[實(shí)用新型]一種帶錐度的細(xì)直徑棒材鑄造銅模具

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201921200586.0
• 申請(qǐng)日: 2019-07-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN210280570U
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 晏建武;何翠群;彭阿芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南昌工程學(xué)院
• 主分類號(hào): B22C9/06
• 分類號(hào): B22C9/06;B22D27/04
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 張德才

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種帶錐度的細(xì)直徑棒材鑄造銅模具，包括成型銅模和帶錐度冷卻器，所述成型銅模的內(nèi)腔用于澆鑄細(xì)直徑棒材，所述帶錐度冷卻器為圓錐臺(tái)形，所述帶錐度冷卻器的頂部端面直徑小于底部端面直徑，所述帶錐度冷卻器上由頂部端面朝向底部端面還開(kāi)設(shè)有一安裝槽，所述成型銅模安裝于所述安裝槽內(nèi)；本實(shí)用新型提供的帶錐度的細(xì)直徑棒材鑄造銅模具，其中的錐度冷卻器能夠自然形成溫度梯度，使所制備的鐵鎵合金晶粒能定向生長(zhǎng)，成分均勻且鑄造性能顯著提高，顯著提高合金的綜合性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及模具制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種帶錐度的細(xì)直徑棒材鑄造銅模具。

背景技術(shù)

超磁致伸縮鐵鎵合金的磁致伸縮系數(shù)很小，磁致伸縮量很微小，多數(shù)都用于制造微型器件，實(shí)現(xiàn)精密控制。熔煉成母合金后，鐵鎵合金一般都要再定向結(jié)晶成有取向的棒材才能加工成器件使用。因而這種棒材鑄造時(shí)一般直徑都很小，而長(zhǎng)度較大，即長(zhǎng)徑比較大。這些傳統(tǒng)紫銅模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，內(nèi)腔直徑小而長(zhǎng)度長(zhǎng)，因此澆鑄時(shí)合金液由于金屬模具快速吸熱造成流動(dòng)性快速降低，不利于定向結(jié)晶棒材。

經(jīng)查閱文獻(xiàn)，蘭州理工大學(xué)丁玉田等人(丁雨田，周質(zhì)光，胡勇，劉妍妍，王國(guó)斌.定向凝固Fe₈₃Ga₁₅Al₂合金的結(jié)構(gòu)及磁致伸縮性能[J].蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào).2013.Vol.39(1):1-5)采用定向凝固設(shè)備系統(tǒng)研究了不同定向凝固速率Fe₈₃Ga₁₅Al₂合金的相組成和磁致伸縮性能.結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)區(qū)熔定向凝固后，F(xiàn)e₈₃Ga₁₅Al₂合金的晶粒尺寸與鑄態(tài)相比要大得多。當(dāng)凝固速率較高時(shí)，晶粒沒(méi)有明顯的取向性，而當(dāng)速率較低時(shí)，顯示出沿軸向的取向性。該方法需要購(gòu)置昂貴的定向凝固設(shè)備，造價(jià)較高。

進(jìn)一步檢索文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，蘭州理工大學(xué)張艷龍等人采用水冷銅模具制備了Fe₈₂Ga₁₈合金，采用真空感應(yīng)熔煉惰性氣體吹鑄方法,制備出了晶粒組織沿徑向擇優(yōu)生長(zhǎng)的Φ3mmFe₈₂Ga₁₈合金合金棒材,沿軸向飽和磁致伸縮值達(dá)到92×10^-6.(張艷龍，丁雨田，胡勇，劉芬霞，王球.Fe₈₂Ga₁₈合金合金的磁致伸縮效應(yīng)及顯微組織研究，鑄造技術(shù)，2008,12:1703-1707)。該技術(shù)由于采用水冷銅模具，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，容易水泄漏，真空熔煉使用效果不佳。

申請(qǐng)人曾公布一種制備超磁致伸縮合金棒材的鑄造銅模具(實(shí)用新型專利，專利號(hào)ZL201310102130.1)由冷卻銅模、大底座銅模和圓柱形導(dǎo)熱桿組成。該模具冷卻銅模裝配在大底座銅模內(nèi)，圓柱形導(dǎo)熱桿裝配在大底座的兩側(cè)面。金屬液進(jìn)入冷卻銅模中，由于冷卻銅模與大底座銅模的強(qiáng)烈吸熱效果，存在較大的徑向溫度梯度，因此金屬液迅速得到冷卻，而分布在大底座銅模兩側(cè)邊的圓柱形導(dǎo)熱桿進(jìn)一步將大底座銅模中的熱量引入桿中，最終熱量得到均勻的散發(fā)，不僅細(xì)化了晶粒，而且得到的晶粒尺寸更加均勻。

但是，該模具上下直徑相同，模具上、下部吸熱速度相同，沒(méi)有縱向溫度梯度，可以達(dá)到細(xì)化晶粒效果，只適用于直徑較大的合金棒鑄造制備。對(duì)長(zhǎng)徑比比較大的棒狀合金，如果采用該種結(jié)構(gòu)模具，由于模具內(nèi)腔直徑小，深度卻較大，合金液也難以完全充填模具下部型腔，容易造成下端合金棒鑄造缺陷，而且沒(méi)有定向生長(zhǎng)效果。

綜合分析已經(jīng)公布的制備超磁致伸縮合金技術(shù)得知，現(xiàn)有的技術(shù)存在以下難以克服的缺點(diǎn)：

對(duì)于具有較大長(zhǎng)徑比的棒狀合金鑄造時(shí)，由于模具孔徑較小，長(zhǎng)度較大，澆鑄深度大，已有模具不能對(duì)合金液冷卻提供縱向溫度梯度，合金棒下部容易有鑄造缺陷，而且上下組織不均勻，難以顯著提高磁致伸縮系數(shù)。

已有技術(shù)需要金屬冷卻液才能提供溫度梯度，達(dá)到定向結(jié)晶目的，其成本較高，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不利于大量生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容