專利名稱：帶有超聲探頭組件的壓鑄模具的制作方法
技術領域：
本發明涉及壓鑄模具技術領域，特別是涉及一種帶有超聲探頭組件的壓鑄模具。
背景技術：
壓鑄過程中，金屬熔體澆入壓室后，部分金屬熔體由于壓室的冷卻效果將發生凝固，形成壓室預結晶組織。另外，在慢壓射階段，壓室中金屬熔體易卷入空氣和表層氧化膜。壓室中的金屬熔體在快壓射階段進入型腔并發生凝固，從而形成鑄件。壓室中形成的預結晶組織易偏聚在鑄件內部，導致鑄件組織不均勻，金屬熔體在壓室中卷入的空氣和氧化渣可導致鑄件中氣孔和夾渣量升高，這些鑄造缺陷將嚴重影響壓鑄件的機械性能、熱處理性能和焊接性能。

發明內容
本申請的發明人首先認識和意識到，高能超聲在液體中傳播時將產生聲空化效應和聲流效應，會在液體內產生瞬時的局部高溫高壓區，并可形成環流。研究表明，超聲波對金屬熔體有很好的除氣和除渣效果。同時，在合金凝固過程中進行超聲處理，空化泡崩潰產生的激波可打碎正在生長的枝晶，并能促進過冷形核，從而細化凝固組織。可見，若將超聲處理技術引入到壓鑄過程中，可對提高壓鑄件質量產生重要作用。本發明旨在至少在一定程度上解決上述技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種可以改善壓鑄件組織，提高其機械性能、熱處理性能及焊接性能的帶有超聲探頭組件的壓鑄模具。根據本發明實施例的帶有超聲探頭組件的壓鑄模具，包括靜模框，所述靜模框上設有靜襯模；和動模框，所述動模框上設有動襯模，所述動襯模與所述靜襯模限定出內部腔體；和超聲探頭組件，所述超聲探頭組件設在所述靜模框或所述動模框上且與所述內部腔體相連以對進入所述內部腔體內的金屬熔體進行超聲處理。根據本發明實施例的帶有超聲探頭組件的壓鑄模具，將超聲技術引入到合金壓鑄過程中，發揮超聲波在合金凝固過程中除氣、除渣及細化晶粒的效果，從而改善壓鑄件組織，提高其機械性能、熱處理性能及焊接性能。另外，根據本發明上述實施例的帶有超聲探頭組件的壓鑄模具還可以具有如下附加的技術特征根據本發明的一個示例，所述超聲探頭組件包括探頭外殼；超聲探頭，所述超聲探頭設在所述探頭外殼內；壓縮空氣供給裝置，所述壓縮空氣供給裝置用于對超聲探頭進行冷卻；和電力裝置，所述電力裝置用于對超聲探頭提供電源。根據本發明的一個示例，所述內部腔體包括直澆道、與所述直澆道相連的橫澆道、與所述橫澆道通過內澆口相連的型腔，所述超聲探頭鄰近所述直澆道或所述橫澆道或所述內澆口或所述型腔。根據本發明的一個示例，所述超聲探頭鄰近所述內澆口。
根據本發明的一個示例，所述型腔包括多個、所述內澆口包括多個、所述超聲探頭包括多個，所述多個型腔、多個內澆口以及多個超聲探頭一一對應。本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。


本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖1是根據本發明一個實施例的帶有超聲探頭組件的壓鑄模具的示意圖；圖2是圖1中沿線A-A的剖面圖。
具體實施例方式下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。在本發明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內”、“外”、“順時針”、“逆時針”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發明的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。下面參考附圖來詳細描述根據本發明實施例的帶有超聲探頭組件的壓鑄模具。如圖1和圖2所示，根據本發明實施例的帶有超聲探頭組件的壓鑄模具，包括靜模框3，動模框I，和超聲探頭組件。靜模框3上設有靜襯模4。
動模框I上設有動襯模2。動襯模2與靜襯模4限定出內部腔體。所述超聲探頭組件設在靜模框3或動模框I上且與所述內部腔體相連以對進入所述內部腔體內的金屬熔體進行超聲處理。根據本發明實施例的帶有超聲探頭組件的壓鑄模具，將超聲技術引入到合金壓鑄過程中，發揮超聲波在合金凝固過程中除氣、除渣及細化晶粒的效果，從而改善壓鑄件組織，提高其機械性能、熱處理性能及焊接性能。根據本發明的一個示例，所述超聲探頭組件包括探頭外殼18 ;超聲探頭17，壓縮空氣供給裝置和電力裝置。超聲探頭17設在探頭外殼18內。所述壓縮空氣供給裝置用于對超聲探頭17進行冷卻；所述電力裝置用于對超聲探頭17提供電源。根據本發明的一個示例，所述內部腔體包括直澆道11、與直澆道11相連的橫澆道
