專利名稱：一種鎂稀土合金鑄造模具的澆注裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于金屬型鑄造模具技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鎂稀土合金鑄造模具，特別是一種鎂稀土合金鑄造模具的澆注裝置。
背景技術(shù)：
鎂稀土合金是當(dāng)今的一個(gè)研究熱點(diǎn)，該材料已應(yīng)用于航空航天、軍事、醫(yī)學(xué)工程、汽車工業(yè)等領(lǐng)域。相比于鎂鋁合金，含稀土鎂合金由于加入了稀土元素，因此在合金熔煉、澆注過(guò)程中，合金液內(nèi)較早地形成了含稀土的高熔點(diǎn)相，從而降低了合金的流動(dòng)性，進(jìn)而對(duì)合金的顯微組織和力學(xué)性能產(chǎn)生較大影響。對(duì)鎂合金開展應(yīng)用研究的企業(yè)及研究部門需要對(duì)鎂合金進(jìn)行小批量的鑄造實(shí)驗(yàn)，因此，能否保證鑄造稀土鎂合金樣品的顯微組織和性能穩(wěn)定是影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的關(guān)鍵因素。而鑄造用模具是影響鑄造稀土鎂合金組織和性能的關(guān)鍵因素。當(dāng)前國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有關(guān)于鎂合金的金屬型模具內(nèi)容，只有鎂合金砂型鑄造試樣標(biāo)準(zhǔn)(GB1177-91)，該標(biāo)準(zhǔn)介紹了鎂合金適用的砂型單鑄試樣及澆鑄系統(tǒng)，但是，與金屬型鑄造相比，傳統(tǒng)的砂型鑄造工藝復(fù)雜，工作量大，耗材多，工作環(huán)境差，同時(shí)影響鑄件組織和性能的因素較多，如型砂配比、涂料、砂型緊實(shí)度等。所以采用該方法澆鑄出的稀土鎂合金樣品鑄造缺陷多而且其性能不穩(wěn)定。所以研究部門一般采用金屬型模具來(lái)對(duì)鎂合金進(jìn)行鑄造取樣，以進(jìn)行合金的顯微組織觀察及力學(xué)性能測(cè)定。由于鎂、鋁同屬低熔點(diǎn)有色金屬，熔點(diǎn)比較接近，因此一些單位采用鋁合金金屬型模具來(lái)制備鎂合金，《鑄造手冊(cè)》第3卷的“鑄造鋁合金”(122-141頁(yè))中，介紹了鋁合金的熔煉、澆鑄工藝和鋁合金金屬型鑄造試樣澆鑄系統(tǒng)。但是鎂合金具有不同于鋁合金的凝固特征，鎂合金熔體傾向于糊狀凝固方式，何況加入稀土元素后，合金熔體流動(dòng)性進(jìn)一步降低。這種情況下，如果模具設(shè)計(jì)不當(dāng)，鑄件易產(chǎn)生顯微縮松、偏析等凝固缺陷；另一方面，鎂合金易氧化，因此，合金液澆注過(guò)程中要求液流平穩(wěn)，避免澆注過(guò)程中氧化夾雜、卷入氣體等情形的出現(xiàn)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)存在的上述問(wèn)題，提供一種鎂稀土合金鑄造模具的澆注裝置，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)采用底注式進(jìn)行澆注，從而避免氣體卷入到鎂稀土成型件中。本實(shí)用新型的目的可通過(guò)下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種鎂稀土合金鑄造模具的澆注裝置，本裝置包括一個(gè)座體，所述的座體中部設(shè)有貫穿上下兩端的直澆道，所述的座體上端固設(shè)有與該直澆道上端相連通的澆口杯，其特征在于，所述的座體內(nèi)部開設(shè)有若干條與所述的直澆道平行設(shè)置的取樣流道，所述的座體底部開設(shè)有與直澆道垂直的橫澆道，所述的取樣流道下端均和所述的橫澆道連通，該取樣流道的上端均貫穿座體的上端面。