[發(fā)明專利]一種多氣孔鑄材的擠壓分離集中剔除氣孔方法及其模具

有效

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• 申請日: 2012-04-16
• 公開（公告）號: CN102658303A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 辛選榮;賀成松;劉新成;史志欣;史頌華
• 申請（專利權(quán)）人: 洛陽秦漢冷鍛有限公司
• 主分類號: B21C23/02
• 分類號: B21C23/02;B21C25/02
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務(wù)所 41112
• 代理人: 陸君

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及精密鍛壓技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多氣孔鑄材的擠壓分離集中剔除氣孔方法及其模具。

背景技術(shù)

在鑄材擠制管形、筒形等回轉(zhuǎn)體金屬產(chǎn)品的整體塑性成形過程中，特別是溫、冷精鍛過程中鍛件產(chǎn)品易出現(xiàn)管壁內(nèi)有氣孔夾層，其形成原理為原鑄材中的氣孔經(jīng)擠壓、流動擴散到產(chǎn)品腔體四周壁內(nèi)，使產(chǎn)品腔體在再加工中起層，或在使用中受熱鼓包嚴重影響產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量，使產(chǎn)品不能滿足使用要求。

由于產(chǎn)品擠制前已將鑄材棒段按所要求的尺寸機加工好，所有表面都比較光滑平整，未發(fā)現(xiàn)氣孔。但經(jīng)精密鍛壓擠制成產(chǎn)品后，產(chǎn)品在機加工中壁內(nèi)有起層現(xiàn)象，產(chǎn)品在使用中受熱壁內(nèi)有鼓包現(xiàn)象。在剖析各種鑄材時發(fā)現(xiàn)、氣孔均分布在鑄棒的心部區(qū)域，經(jīng)分析這與鑄造工藝及鑄棒鑄后冷卻過程中、心部冷卻相對慢且成形相似有關(guān)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明創(chuàng)造所要解決的一個技術(shù)問題是提供一種多氣孔鑄材的擠壓分離集中剔除氣孔方法，能夠很好的剔除鑄材中的氣孔，保證了鑄材擠制后產(chǎn)品的品質(zhì)。

本發(fā)明創(chuàng)造所要解決的另一個技術(shù)問題是提供多氣孔鑄材的擠壓分離集中剔除氣孔方法中使用的模具。

本發(fā)明解決其第一技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：

一種多氣孔鑄材的擠壓分離集中剔除氣孔方法，包括如下工藝步驟：

1)、對所使用的鑄材進行剖析，在鑄材棒料段端面接近中心處縱向鋸切分為兩瓣，在剖面查析測量氣孔所集中分布的區(qū)域，確定分離集中氣孔范圍的大小；其中，確定氣孔所分布的直徑Φm占剖析料直徑D的具體比例計算公式：Φm＝D*1/n；

2)、根據(jù)鑄材剖析氣孔分布計算的結(jié)果，進而計算確定收納氣孔小芯棒的直徑d，并依據(jù)d及產(chǎn)品形腔結(jié)構(gòu)、設(shè)計擠壓模具的凸模；其中，確定收納氣孔小芯棒的直徑d的計算公式：d＝D*1/n*1/2；

3)、確定制件總備料長度及重量

產(chǎn)品凹模內(nèi)徑為備料直徑2R，總備料重量為原產(chǎn)品用料重量W加上收納氣孔小芯棒的料耗N；

其中，收納氣孔小芯棒的料耗計算公為：P*Л*r²*H÷1000＝N克

P材料比重；

Л圓周率；

r²收納氣孔小芯棒的半徑的平方；

H原產(chǎn)品備料高度；

N克收納氣孔小芯棒料耗的重量；

總備料長度H’＝(W+N)/(P*Л*R²)*1000；

4)、機加工擠制產(chǎn)品底部，當產(chǎn)品不需要留底時，切除擠制產(chǎn)品底部連同收納氣孔小芯棒，只留下不含氣孔的鑄材擠制空心產(chǎn)品；當產(chǎn)品需要底部時，收納氣孔小芯棒從產(chǎn)品孔口端機加工去除。

本發(fā)明解決其第二技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：

由于產(chǎn)品出現(xiàn)問題不是因為結(jié)構(gòu)尺寸，而是因鑄材內(nèi)部的氣孔，因此本發(fā)明所指模具除凸模外模具設(shè)計保持原產(chǎn)品模具的凹模及模具相應(yīng)元件不變，凸模外形也保留原設(shè)計，只改變凸模頭部靠中心部位和心部的設(shè)計。

一種多氣孔鑄材的擠壓分離集中剔除氣孔方法中使用的模具，具體結(jié)構(gòu)為：

凸模頭部中心為一個向凸模軸向中心圓弧過度形成的喇叭口，喇叭口小端直徑為收納氣孔小芯棒的直徑d，喇叭口大端直徑為d和過度圓弧直徑之和；喇叭口小端向上延伸5-8mm形成細孔，然后以圓弧過度到大于喇叭口小端直接1-3mm的通孔，凸模頭部和中部形成含氣孔金屬收納導(dǎo)流結(jié)構(gòu)孔。這樣的設(shè)計既不影響凸模的強度和產(chǎn)品的擠制，又剔除了鑄材心部的氣孔，保證了擠制產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量。使產(chǎn)品在機加工中再未出現(xiàn)過起層和在使用中受熱鼓包的現(xiàn)象，產(chǎn)品完全滿足了用戶的使用要求。

由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明創(chuàng)造具備如下有益效果：

1、利用本發(fā)明創(chuàng)造方法，能完全將鑄材坯料中的氣孔收集到收納氣孔小芯棒中待剔除，收納氣孔小芯棒是個整體，既方便剔除又方便回收。

2、利用本發(fā)明創(chuàng)造方法，無需提前設(shè)法清除鑄材中的氣孔，鑄材中的氣孔可在精密鍛造工藝過程中直接擠壓分離集中待剔除，保證了產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量和配套使用性能，該方法花費少成本低一舉兩得。

3、利用本發(fā)明創(chuàng)造方法，在開發(fā)鑄材精密鍛造新產(chǎn)品時，可直接剖析查測所用的鑄材內(nèi)的氣孔分布，計算確定收納氣孔小芯棒的直徑，然后確定凸模頭部和心部的相應(yīng)設(shè)計，使鑄材內(nèi)的氣孔剔除少走彎路，避免廢品，節(jié)約開支。