12、與橫澆道12通過內澆口 14相連的型腔13。超聲探頭17鄰近直澆道11或橫澆道12或內澆口 14或型腔13。有利地，超聲探頭17鄰近內澆口 14。進一步地，型腔13包括多個、內澆口 14包括多個、超聲探頭17包括多個，多個型腔13、內澆口 14以及多個超聲探頭17 —一對應。也就是說，如圖1和圖2所示，以六個型腔為例，根據本發明實施例的壓鑄模具為一種帶有超聲探頭組件的壓鑄實驗模具。該壓鑄模具包括動模框1、動襯模2、靜模框3、靜襯模4、壓射套筒5、沖頭6、排氣閥7及安裝螺栓8。排氣閥7頂部有排氣管路9，壓射套筒5前端設置有澆料口 10。動襯模2、靜襯模4和壓射套筒5之間形成直澆道11和橫澆道12，動襯模2和靜襯模4之間形成六個型腔13。各型腔13與橫澆道12通過內澆口 14連接，各型腔13上部設置有溢流槽15和排氣槽16。將超聲探頭17端面布置在各內澆口 14及附近區域(包含內澆口 14附近的橫澆道12和型腔13靠近內澆口 14處)。壓鑄過程中，對經過該區域金屬熔體進行超聲處理。探頭外殼18通過連接螺栓19固定在靜模框3上，探頭外殼18設置有壓縮空氣氣動管接頭20和第一航空接插件21。模框3上通過連接螺栓19固定有壓縮空氣管接頭盒22和探頭接線盒23，壓縮空氣通過壓縮空氣氣動快換管接頭24進入壓縮空氣管接頭盒22中，而后分為六份通過壓縮空氣氣動管接頭20進入到探頭外殼18中對探頭17進行冷卻，各探頭外殼18上第一航空接插件21與探頭接線盒23相連，探頭接線盒23通過第二航空接插件25與電源相連，從而對探頭17進行供電。本發明的有益效果是1.在壓鑄過程中，壓室內金屬熔體先后經過直澆道、橫澆道、內澆口和型腔靠近內澆口處，而后充滿型腔并發生凝固。在壓鑄模具直澆道、橫澆道、內澆口或型腔靠近內澆口處設置超聲探頭，均可有效對金屬熔體進行超聲處理，可對金屬熔體起到細化晶粒、除氣及除渣的作用。2.壓鑄過程中，壓鑄模具具有一定的溫度，超聲探頭后端溫度不能過高，通過壓縮空氣對超聲探頭后端進行冷卻，可有效防止超聲探頭過熱。3.壓鑄模具上裝配有多個O 2)超聲探頭時，在靜模框或動模框上設置壓縮空氣管接頭盒和探頭接線盒，統一對各超聲探頭提供壓縮空氣和電流，可使設備結構更緊湊、更實用。在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。盡管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下在本發明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
權利要求
1.一種帶有超聲探頭組件的壓鑄模具，其特征在于，包括靜模框，所述靜模框上設有靜襯模；和動模框，所述動模框上設有動襯模，所述動襯模與所述靜襯模限定出內部腔體；和超聲探頭組件，所述超聲探頭組件設在所述靜模框或所述動模框上且與所述內部腔體相連以對進入所述內部腔體內的金屬熔體進行超聲處理。
2.根據權利要求1所述的帶有超聲探頭組件的壓鑄模具，其特征在于，所述超聲探頭組件包括探頭外殼；超聲探頭，所述超聲探頭設在所述探頭外殼內；壓縮空氣供給裝置，所述壓縮空氣供給裝置用于對超聲探頭進行冷卻；和電力裝置，所述電力裝置用于對超聲探頭提供電源。
3.根據權利要求2所述的帶有超聲探頭組件的壓鑄模具，其特征在于，所述內部腔體包括直澆道、與所述直澆道相連的橫澆道、與所述橫澆道通過內澆口相連的型腔，所述超聲探頭鄰近所述直澆道或所述橫澆道或所述內澆口或所述型腔。
4.根據權利要求3所述的帶有超聲探頭組件的壓鑄模具，其特征在于，所述超聲探頭鄰近所述內澆口。
5.根據權利要求4所述的帶有超聲探頭組件的壓鑄模具，其特征在于，所述型腔包括多個、所述內澆口包括多個、所述超聲探頭包括多個，所述多個型腔、多個內澆口以及多個超聲探頭一一對應。
全文摘要
本發明公開了一種帶有超聲探頭組件的壓鑄模具，包括靜模框，所述靜模框上設有靜襯模；和動模框，所述動模框上設有動襯模，所述動襯模與所述靜襯模限定出內部腔體；和超聲探頭組件，所述超聲探頭組件設在所述靜模框或所述動模框上且與所述內部腔體相連以對進入所述內部腔體內的金屬熔體進行超聲處理。根據本發明實施例的帶有超聲探頭組件的壓鑄模具，將超聲技術引入到合金壓鑄過程中，發揮超聲波在合金凝固過程中除氣、除渣及細化晶粒的效果，從而改善壓鑄件組織，提高其機械性能、熱處理性能及焊接性能。
文檔編號B22D17/22GK103056331SQ201310039920
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月31日 優先權日2013年1月31日
發明者熊守美, 王青亮, 曹永友 申請人:清華大學