[發(fā)明專利]一種含砂型鑲塊金屬模具及其在傾轉(zhuǎn)鑄造中的應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2010-03-10
• 公開（公告）號: CN101780523A
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李四娣;張十中;羅金祺
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東鴻特精密技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: B22C9/00
• 分類號: B22C9/00;B22C9/06
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 盛佩珍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鑄造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含砂型鑲塊金屬模具及其在 傾轉(zhuǎn)鑄造中的應(yīng)用。主要適用于鑄造各類具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)、大尺寸的缸蓋、 盤類、殼類等汽車零件。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的砂型重力鑄造在生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且質(zhì)量要求較高的汽車零部件 缸蓋、盤類、殼類等產(chǎn)品中，因存在生產(chǎn)效率低，工藝條件難以控制，鑄 件質(zhì)量低、力學(xué)性能差等缺點，而逐漸被淘汰。金屬型重力鑄造工藝能夠 生產(chǎn)組織致密，力學(xué)性能好的鑄件，但在生產(chǎn)大型復(fù)雜鑄件時澆注方案設(shè) 計存在困難：若采用底注式，則金屬液流程過長，熱量損失嚴重，易產(chǎn)生 冷隔、澆不足等缺陷；若采用頂注式，則壓頭過高，金屬流速過快而產(chǎn)生 飛濺，導(dǎo)致金屬液氧化嚴重。金屬壓力鑄造生產(chǎn)效率高，能夠生產(chǎn)少無切 削的各種復(fù)雜鋁、鎂等合金零件，因此被廣泛用于汽車、儀表、航空航天 以及家用電器等行業(yè)。然而壓力鑄造依賴于模具和設(shè)備，成本很高。另外 壓力鑄造工藝生產(chǎn)的鑄件往往存在氣孔，致密性不高，鑄件安全性差。擠 壓鑄造能夠生產(chǎn)高致密度的鑄件，但對于復(fù)雜的外形，尤其是對型芯多、 大批量的生產(chǎn)來說局限性很大。

目前越來越多的廠家采用金屬型傾轉(zhuǎn)鑄造工藝生產(chǎn)汽車用大尺寸缸 蓋、盤類、殼類產(chǎn)品。傾轉(zhuǎn)鑄造工藝參數(shù)易控制，可通過控制傾轉(zhuǎn)角度、 速度來控制金屬液充型速度，后續(xù)進入型腔的合金液溫度相對較高，也利 于鑄件的順序凝固，加強鑄件補縮，從而獲得致密鑄件。但在生產(chǎn)汽車用 缸蓋、盤類、殼類零件中以下兩個問題很難得到解決：其一，汽車用缸蓋、 盤類、殼類零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，往往存在腔體、凹面凹角部位，采用抽芯機構(gòu) 增加了模具設(shè)計的困難，也造成傾轉(zhuǎn)機負荷增大，能耗、成本顯著增高， 大大制約了生產(chǎn)該類零件的能力；其二，金屬型傾轉(zhuǎn)鑄造過程模具是封閉 的，透氣性差，翻轉(zhuǎn)過程中被金屬液包裹的氣體難以排出模腔外，產(chǎn)生氣 孔缺陷，導(dǎo)致鑄件廢品率高，質(zhì)量水平難以提升。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，通過設(shè)計含砂型鑲塊結(jié) 構(gòu)的金屬模具，替代模具抽芯機構(gòu)，實現(xiàn)模具排氣功能，為汽車用大尺寸 缸蓋、盤類、殼類等零件的生產(chǎn)提供一種含砂型鑲塊金屬模具及其在傾轉(zhuǎn) 鑄造中的應(yīng)用。

為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：

一種含砂型鑲塊金屬模具，包括金屬模具型腔、澆注系統(tǒng)以及鎖模機 構(gòu)，其特征在于，該金屬模具還包括砂型鑲塊、金屬模具排氣孔和鑲塊支 承座；所述砂型鑲塊成形面與鑄件毛坯的外表面輪廓一致，砂型鑲塊的模 具接觸面與金屬模具向內(nèi)加工而成的鑲塊支承座輪廓一致；所述金屬模具 排氣孔，沿砂型鑲塊與金屬上模的接觸面均勻分布，與砂型鑲塊接觸且與 外界大氣相通，孔徑范圍為5mm～20mm，孔的中心距范圍為15mm～30mm。

所述砂型鑲塊采用樹脂砂或干性砂制得，刷涂料后進行烘干處理。

所述的金屬模具排氣孔采用鉆削方法獲得。

所述的一種含砂型鑲塊金屬模具的應(yīng)用，其特征在于：在傾轉(zhuǎn)鑄造中 用含砂型鑲塊替代金屬模具的抽芯機構(gòu)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下突出的優(yōu)點：

(1)本發(fā)明通過砂型鑲塊取代了金屬模具抽芯機構(gòu)，簡化了模具 設(shè)計，降低了成本和設(shè)計困難，縮短了開發(fā)周期；特別是在大尺寸零件傾 斜鑄造工藝中，避免了抽芯機構(gòu)造成的傾轉(zhuǎn)機負載增加，傾轉(zhuǎn)動作容易被 抽芯油缸干涉等缺點。

(2)采用本發(fā)明模具及其應(yīng)用方法克服了金屬模具排氣困難的問 題，鑄件充型過程中型腔殘余氣體能直接從砂型鑲塊微孔隙和金屬模具排 氣孔組成的排氣通道排出，大大降低了氣孔缺陷，鑄件質(zhì)量和成品率均有 較大改善，鑄件能夠滿足熱處理要求。

(3)砂型鑲塊制備過程簡單方便，可提前制備，不占用鑄造生產(chǎn) 時間，砂型鑲塊便于安裝和拆卸，對金屬模具損耗小，模具壽命長。

(4)鑄件絕大部分位置由金屬型成形，屬于近凈成形，實現(xiàn)了少、 無切削，效率高，能耗低，所獲得的鑄件組織致密，質(zhì)量穩(wěn)定，成品率高， 對于汽車用大尺寸缸蓋、盤類、殼類零件的生產(chǎn)，其優(yōu)勢尤為顯著。

附圖說明

圖1為含砂型鑲塊金屬模具分解示意圖；

圖2為砂型鑲塊安裝在金屬上模的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為金屬上模砂型鑲塊安裝位置放大視圖；

圖4為合模后含砂型鑲塊金屬模具俯視圖；

圖5為圖4的A-A剖視圖；

圖6為開模后連同砂型鑲塊一起取出的鑄件毛坯圖。