CN219130712U - 用于大型一体压铸成形铝合金结构件整体式保温压室结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于大型一体压铸成形铝合金结构件整体式保温压室结构，属于有色金属压铸成形领域。该压室包括压室本体和法兰凸台，压室本体为两端开放的空心圆柱筒，压室本体包括前端、中部和后端，前端设置喇叭状开口，中部封闭式筒壁的外部设置法兰凸台，后端设置入料口、冲头润滑凹槽和锥形开口；压室本体上还设有均匀分布、不贯通的轴向深圆孔，轴向深圆孔的开口设于压室本体后端，所述的压室本体的前端和后端设有侧壁圆孔，轴向深圆孔和侧壁圆孔之间连通形成串联回路。该压室结构在加热、冷却过程中前、中、后端温度整体均匀，提高冲头和压室的使用寿命，提高效率、节省成本。

Description

用于大型一体压铸成形铝合金结构件整体式保温压室结构

技术领域

本实用新型涉及一种用于大型一体压铸成形铝合金结构件整体式保温压室结构，属于有色金属压铸成形领域。

背景技术

传统液态压铸是一种将熔融状态的金属溶液浇入压铸机的压室，在高压力的作用下，以极高的速度充填在压铸模的型腔内，并在高压下使金属液冷却凝固成型而获得铸件的高效益、高效率的精密铸造方法。压铸技术是指经过高温熔融的合金在一定的压力和速度的环境条件下填充进模具内，并逐渐冷却成工业零件的铸造方法。压铸技术是实际生产中最常用且发展最快的材料热处理加工成型工艺之一。而高真空压铸技术是指在填充过程中抽离模具型腔中的气体，以便有效减少零件在冷却过程中所产生的溶解气体和气泡，从而提高生产零件的自身力学性能和表面质量的先进生产技术。高压真空压铸技术主要有两种操作模式，一种是通过抽气机对于特殊的模具型腔进行抽气工作；另一种是将普通的模具整体放入真空室内完成压铸工艺。通常情况下，第一种模式对模具自身的密封性和质量要求相对较高，而第二种模式的生产经济成本偏高，在生产过程中要根据厂商的实际情况及需求进行选取。

模具型腔的气密性是高真空压铸技术的关键。只有抽气技术达到相关要求，才能为型腔提供较高的真空度，但是，型腔本身的密封问题也不容忽视，否则会造成进气量过大，对于压铸零件产生严重的影响。因此在发展过程中要对于相关密封技术不断改进，首先要在动模垫板后面设置有效的密封板，并且在每个密封板前设置缓冲气槽，其次要在冲头、压射室的内壁以及底板上设计密封槽，如果有气体进入，必须利用缓冲气槽尽可能地减少气体对于模具的影响。

真空压铸的关键之一是模具的密封，在密封状态将型腔中的气体抽去，使金属液在真空下充填模具型腔。模具密封包括模具分型面、顶杆、压室等的密封。分型面、顶杆等处以橡胶密封，但压室一直处于高温状态，其密封有一定难度。

在传统液态压铸成形工艺中采用的压室为圆筒闭环形，在其端部靠近冲头位置开有方形或圆形开口，液态金属从此处倒入压室内，随后完成充型、加压、凝固成形；而该结构压室，不能满足压铸工艺的生产要求。另外，圆筒闭环形压室上没有设置加热装置，金属浆料/坯料放入其中后与压室之间发生传热导致局部温度迅速下降，半固态坯料温度、组织不均匀，影响后续成形零件的质量，造成冷隔、充型不良等铸造缺陷。

另外，现有闭环形或开口形压室不能保证压室整体温度均匀，造成压室上下温度不一致现象，由于模具钢热胀冷缩现象，压室上端、下端温度不均导致同轴度降低而影响压室与冲头的配合，降低冲头和压室的使用寿命。

在更换压室的过程中，由于压室温度过高，降温时间长，影响工程师操作，高温作业增加安全隐患。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于大型一体压铸成形铝合金结构件整体式保温压室结构。