本裝置的工作原理如下鎂稀土合金在澆注前需預(yù)熱至要求溫度230°C -300°C,澆鑄過(guò)程中，液態(tài)鎂稀土合金經(jīng)澆口杯，再經(jīng)過(guò)直澆道和橫澆道向模具內(nèi)部充型。當(dāng)模具內(nèi)部的型腔填充一定量的鎂稀土合金熔液后，金屬液開始從橫澆道向取樣流道自下而上的倒流，形成底注式。本澆注裝置由于形成了這種底注式，所以能夠有效避免澆注充型過(guò)程中的紊流狀態(tài)，盡可能確保合金液以層流方式穩(wěn)定充型，從而有效避免氣體的卷入。在上述的一種鎂稀土合金鑄造模具的澆注裝置中，所述的座體的上端面開設(shè)有冒口槽，所述的冒口槽分別與直澆道、取樣流道相連通設(shè)置冒口槽后，該部位保證位于其下方的取樣流道在凝固時(shí)能具有一定的向下壓力并能充分進(jìn)行凝固補(bǔ)縮，該部分的金屬液是澆鑄接近結(jié)束時(shí)由上部平穩(wěn)充型、最后凝固；取樣時(shí)直澆道部位、橫澆道可進(jìn)行成分取樣、耐蝕樣品取樣等；該冒口槽的補(bǔ)澆的作用是，一旦已經(jīng)澆鑄的液態(tài)鎂合金熔體前端發(fā)生糊狀凝固，阻礙金屬熔體的流動(dòng)充型，上端冒口能確保繼續(xù)后續(xù)澆鑄的金屬液經(jīng)過(guò)取樣流道上端填充至模具。在上述的一種鎂稀土合金鑄造模具的澆注裝置中，所述的冒口槽為長(zhǎng)方體，其高度為20 30mm,寬度為20 30mm,長(zhǎng)度為200 220mm。在上述的一種鎂稀土合金鑄造模具的澆注裝置中，所述的冒口槽的長(zhǎng)度方向和寬度方向的交角均采用圓角過(guò)渡，其圓角半徑為R12 R17mm。采用圓角過(guò)渡能夠有效的提高其內(nèi)的金屬液的流動(dòng)性。在上述的一種鎂稀土合金鑄造模具的澆注裝置中，所述的取樣流道的形狀為圓柱體，其直徑為Φ14 Φ18_，高度為100 140_。作為另一種方案，所述的取樣流道的形狀也可以為圓錐體，其底圓直徑為Φ14 Φ 18mm，高度為100 140mm。在上述的一種鎂稀土合金鑄造模具的澆注裝置中，所述的取樣流道的數(shù)量為4 8條。在實(shí)際的制造中，優(yōu)選為6條，每側(cè)各3條。在上述的一種鎂稀土合金鑄造模具的澆注裝置中，所述的直澆道的上截面為Φ 18 C>25mm,下截面為Φ 14 C>20mm,高度為110 140mm。在上述的一種鎂稀土合金鑄造模具的澆注裝置中，所述的橫澆道的形狀為長(zhǎng)方體，其高度為12 16mm,寬度為16 20mm,長(zhǎng)度為180 210mm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，I、本澆注裝置由于形成了這種底注式，所以能夠有效避免澆注充型過(guò)程中的紊流狀態(tài)，盡可能確保合金液以層流方式穩(wěn)定充型，從而有效避免氣體的卷入。2、設(shè)置冒口槽后有助于控制澆鑄過(guò)程，既能夠保證潔凈的金屬液由下而上穩(wěn)定充型，又能保證上部冒口槽進(jìn)行充分的補(bǔ)縮，最大程度的減少了鎂合金取樣流道內(nèi)的金屬液在凝固過(guò)程中存在的組織結(jié)構(gòu)缺陷，如氣孔、夾雜和疏松等，確保了其結(jié)構(gòu)和性能的穩(wěn)定性，從而減少了鑄造工藝對(duì)含稀土鎂合金組織性能不確定性的影響，較好地反映合金成分對(duì)鎂合金組織和性能的影響。3、采用本澆注裝置的模具生產(chǎn)的稀土鎂合金樣品缺陷少，顯微組織與力學(xué)性能穩(wěn)定，能準(zhǔn)確反映合金元素變化對(duì)鎂合金顯微鑄造和力學(xué)性能的影響；避免了傳統(tǒng)的砂型鑄造工藝繁復(fù)，工作量大，耗材多，澆鑄出的鎂合金樣品缺陷較多且其性能極端不穩(wěn)定等缺點(diǎn)；也避免了采用鋁合金金屬型模具導(dǎo)致鑄件存在顯微疏松，氧化夾雜等鑄造缺陷。

