CN203621412U - 一种用于浇注镁合金铸锭的模具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于浇注镁合金铸锭的模具，属于模具设计领域。包括由左模块和右模块配合而成的模具本体，所述模具本体内为型腔，其中，所述左模块的内部和右模块的内部分别设有两条左水平水腔和两条右水平水腔，左模块的内部和右模块的内部还分别设有奇数个垂直水腔，所述左水平水腔与左模块上的所有垂直水腔相连通，所述右水平水腔与右模块上的所有垂直水腔相连通，所述型腔中设有上横浇道和下横浇道和直浇道，所述上横浇道和下横浇道相平行，所述直浇道与上横浇道垂直。本实用新型主要可以适用于不同体系铝合金及镁合金的扁锭浇注，可以起到减少缩松和缩孔，并细化合金组织的作用，达到半连续铸锭的质量。
Description
技术领域
本实用新型涉及的是一种铝合金技术领域的设备，具体是一种仿半连续铸造浇注高质量铝合金扁锭的模具。
背景技术
由于能源危机以及环境污染的双重压力下，航天、航空、汽车、轨道交通等领域的轻量化需求迫切，因此，研发出更高性能的轻质铝合金板材意义重大。
经过多年的发展，大规模化的铝合金板材生产技术已经很成熟，一般先采用半连续铸造工艺制备高质量的扁锭，然后通过热轧、冷轧等工艺制备板材，产品质量好、生产效率高。半连续铸造工艺具有高冷却强度细化晶粒、连续浇注合金液少缩松和缩孔、效率高等优点。但是，工业上单炉单次熔炼的铝合金往往达几十吨，单个半连续铸造扁锭近十吨，不适合进行多成分新型铝合金的性能优化，以及优化后的新型铝合金板材的小批量生产。因此，本实用新型专利提出了一种仿半连续铸造工艺而浇注高质量扁锭的模具。
经过对现有相关技术文献检索发现，中国专利申请号为：CN01277657.2,名称为：浇注模具。该浇注模具由两块对称模具板块围成需要的浇注型腔，通过两块模具板块上的定位销和定位孔之间的间隙配合组合而成。该浇注模具的优点是结构简单，加工成本低，浇注之后容易脱模。但是该模具没有考虑到快速凝固铝合金形成细化组织，以及避免铸锭内部容易产生的缩松和缩孔等缺陷。专利号为：CN02251511.9，名称为：一种新型浇注模具。该模具由一个上大下小的圆锥台腔体或棱锥台腔体以及一活动底板组成。该模具解决了脱模困难，工序繁杂等问题。但是也没有考虑到浇注铸锭内部容易产生缩松和缩孔等缺陷。专利号为：ZL200920314132.6，名称为：减少铸锭内部缩松和缩孔的浇注模具。该模具两块模块通过定位柱和定位孔来定位，然后通过卡具组成一个整体。考虑了通冷却水冷却模块，进而强冷却圆锭，可以细化镁合金微观组织，但是，由于本专利浇注的圆锭，无法考虑扁锭的冷却的非对称性。而且中间的 浇注孔与两个浇注圆锭高度平齐，圆锭顶部无补缩，无法消除圆锭顶部的缩松和缩孔。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种仿半连续直接水冷铸造工艺的浇注高质量铝合金扁锭的模具。目的是利用铜材制造提高模具的导热性能、铜模中设计非对称水道强制冷却扁锭、两个横浇道减少内部缩松和缩孔缺陷、对称结构方便扁锭脱模，从而提高合金铸锭的组织和性能，获得与半连续直接水冷铸造工艺质量相当的浇注模具。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种用于浇注镁合金铸锭的模具，包括由左模块和右模块配合而成的模具本体，所述模具本体内为型腔，其中，所述左模块的内部和右模块的内部分别设有两条左水平水腔和两条右水平水腔，左模块的内部和右模块的内部还分别设有奇数个垂直水腔，所述左水平水腔与左模块上的所有垂直水腔相连通，所述右水平水腔与右模块上的所有垂直水腔相连通，所述型腔中设有上横浇道和下横浇道和直浇道，所述上横浇道和下横浇道相平行，所述直浇道与上横浇道垂直。
作为优选方案，所述直浇道顶部的进水口呈倒锥形。
作为优选方案，各垂直水腔的直径变化是由中间向两边渐渐变小。
作为优选方案，所述左模块上设有左进水管和左出水管，所述右模块上设有右进水管和右出水管，所述左进水管与其中一条左水平水腔连通，所述左出水管与另一条左水平水腔连通，同理，所述右进水管与其中一条右水平水腔连通，所述右出水管与另一条右水平水腔连通。
本实用新型的优点在于：（1）通过水平和垂直循环冷却水***，改善了扁锭在凝固过程中的温度场，从而有效的减少了扁锭在凝固过程中产生的缩松和缩孔。（2）垂直循环冷却水***为一个强制非对称冷却***，大大提高合金凝固过程中的冷却速度和均匀程度，从而细化了合金组织。（3）顶部设置横浇道，最终起到消除或者减少缩松和缩孔的作用。
附图说明
图1是本实用新型的分解示意图；
图2为本实用新型的左模块的示意图；
图3为本实用新型的剖面示意图。
具体实施方式