一种用于大型一体压铸成形铝合金结构件整体式保温压室结构，该整体式保温压室可用于真空压铸成形，整体式保温压室包括压室本体和法兰凸台，所述的压室本体为两端开放的空心圆柱筒，所述的压室本体包括前端、中部和后端三部分，压室本体前端设置喇叭状开口，压室本体中部封闭式筒壁的外部设置法兰凸台，压室本体后端设置入料口、冲头润滑凹槽和锥形开口；所述的压室本体上还设有均匀分布、不贯通的轴向深圆孔，轴向深圆孔的开口设于压室本体后端，所述的压室本体的前端和后端设有侧壁圆孔，轴向深圆孔和侧壁圆孔之间连通形成串联回路。

所述的压室本体前端的喇叭状开口具有一定角度的锥度或倒圆角设计，压室本体前端外圆(外径)与模具相互配合，压室本体前端与模具相连，充当浇口套；喇叭状开口设计的锥度为1-5°，带锥度的喇叭口长度为10-50mm。

所述的压室本体中部设有法兰凸台和平行直段，法兰凸台与压铸机定模板相配合，用于与压铸机定模板安装定位，上端(法兰凸台的上端)设置平行直段，与一体式压铸模具相配合，用于定位。

所述的压室本体后端设有入料口，入料口的斜度为5-45°，入料口的开口处为四角倒圆角过渡。压室入料开口端根据机台和倒料位置开设，不宜过大，优选设置一定斜度5-30°，以防止铝液挂壁凝固后掉入压室内腔。

进一步地，压室本体的侧壁与入料口连接位置进行倒圆角处理，圆角R1-R5，防止尖锐倒角加速冲头磨损，降低真空冲头与压室使用寿命。

所述的冲头润滑凹槽设置在压室本体后端的上端侧壁上，形状为U型槽，轴向长度为5-15mm，宽度为5-20mm，为冲头润滑管路预留空间。

所述的压室本体后端设有锥形开口，所述的锥形开口的内壁与轴孔呈倒斜角，锥度为5-45°，锥形开口的长度为5-20mm。

压室本体内部设置均匀分布、不贯通的轴向深圆孔和侧壁圆孔，轴向深圆孔和侧壁圆孔之间连通，根据需要形成一定数量的串联回路；优选的，压室本体内形成的串联回路为1-5个，每一个回路留有一个进液口和一个出液口，其余轴向深圆孔和压室本体侧壁圆孔均做封闭处理；每一个回路的进液口和出液口分别与加热装置或冷却装置的介质相连通。开口式压室的压室本体为设置均匀分布、内部具有回路的圆柱形，在内腔形成闭环回路用以进行压室的温度控制。

所述的加热装置或冷却装置的介质为低温冷却循环水、循环冷却液、模温机控制的循环高温机油及其相关控制系统、电加热棒及其相关控制系统。

该整体式保温压室还包括电加热棒装置，在压室入料口正下方设置均匀排布的轴向盲孔，数量1-5个，电加热棒装置放置在轴向盲孔中，对压室后端入料口位置进行单独加热。优选的，压室本体上还可设有封闭的轴向盲孔，位于浇料开口下侧，轴向盲孔的深度占压室本体总长度的20％-95％，轴向盲孔的数量可为1-5个，用于放入电加热装置，如电加热棒等，用来单独对浇注至压室的金属熔体进行保温，防止浇注至压室激冷凝固。

所述的压室本体采用整体式结构，压室前端为伸进模具端，与模具定模相配合，后端设计入料开口和压室润滑槽。筒内壁与压铸机冲头配合，压室本体的前端与压铸模具配合，圆筒直径与压铸模具的定模孔匹配。

通常的分体式压室与模具相连的是浇口套，浇口套内部设计有环形冷却回路，由于一体压铸成形工艺下，型腔充型距离长达数米，铝合金熔体浇注至压室需要对熔体进行保温，才能防止温降过快导致充型不良缺陷。

