金属型芯用于替换所述第一金属型芯，所述第二金属型芯设有与型腔接触的第二端面，所述第二端面设有第二预设结构。

2.根据权利要求1所述的用于双金属结构件复合铸造成型的金属型模具，其特征在于，至少部分所述第一预设结构凸出于第一端面，或/和，至少部分第一预设结构凹陷于第一端面。

3.根据权利要求2所述的用于双金属结构件复合铸造成型的金属型模具，其特征在于，所述第二预设结构为平面。

4.根据权利要求1所述的用于双金属结构件复合铸造成型的金属型模具，其特征在于，所述第一端面到型腔内底面的距离为a，所述第二端面到型腔内底面的距离为b，所述a≤b。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的用于双金属结构件复合铸造成型的金属型模具，其特征在于，所述第一金属型芯和第二金属型芯分别具有外露端，所述外露端通过螺纹连接件与套头连接，所述套头上设有螺纹段。

6.根据权利要求1所述的用于双金属结构件复合铸造成型的金属型模具，其特征在于，所述第一浇注系统具有第一补缩腔，所述第一补缩腔和目标铸件的长度比为0.6～1，第一补缩腔和目标铸件的截面积比例为2:1；所述第二浇注系统具有第二补缩腔，所述第二补缩腔和目标铸件的长度比为0.6～1，第二补缩腔和目标铸件的截面积比例为2:1。

7.根据权利要求6所述的用于双金属结构件复合铸造成型的金属型模具，其特征在于，所述第一补缩腔设有连通外界的第一上排气冒口，所述第二补缩腔设有连通外界的第二上排气冒口。

8.根据权利要求1所述的用于双金属结构件复合铸造成型的金属型模具，其特征在于，所述第一模板固定在底板上，所述第二模板和第一模板通过锁模螺栓组件实现连接，所述第二模板中部设有开模机构。

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