[0019]圖I是本澆注裝置總體結(jié)構(gòu)裝配示意圖。圖2是本澆注裝置去除澆口杯后的局部剖視示意圖。 圖3是圖2的A-A剖視示意圖。圖4是圖2的C-C剖視示意圖。圖5是澆口杯的剖視示意圖。圖6是澆口杯的俯視示意圖。圖中，I、座體；2、直澆道；3、澆口杯；4、取樣流道；5、橫澆道；6、冒口槽。
具體實(shí)施方式以下是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本實(shí)用新型并不限于這些實(shí)施例。如圖I、圖2、圖3和圖4所示，本澆注裝置包括一個(gè)座體1，座體I中部設(shè)有貫穿上下兩端的直澆道2，直澆道2的上截面為Φ18 Φ 25mm，下截面為Φ 14 Φ 20mm，高度為110 140mm。座體I上端固設(shè)有與該直澆道2上端相連通的澆口杯3，座體I內(nèi)部開設(shè)有若干條與直澆道2平行設(shè)置的取樣流道4，取樣流道4的形狀為圓柱體，其直徑為Φ 14 Φ 18mm，高度為100 140mm。作為另一種方案，取樣流道4的形狀也可以為圓錐體，其底圓直徑為Φ 14 Φ 18mm，高度為100 140mm。取樣流道4的數(shù)量為4 8條。在實(shí)際的制造中，優(yōu)選為6條，每側(cè)各3條。座體I底部開設(shè)有與直澆道2垂直的橫澆道5，橫澆道5的形狀為長(zhǎng)方體，其高度為12 16mm，寬度為16 20mm，長(zhǎng)度為180 210mm。取樣流道4下端均和橫澆道5連通，該取樣流道4的上端均貫穿座體I的上端面。座體I的上端面開設(shè)有冒口槽6，冒口槽6分別與直澆道2、取樣流道4相連通。冒口槽6為長(zhǎng)方體，其高度為20 30mm，寬度為20 30mm，長(zhǎng)度為200 220mm。冒口槽6的長(zhǎng)度方向和寬度方向的交角均采用圓角過(guò)渡，其圓角半徑為R12 R 17mm。采用圓角過(guò)渡能夠有效的提高其內(nèi)的金屬液的流動(dòng)性。設(shè)置冒口槽6后，該部位保證位于其下方的取樣流道4在凝固時(shí)能具有一定的向下壓力并能充分進(jìn)行凝固補(bǔ)縮，該部分的金屬液是澆鑄接近結(jié)束時(shí)由上部平穩(wěn)充型、最后凝固；取樣時(shí)直澆道2部位、橫澆道5可進(jìn)行成分取樣、耐蝕樣品取樣等；該冒口槽6的補(bǔ)澆的作用是，一旦已經(jīng)澆鑄的液態(tài)鎂合金熔體前端發(fā)生糊狀凝固，阻礙金屬熔體的流動(dòng)充型，上端冒口能確保繼續(xù)后續(xù)澆鑄的金屬液經(jīng)過(guò)取樣流道4上端填充至模具。本裝置的工作原理如下鎂稀土合金在澆注前需預(yù)熱至要求溫度230°C -300°C,澆鑄過(guò)程中，液態(tài)鎂稀土合金經(jīng)澆口杯3，再經(jīng)過(guò)直澆道2和橫澆道5向模具內(nèi)部充型。當(dāng)模具內(nèi)部的型腔填充一定量的鎂稀土合金熔液后，金屬液開始從橫澆道5向取樣流道4自下而上的倒流，形成底注式。本澆注裝置由于形成了這種底注式，所以能夠有效避免澆注充型過(guò)程中的紊流狀態(tài)，盡可能確保合金液以層流方式穩(wěn)定充型，從而有效避免氣體的卷入。本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型精神作舉例說(shuō)明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