本实用新型的整体式压室结构采用加热方式对其进行保温，前端压室结构充当浇口套形式，设计有喇叭状开口，前端喇叭状开口设计有一定角度的斜度，方便铸件料饼脱模。特别地，大型一体压铸成形工艺为实现零件孔隙率低、高致密度要求，需要辅助真空系统，压室的密封需要密封冲头与压室配合实现，密封冲头前端设计有可拆卸钢/铍铜环，压室本体前端喇叭口方便密封环拆装。

本实用新型的整体式压室结构，压室本体后端设计有锥形开口，并在上方(天侧)沿径向开设一定厚度的U型槽，压室与冲头润滑尤为重要，该设计结合冲头油润滑系统，可将冲头油精准分布式喷涂至冲头外缘，使冲头与压室实现均匀润滑，减少摩擦阻力，提高冲头与压室的使用寿命。

此外，压室本体前端后端均设计有喇叭口形状、锥形，方便真空冲头更换、拆装前端钢/铍铜环，射料杆跟出或退回后在喇叭口空间内即可实现拆装，真空冲头密封环可实现在机台上、生产暂停时段进行更换，大大节约维护时间，提高生产效率。

有益效果：

(1)利用此压室结构，前后端开口处设置锥形，大型真空压铸成形压室密封所需的真空冲头与压室配合的冲头密封环拆装更加方便，整体式压室更好的实现温度平衡，且与模具配合精度更高。

(2)通过上述一体压铸整体式压室结构，将串联形成的圆孔通入低温冷却循环水、循环冷却液、模温机控制的循环高温机油，放入电加热棒，实现压室冷却或加热，以达到平衡压室温度的作用，并使其温度均匀加热或冷却至20℃-600℃。接近金属熔体温度。减少了金属浆料在压室中的热量损失，消除了局部降温造成的金属浆料温度、组织差异，保证后续成形零件的质量。采用该压室结构在加热、冷却过程中热胀冷缩现象时，前、中、后端温度整体均匀。

(3)利用此压室结构，使压室前端与后端、上端与下端温度均匀，压室内环同轴度不会因加热、冷却而降低，更好的与冲头配合，提高冲头和压室的使用寿命，提高效率、节省成本。

(4)利用冷却水、冷却液循环装置，在压室的闭合圆孔中形成回路带走热量，可以迅速的将压室温度降低下来，方便拆卸，节省换压室时等待冷却的时间，提高效率。

(5)利用该整体式压室后端U型槽，结合冲头润滑系统可将冲头外侧壁均匀润滑到位，降低与压室的摩擦系数，大大提高压室和冲头的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型压室的结构示意图；

图2为本实用新型压室的纵向剖视图(俯视)；

图3为本实用新型压室的纵向剖视图(正视)；

图4为本实用新型压室本体后端的结构示意图；

图5为本实用新型压室本体后端入料口处的横截面示意图；

图6为本实用新型压室本体前端的横截面示意图；

图7为本实用新型压室内部结构示意图。

附图标记说明：

1压室本体 2法兰凸台

3喇叭状开口 4入料口

5冲头润滑凹槽 6锥形开口

7平行直段 8轴向深圆孔

9侧壁圆孔

具体实施方式

下面参照附图并结合实施例对本实用新型作进一步的描述。

如图1-7所示，本实用新型的用于大型一体压铸成形铝合金结构件整体式保温压室结构，本实用新型的整体式压室包括压室本体1和法兰凸台2，压室本体1由前端、中部、后端三部分结构组成，压室本体1为两端开放的空心圆柱筒形，前端外圆与模具配合，开口处为有锥度或倒圆角设计的喇叭状开口3，后端结构包括入料口4、冲头润滑凹槽5、锥形开口6等特殊设计，压室本体1的封闭式筒壁的外部设置法兰凸台2，用于与压铸机定模板的安装定位。压室本体1上还设有均匀分布、不贯通的轴向深圆孔8，轴向深圆孔8的开口设于压室本体后端，压室本体1的前端和后端设有侧壁圆孔9，轴向深圆孔8和侧壁圆孔9之间连通形成串联回路。本体采用整体式结构，筒内壁与压铸机冲头配合，压室本体1的前端与压铸模具配合；筒壁封闭端的圆筒直径与压铸模具的定模孔匹配。开口式压室的压室本体1为设置均匀分布、内部具有回路的圆柱形，在内腔形成闭环回路用以进行压室的温度控制；压室前端为伸进模具端，与模具定模相配合，后端设计入料开口和压室润滑槽。