参见图1，左模块1和右模块2配合形成模具本体。左模块1和右模块2除左模块有1个定位柱、右模块对应位置有1个定位孔外，腔体形状和尺寸均呈对称分布，左模块1和右模块2均采用导热性能优良的铜合金制备。以左模块1为例，如图2和图3所示，左模块1上设有一个定位柱11和一个定位孔12，用于与右模块2相嵌合形成整个模具，左模块1的两端分别设有左进水管13和左出水管14，左模块1内部为一半的型腔15，与右模块2内的一半型腔配合形成整个型腔。左模块1的侧壁内部设有两条左水平水腔21，5条垂直水腔4，位于中间的一条垂直水腔4的直径最大，两边的垂直水腔4的直径渐渐变小，两条左水平水腔21均与垂直水腔4相连通，左进水管13与其中一条左水平水腔21连通，左出水管14与另外一条左水平水腔21连通；型腔15中设有上横浇道31和下横浇道32以及直浇道5，直浇道5顶部的进水口51呈倒锥形。
左、右模块的内侧加工有一个腔体，在左、右模块扣合后就形成了整个型腔，型腔中设有直浇道、横浇道。两个横浇道很短，一个置于底部，一个置于顶部。外侧加工有冷却水循环***，模块的上部分和下部分均设计有一个圆柱形水腔，水平放置，下部圆柱形水腔与进水管连接，上部分与出水管连接，而上下水腔通过不同直径垂直圆柱形水腔连接，中间垂直水腔直径大，冷却强度高，边部垂直水腔小，冷却强度底，整个水腔直径从中间向边部依次减少。垂直水腔两头用螺帽或者直接焊接堵死。左模块和右模块靠同一对称位置加工一个与定位柱相同尺寸定位孔。最后通过一个“C”形的卡具将左右模块紧密连接成为一体。
本实用新型的核心设计在于：（1）左右模块采用导热性能优良的铜合金制备，通过不同直径的垂直水腔的冷却水形成一个非对称强制冷却环境，快速而又相对比较均匀地冷却铝合金扁锭，获得均匀细小的内部组织。（2）冷却水的流向与合金凝固方向相同，进入底部进水管时温度最低，流出顶部出水管时温度最高，使得铸锭冷却过程中冷却速度从下至上递减，因此铸锭冷却速度从下至上递减，从而铸锭可以从下至上定向凝固。（3）采用顶部横浇道，可以有效地补充顶部铸锭的凝固，最终起到消除或者减少缩松和缩孔的作用。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：（1）通过水平和垂直循环冷却水***，改善了扁锭在凝固过程中的温度场，从而有效的减少了扁锭在凝固过程中产生的缩松和缩孔；（2）垂直循环冷却水***为一个强制非对称冷却***，大大提高合金凝固过程中的冷却速度和均匀程度，从而细化了合金组织；（3）顶部设置横浇道，最终起到消除或者减少缩松和缩孔的作用。
综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。
Claims (4)
1.一种用于浇注镁合金铸锭的模具，包括由左模块和右模块配合而成的模具本体，所述模具本体内为型腔，其特征在于，所述左模块的内部和右模块的内部分别设有两条左水平水腔和两条右水平水腔，左模块的内部和右模块的内部还分别设有奇数个垂直水腔，所述左水平水腔与左模块上的所有垂直水腔相连通，所述右水平水腔与右模块上的所有垂直水腔相连通，所述型腔中设有上横浇道和下横浇道和直浇道，所述上横浇道和下横浇道相平行，所述直浇道与上横浇道垂直。
2.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述直浇道顶部的进水口呈倒锥形。
3.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，各垂直水腔的直径变化是由中间向两边渐渐变小。
4.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述左模块上设有左进水管和左出水管，所述右模块上设有右进水管和右出水管，所述左进水管与其中一条左水平水腔连通，所述左出水管与另一条左水平水腔连通，同理，所述右进水管与其中一条右水平水腔连通，所述右出水管与另一条右水平水腔连通。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN106623821A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-05-10 | 河南科技大学 | 一种制备镁合金铸锭试样的重力金属型铸造模具 |
| CN108501322A (zh) * | 2018-05-31 | 2018-09-07 | 薛小雪 | 橡胶堵头成型用定模 |
| CN110227803A (zh) * | 2019-07-12 | 2019-09-13 | 长沙理工大学 | 一种多功能水冷式难熔高熵合金铸造成型模具 |
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