權(quán)利要求1.一種鎂稀土合金鑄造模具的澆注裝置，本裝置包括一個(gè)座體(I)，所述的座體(I)中部設(shè)有貫穿上下兩端的直澆道(2)，所述的座體(I)上端固設(shè)有與該直澆道(2)上端相連通的澆口杯(3)，其特征在于，所述的座體(I)內(nèi)部開設(shè)有若干條與所述的直澆道(2)平行設(shè)置的取樣流道(4)，所述的座體(I)底部開設(shè)有與直澆道(2)垂直的橫澆道(5)，所述的取樣流道(4)下端均和所述的橫澆道(5)連通，該取樣流道(4)的上端均貫穿座體(I)的上端面。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種鎂稀土合金鑄造模具的澆注裝置，其特征在于，所述的座體(I)的上端面開設(shè)有冒口槽(6)，所述的冒口槽(6)分別與直澆道(2)、取樣流道(4)相連通設(shè)置冒口槽(6)后。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鎂稀土合金鑄造模具的澆注裝置，其特征在于，所述的冒口槽(6)為長(zhǎng)方體，其高度為20 30mm，寬度為20 30mm，長(zhǎng)度為200 220mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種鎂稀土合金鑄造模具的澆注裝置，其特征在于，所述的冒口槽(6)的長(zhǎng)度方向和寬度方向的交角均采用圓角過(guò)渡，其圓角半徑為R12 R17mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種鎂稀土合金鑄造模具的澆注裝置，其特征在于，所述的取樣流道(4)的形狀為圓柱體，其直徑為014 O 18mm，高度為100 140mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種鎂稀土合金鑄造模具的澆注裝置，其特征在于，所述的取樣流道⑷的形狀為圓錐體，其底圓直徑為014 O 18mm，高度為100 140mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種鎂稀土合金鑄造模具的澆注裝置，其特征在于，所述的取樣流道(4)的數(shù)量為4 8條，優(yōu)選為6條，每側(cè)各3條。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種鎂稀土合金鑄造模具的澆注裝置，其特征在于，所述的直燒道⑵的上截面為①18 <!>25111111,下截面為①14 高度為110 140mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種鎂稀土合金鑄造模具的澆注裝置，其特征在于，所述的橫澆道(5)的形狀為長(zhǎng)方體，其高度為12 16mm，寬度為16 20mm，長(zhǎng)度為180 210mm。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種鎂稀土合金鑄造模具的澆注裝置，屬于金屬型鑄造模具技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有鎂稀土合金鑄造模具的澆注裝置澆注過(guò)程中氧化夾雜、卷入氣體等技術(shù)問(wèn)題。本鎂稀土合金鑄造模具的澆注裝置包括一個(gè)座體，座體中部設(shè)有貫穿上下兩端的直澆道，座體上端固設(shè)有與該直澆道上端相連通的澆口杯，座體內(nèi)部開設(shè)有若干條與直澆道平行設(shè)置的取樣流道，座體底部開設(shè)有與直澆道垂直的橫澆道，取樣流道下端均和所述的橫澆道連通，該取樣流道的上端均貫穿座體的上端面。本實(shí)用新型通過(guò)采用底注式進(jìn)行澆注，具有避免氣體卷入到鎂稀土成型件中等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B22C9/08GK202571172SQ201220060150
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月23日
發(fā)明者李克杰 申請(qǐng)人:臺(tái)州職業(yè)技術(shù)學(xué)院