一种改善铸造缺陷的铝合金铸造模具

摘要

本发明涉及铝合金铸造的技术领域，尤其是涉及一种改善铸造缺陷的铝合金铸造模具，包括前后放置的前模和后模，前模与后模围成型腔、流道及浇口，流道一端通至浇口、另一端通至型腔，所述浇口位于前模和后模的顶部，流道包括主流道和支流道，浇口位于主流道顶部，支流道一端连接主流道、另一端连接型腔，且支流道与型腔连接口的底部位置高于支流道与主流道连接口的底部位置，支流道与型腔的连接口低于浇口；前模和后模还围成冒口成型腔，冒口成型腔位于型腔顶部正上方，冒口成型腔顶部通至前模和后模的上表面、底部通至型腔。本发明通过冒口和流道将固渣与产品隔离，于是产品内的缺陷大大减少，产品质量得到了提高。

权利要求

1.一种改善铸造缺陷的铝合金铸造模具，包括前后放置的前模（1）和后模（2），前模（1）与后模（2）围成型腔（3）、流道（4）及浇口（5），流道（4）一端通至浇口（5）、另一端通至型腔（3），其特征在于：所述浇口（5）位于前模（1）和后模（2）的顶部，流道（4）包括主流道（6）和支流道（7），浇口（5）位于主流道（6）顶部，支流道（7）一端连接主流道（6）、另一端连接型腔（3），且支流道（7）与型腔（3）连接口的底部位置高于支流道（7）与主流道（6）连接口的底部位置，支流道（7）与型腔（3）的连接口低于浇口（5）；前模（1）和后模（2）还围成冒口成型腔（8），冒口成型腔（8）位于型腔（3）顶部正上方，冒口成型腔（8）顶部通至前模（1）和后模（2）的上表面、底部通至型腔（3）；支流道（7）与主流道（6）连接口的最低位置与主流道（6）底壁的高度差为10-20cm。

2.根据权利要求1所述的一种改善铸造缺陷的铝合金铸造模具，其特征在于：所述主流道（6）连接支流道（7）处设有扩大腔（9），扩大腔（9）在水平方向的截面面积大于主流道（6）在水平方向的截面面积。

3.根据权利要求2所述的一种改善铸造缺陷的铝合金铸造模具，其特征在于：所述扩大腔（9）在前模（1）上的正投影呈圆角矩形，主流道（6）呈直长状，圆角矩形长度方向的中轴线与主流道（6）的中轴线共线。

4.根据权利要求3所述的一种改善铸造缺陷的铝合金铸造模具，其特征在于：所述支流道（7）与扩大腔（9）的连接口位于圆角矩形的长边范围内。

5.根据权利要求1所述的一种改善铸造缺陷的铝合金铸造模具，其特征在于：所述主流道（6）呈竖直状，主流道（6）从上至下的水平截面面积逐渐减小。

6.根据权利要求5所述的一种改善铸造缺陷的铝合金铸造模具，其特征在于：所述主流道（6）两侧均设有型腔（3），两个型腔（3）关于主流道（6）的中轴线对称。

7.根据权利要求1所述的一种改善铸造缺陷的铝合金铸造模具，其特征在于：所述型腔（3）的轮廓呈圆形，支流道（7）与型腔（3）的连接口位于型腔（3）轮廓的水平直径下方、型腔（3）轮廓的底部上方。

说明书

一种改善铸造缺陷的铝合金铸造模具

技术领域

[0001] 本发明涉及铝合金铸造的技术领域，尤其是涉及一种改善铸造缺陷的铝合金铸造模具。

背景技术

[0002] 在铸造合金中，铸造铝合金的应用最为广泛，是其它合金所无法比拟的。由于铝合金各组元不同，从而表现出合金的物理、化学性能均有所不同，结晶过程也不尽相同。故必须针对铝合金特性，合理选择铸造方法，才能防止或在许可范围内减少铸造缺陷的产生，从而优化铸件。

[0003] 缩孔和疏松是铸件的主要缺陷之一，产生的原因是液态收缩大于固态收缩。生产中发现，铸造铝合金凝固范围越小，越容易形成集中缩孔，凝固范围越宽，越容易形成散性缩孔。因此，在设计中必须使铸造铝合金符合顺序凝固原则，即铸件在液态到凝固期间的体收缩应得到合金液的补充，使缩孔和疏松集中在铸件外部冒口中。