整体式保温压室结构本体具有以下几个特点：

(1)压室本体1前端与模具相连，充当浇口套，设计喇叭口，如图2-3所示，前端设计一定角度的锥度1-5°，前端带锥度的喇叭口长度为10-50mm。整体式压室采用加热方式对其进行保温，前端压室结构充当浇口套形式，设计有喇叭状开口，前端喇叭状开口设计有一定角度的斜度，方便铸件料饼脱模。

此外，大型一体压铸成形工艺为实现零件孔隙率低、高致密度要求，需要辅助真空系统，压室的密封需要密封冲头与压室配合实现，密封冲头前端设计有可拆卸钢/铍铜环，压室前端喇叭口方便密封环拆装。

(2)如图1-3所示，压室本体1中部设计法兰与压铸机定模板相配合，上端(法兰凸台朝向压室前端的一侧)设计平行直段7，与一体式压铸模具相配合，用于定位。

(3)如图2、3和5所示，本体1后端设计有入料口4，入料口4设计斜度5-45°，四角倒圆角过渡；压室后端上端侧壁开U型槽，轴向长度5-15mm，宽度5-20mm，为冲头润滑管路预留空间。另外，压室本体1后端壁与轴孔倒斜角，锥度5-45°，长度5-20mm。

压室后端设计有锥形开口，并在上方(天侧)沿径向开设一定厚度的U型槽，如图2、4所示，压室与冲头润滑尤为重要，该设计结合冲头油润滑系统，可将冲头油精准分布式喷涂至冲头外缘，使冲头与压室实现均匀润滑，减少摩擦阻力，提高冲头与压室的使用寿命。

压室前端后端均分别设计有喇叭口形状、锥形形状，方便真空冲头更换、拆装前端钢/铍铜环，射料杆跟出或退回后在喇叭口空间内即可实现拆装，真空冲头密封环可实现在机台上、生产暂停时段进行更换，大大节约维护时间，提高生产效率。

压室入料开口端根据机台和倒料位置开设，不宜过大，设置一定斜度(5-30°)，以防止铝液挂壁凝固后掉入压室内腔。

压室侧壁与入料开口连接位置进行倒圆角处理圆角R1-R5，防止尖锐倒角加速冲头磨损，降低真空冲头与压室使用寿命。

(4)如图1、4-7所示，压室本体1内部设置均匀分布、不贯通的轴向深圆孔8和侧壁圆孔9，轴向深圆孔8和侧壁圆孔9之间连通，根据需要形成一定数量的串联回路；形成的串联回路为1-5个，每一个回路留有一个进液口和一个出液口，其余轴向深圆孔8和压室本体侧壁圆孔9均做封闭处理；将每一个回路的进液口和出液口分别与加热装置或冷却装置的介质相连通。加热装置或冷却装置的介质为低温冷却循环水、循环冷却液、模温机控制的循环高温机油及其相关控制系统、电加热棒及其相关控制系统。

位于压室入料口4正下方均匀排布封闭轴向盲孔，数量1-5个，用于放置电加热棒装置，对压室后端入料口4位置进行单独加热。优选的，压室本体上还可设有封闭端的轴向盲孔，位于浇料开口下侧，轴向盲孔的深度占压室本体总长度的20％-95％，轴向盲孔的数量可为1-5个，用于放入电加热装置，如电加热棒等，用来单独对浇注至压室的金属熔体进行保温，防止浇注至压室激冷凝固。

