[發明專利]一種制備超磁致伸縮合金圓盤的強冷鑄造銅模具

無效

• 申請號: 201310102148.1
• 申請日: 2013-03-28
• 公開（公告）號: CN103143679A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 晏建武;羅亮;彭阿芳;張晨曙
• 申請（專利權）人: 南昌工程學院
• 主分類號: B22C9/06
• 分類號: B22C9/06;B22D27/04
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 夏材祥

技術領域

本發明涉及一種真空感應熔煉法制備超磁致伸縮合金時所需的鑄造模具，屬于材料加工工程領域的模具制造技術。

背景技術

金屬材料的熔煉一般都是用電弧熔煉或者感應熔煉。電弧熔煉不需澆鑄，也無需模具，煉出的材料體積很小，俗稱紐扣錠。而感應熔煉一定要澆鑄到模具中。傳統的模具都是簡單的紫銅模具或者水冷金屬銅模具。傳統紫銅模具結構簡單，冷卻能力有限，因此鑄造出的合金棒材顯微組織粗大，性能較差。水冷金屬銅模具雖然冷卻能力強，但容易滲水、漏水，造成真空爐中水分增加，破壞真空環境。同時水冷模具造成真空爐結構復雜，制造困難，大大增加設備成本。

經查閱文獻，山東濱州渤海活塞股份有限公司馮增建、魏作山公布了一種帶保溫層的鋁活塞水冷模具裝置，（中國，發明專利，公告號201832985U）該技術中模內設有一水冷孔腔，水冷孔腔內壁裝配有一保溫層，形成一完整的循環水路。從而提高模具冷卻能力和組織的致密度。但從整體來看，結構較為復雜，無疑提高了成本。而且循環水路對結構的密封性要求很高。

進一步檢索文獻發現，沈陽新光華旭鑄造有限公司于斌、朱民公布了一種具有排氣結構的汽缸蓋金屬鑄造模具，（中國，發明專利，公告號201295744Y）該技術中整個模具由上模、左右側模和底模組成。左右兩側模也分別由上下模組成，且在對接的表面上開有若干條排氣的溝槽。因此使型腔中的氣體順利排除，有效消除了產生欠鑄的幾率。但該模具的冷卻效果不佳，形成鑄件的致密性不夠。材料的綜合性能難以提高。

綜合分析已經公布的制備金屬材料技術可得知，現有的技術存在以下難以克服的缺點：

采用傳統的鑄造金屬模具時，冷卻速度小，晶粒粗大，難以提高材料的綜合性能；

如果采用水冷模具，模具易漏水，造成真空設備的真空環境的破壞；

水冷模具造成真空爐結構復雜，制造困難，大大增加設備成本。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種內置金屬冷卻液的金屬鑄造強冷銅模具，能有效地大幅度增加合金鑄錠的結晶冷卻速度，從而達到細化晶粒，減少合金組織疏松，提高合金鑄錠組織性能的目的。

?本發明所述一種制備超磁致伸縮合金圓盤的強冷鑄造銅模具的結構包括端蓋、底模；底模外圈設有環形凹槽，凹槽內置冷卻液，冷卻液為Ga-In-Sn合金；底模內圈為澆鑄型腔，型腔高度為5~10mm；底模的底部中心帶有連通排氣孔；端蓋卡在底模上，端蓋可更換，以實現兩種澆鑄方式的冷卻，即坩堝澆鑄和石英管的澆鑄；端蓋的材料為不銹鋼，底模的材料為紫銅。

本發明的有益效果是：本發明采用內置金屬冷卻液的金屬鑄造強冷技術，由于這種金屬液的熱傳導能力比水冷降溫速度快很多，這種方法制備的合金由于冷卻速度快,使合金更多的保持了液態金屬無序的相結構，大幅提高合金的綜合性能。

與現有技術比較，本發明所制備的合金晶粒細小，成分均勻且鑄造性能顯著提高。可以選用兩種不同的端蓋來實現不同方式的澆鑄。具有較強的針對性。不僅可以細化晶粒，而且可以使晶粒的大小均勻，顯著提高合金的綜合性能。

附圖說明??

圖1是本發明中采用石英管澆鑄時的結構主視圖；

圖2是本發明中采用石英管澆鑄時的結構俯視圖；

其中：1.澆口直徑小且薄的端蓋?2.冷卻液?3.底模；

圖3是本發明中采用坩堝澆鑄時的結構主視圖；

圖4是本發明中采用坩堝澆鑄時的結構俯視圖；

其中：1.澆口直徑大且厚的端蓋?2.冷卻液?3.底模；

圖5是本發明中的底模尺寸主視圖；

圖6是本發明中的底模尺寸俯視圖；

其中：ΦA為靶材直徑???ΦB=ΦA+10mm??

ΦC=ΦB+40mm???ΦD=ΦC+10mm???

ΦE=1~2mm???????l=5~10mm???L=l+（6~8）mm??；

圖7是本發明中澆口直徑小且薄的端蓋的尺寸主視圖；

圖8是本發明中澆口直徑小且薄的端蓋的尺寸俯視圖；

其中：ΦF=ΦG+2~3mm???ΦG=ΦD?+(1~2)mm

ΦH=(20~25)mm????????t=（5~10）mm??T=t+（2~3）mm?；??

圖9是本發明中澆口直徑大且厚的端蓋的尺寸主視圖；

圖10是本發明中澆口直徑大且厚的端蓋的尺寸俯視圖；

其中：ΦH=(20~25)mm??????ΦF=ΦG+2~3mm