[0004] 授权公告号为CN202762954U的实用新型提出了一种避免铸造缺陷的模具，型腔的内壁上于易形成铸造缺陷处设有多条相交的条形槽，利用条形槽增加铸造件和模具之间的结合面积，避免铸造件在此处产生铸造缺陷，但是这种方式会导致铸造件脱模困难。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种改善铸造缺陷的铝合金铸造模具，其具有大大减少铸件内部缺陷的效果。

[0006] 本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种改善铸造缺陷的铝合金铸造模具，包括前后放置的前模和后模，前模与后模围成型腔、流道及浇口，流道一端通至浇口、另一端通至型腔，所述浇口位于前模和后模的顶部，流道包括主流道和支流道，浇口位于主流道顶部，支流道一端连接主流道、另一端连接型腔，且支流道与型腔连接口的底部位置高于支流道与主流道连接口的底部位置，支流道与型腔的连接口低于浇口；前模和后模还围成冒口成型腔，冒口成型腔位于型腔顶部正上方，冒口成型腔顶部通至前模和后模的上表面、底部通至型腔。

[0007] 通过采用上述技术方案，铝液从浇口进入流道，铝液先是在主流道最低处聚积，氧化物等固体下沉，铝液聚积达到一定高度后溢流至型腔内，待型腔内的铝液高出溢流口（支流道与型腔的连接口）时，溢流口处由铝液凝固形成拦渣墙，溢流口的面积变小，接着通过低压铸造工艺将后续铝液缓缓注入型腔；型腔内的铝液在升高过程中，液面处先接触冷铁便先降温凝固，不断上升的铝液将液面处凝固物送入冒口成型腔中，于是型腔中的产品缺陷大大减少，产品质量得到了提高。

[0008] 优选的，所述支流道与主流道的连接口高于主流道的底部。

[0009] 通过采用上述技术方案，使主流道及主流道与支流道的连接处有足够大的空间，用于容纳铝液中无法溢流至型腔的固体物。

[0010] 优选的，所述主流道连接支流道处设有扩大腔，扩大腔在水平方向的截面面积大于主流道在水平方向的截面面积。

[0011] 通过采用上述技术方案，设计主流道的水平截面面积小于扩大腔的水平截面面积，可减少浇注过程中进入铝液的空气量。

[0012] 优选的，所述扩大腔在前模上的正投影呈圆角矩形，主流道呈直长状，圆角矩形长度方向的中轴线与主流道的中轴线共线。

[0013] 通过采用上述技术方案，可扩大支流道与主流道连接口的高度，从而允许溢流口处由铝液凝固形成拦渣墙，不必担心拦渣墙封闭铝液流道。

[0014] 优选的，所述支流道与扩大腔的连接口位于圆角矩形的长边范围内。

[0015] 通过采用上述技术方案，防止支流道与扩大腔的连接口位置过低，而导致压力将主流道底部及主流道与支流道连接口处的固渣推入型腔，导致产品中出现大量缺陷。

[0016] 优选的，所述主流道呈竖直状，主流道从上至下的水平截面面积逐渐减小。

[0017] 通过采用上述技术方案，铝液向不断变窄的主流道深处流动时，铝液中包裹的空气被挤出。

[0018] 优选的，所述主流道两侧均设有型腔，两个型腔关于主流道的中轴线对称。

[0019] 通过采用上述技术方案，一次成型两个产品，提高了生产效率。

[0020] 优选的，所述型腔的轮廓呈圆形，支流道与型腔的连接口位于型腔轮廓的水平直径下方、型腔轮廓的底部上方。

[0021] 通过采用上述技术方案，最先溢流入型腔中的铝液受重力作用流淌至型腔底部，在该过程中铝液接触到冷铁，在型腔内壁凝固形成一层薄薄的弧形铝片，弧形铝片凝固收缩后与型腔内壁脱离，后续溢流入型腔的铝液将弧形铝片铲起至液面上，随着型腔内铝液的不断升高，弧形铝片最后被挤碎并进入冒口成型腔。

[0022] 设计流道与型腔的连接口位于型腔轮廓的底部上方，而不是直接将连接口设于型腔轮廓的底部，是为了防止最先进入型腔底部的铝液接触到冷铁快速凝固后直接被后续铝液积压于型腔底部，导致成型出的产品底部由于内外层凝固有差异而分层，使产品底部容易脱壳；而设计流道与型腔的连接口位于型腔轮廓的水平直径下方，是为了防止最先进入型腔内的铝液接触到冷铁形成的弧形铝片过大，而导致弧形铝片破碎后部分残留于产品内。