本实用新型的整体式压室包括前端、中部、后部几部分结构组成，压室本体1为两端开放的空心圆柱筒形，后端结构包括入料口、冲头润滑凹槽、锥形开口等特殊设计，前端外圆与模具配合，开口处有锥度或倒圆角设计，压室本体1的封闭式筒壁的外部设置法兰凸台，用于与压铸机定模板的安装定位。压室本体1采用整体式结构，筒内壁与压铸机冲头配合，压室本体的前端与压铸模具配合；筒壁封闭端的圆筒直径与压铸模具的定模孔匹配。

尽管这里已经详细列出并说明了优选实施案例，但是本领域技术人员可知，可在不脱离本实用新型精髓的情况下进行各种结构调整和器件更换，这些内容都被认为处于权利要求所限定的本实用新型专利范围之内。

Claims (10)

1.一种用于大型一体压铸成形铝合金结构件整体式保温压室结构，其特征在于：该整体式保温压室包括压室本体和法兰凸台，所述的压室本体为两端开放的空心圆柱筒，所述的压室本体包括前端、中部和后端，前端设置喇叭状开口，中部封闭式筒壁的外部设置法兰凸台，后端设置入料口、冲头润滑凹槽和锥形开口；所述的压室本体上还设有均匀分布、不贯通的轴向深圆孔，轴向深圆孔的开口设于压室本体后端，所述的压室本体的前端和后端设有侧壁圆孔，轴向深圆孔和侧壁圆孔之间连通形成串联回路。

2.根据权利要求1所述的用于大型一体压铸成形铝合金结构件整体式保温压室结构，其特征在于：所述的压室本体前端外径与模具相互配合，压室本体前端与模具相连，充当浇口套；所述的喇叭状开口的锥度为1-5°，带锥度的喇叭口长度为10-50mm。

3.根据权利要求1所述的用于大型一体压铸成形铝合金结构件整体式保温压室结构，其特征在于：所述的压室本体中部设有法兰凸台和平行直段，法兰凸台与压铸机定模板相配合，与压铸机定模板安装定位，上端设置平行直段，与一体式压铸模具相配合定位。

4.根据权利要求1所述的用于大型一体压铸成形铝合金结构件整体式保温压室结构，其特征在于：所述的压室本体后端设有入料口，入料口的斜度为5-45°，入料口的开口处为四角倒圆角过渡。

5.根据权利要求4所述的用于大型一体压铸成形铝合金结构件整体式保温压室结构，其特征在于：所述的压室本体的侧壁与入料口连接位置进行倒圆角处理，圆角为R1-R5。

6.根据权利要求1所述的用于大型一体压铸成形铝合金结构件整体式保温压室结构，其特征在于：所述的冲头润滑凹槽设置在压室本体后端的上端侧壁上，形状为U型槽，轴向长度为5-15mm，宽度为5-20mm。

7.根据权利要求1所述的用于大型一体压铸成形铝合金结构件整体式保温压室结构，其特征在于：所述的锥形开口的内壁与轴孔呈倒斜角，锥度为5-45°，锥形开口的长度为5-20mm。

8.根据权利要求1所述的用于大型一体压铸成形铝合金结构件整体式保温压室结构，其特征在于：所述的压室本体内部形成的串联回路为1-5个，每一个回路留有一个进液口和一个出液口，其余轴向深圆孔和压室本体侧壁圆孔均做封闭处理；每一个回路的进液口和出液口分别与加热装置或冷却装置的介质相连通。

9.根据权利要求8所述的用于大型一体压铸成形铝合金结构件整体式保温压室结构，其特征在于：所述的加热装置或冷却装置的介质为低温冷却循环水、循环冷却液、循环高温机油或电加热棒。

10.根据权利要求1所述的用于大型一体压铸成形铝合金结构件整体式保温压室结构，其特征在于：所述的整体式保温压室还包括电加热棒装置，压室入料口正下方设置均匀排布的轴向盲孔，数量1-5个，电加热棒装置放置在轴向盲孔中；轴向盲孔的深度为压室本体总长度的20％-95％。

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