[0023] 综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

[0024] 1.通过冒口和流道将固渣与产品隔离，于是产品内的缺陷大大减少，产品质量得到了提高；

[0025] 2.设计流道与型腔的连接口位于一定高度范围内，避免了产品表面分层而容易脱壳的缺陷产生，也减少了产品内部的固渣含量。

附图说明

[0026] 图1是一种改善铸造缺陷的铝合金铸造模具的立体图；

[0027] 图2是一种改善铸造缺陷的铝合金铸造模具的俯视图；

[0028] 图3是图2的A-A向剖视图。

[0029] 图中，1、前模；2、后模；3、型腔；4、流道；5、浇口；6、主流道；7、支流道；8、冒口成型腔；9、扩大腔。

具体实施方式

[0030] 以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

[0031] 参照图1，为本发明公开的一种改善铸造缺陷的铝合金铸造模具，包括前后放置的前模1和后模2，前模1与后模2合围成浇口5、型腔3（见图3）、流道4（见图3）、冒口成型腔8，浇口5位于前模1和后模2的顶部。

[0032] 如图3所示，流道4一端通至浇口5，流道4另一端通至型腔3，冒口成型腔8位于型腔3的顶部正上方，冒口成型腔8顶部通至前模1和后模2的上表面、底部通至型腔3。

[0033] 如图3所示，流道4由主流道6与支流道7连成，上述浇口5位于主流道6的顶部，支流道7一端连接主流道6、另一端连接型腔3。支流道7与主流道6的连接口高于主流道6的底部，支流道7与主流道6连接口的最低位置与主流道6底壁的高度差为10-20cm。为了提高生产效率，可以设置两个型腔3，两个型腔3关于主流道6的中轴线呈中心对称，如此可一次成型两件产品。

[0034] 如图3所示，支流道7与型腔3连接口的底部位置，高于支流道7与主流道6连接口的底部位置，并且支流道7的底壁为平直的斜面。浇口5的位置要比型腔3顶部高，支流道7与型腔3的连接口位于经过型腔3中心的水平线下方，但连接口不位于型腔3底部。

[0035] 如图3所示，型腔3轮廓为圆形的情况下，支流道7与型腔3的连接口位于型腔3轮廓的水平直径下方、型腔3轮廓的底部上方，如此设计的原因：最先溢流入型腔3中的铝液受重力作用流淌至型腔3底部，在该过程中铝液接触到冷铁，在型腔3内壁凝固形成一层薄薄的弧形铝片，弧形铝片凝固收缩后与型腔3内壁脱离，后续溢流入型腔3的铝液将弧形铝片铲起至液面上，随着型腔3内铝液的不断升高，弧形铝片最后被挤碎并进入冒口成型腔8。

[0036] 设计流道4与型腔3的连接口位于型腔3轮廓的底部上方，而不是直接将连接口设于型腔3轮廓的底部，是为了防止最先进入型腔3底部的铝液接触到冷铁快速凝固后直接被后续铝液积压于型腔3底部，导致成型出的产品底部由于内外层凝固有差异而分层，使产品底部容易脱壳；而设计流道4与型腔3的连接口位于型腔3轮廓的水平直径下方，是为了防止最先进入型腔3内的铝液接触到冷铁形成的弧形铝片过大，而导致弧形铝片破碎后部分残留于产品内。

[0037] 如图3所示，主流道6靠近底部处成型有扩大腔9，支流道7连接于扩大腔9的侧部。扩大腔9在前模1或后模2上的正投影均呈圆角矩形，圆角矩形的最长边呈竖直状，支流道7与扩大腔9的连接口位于圆角矩形的长边范围内。主流道6呈竖直状，圆角矩形长度方向的中轴线与主流道6的中轴线共线。主流道6从上至下的水平截面面积逐渐减小，扩大腔9的水平截面面积大于主流道6的最大水平截面面积。

[0038] 本实施例减少产品缺陷的原理为：铝液从浇口5进入流道4，铝液先是在主流道6最低处聚积，氧化物等固体下沉，铝液聚积达到一定高度后溢流至型腔3内，待型腔3内的铝液高出溢流口（支流道7与型腔3的连接口）时，溢流口处由铝液凝固形成拦渣墙，溢流口的面积变小，接着通过低压铸造工艺将后续铝液缓缓注入型腔3；型腔3内的铝液在升高过程中，液面处先接触冷铁便先降温凝固，不断上升的铝液将液面处凝固物送入冒口成型腔8中，于是型腔3中的产品缺陷大大减少，产品质量得到了提高。

[0039] 本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。