一种金属零件的成形方法及成形装置制造方法及图纸

技术编号:13386996 阅读:105 留言:0更新日期:2016-07-22 02:55
本发明专利技术公开了一种金属零件的成形方法及成形装置。金属零件的成形方法包括以下步骤:步骤一,将成形装置的液锻上模和液锻下模闭合而围合成闭合模腔,闭合模腔处于比液锻件成形的最终位置高的闭合位置;步骤二,将熔炉中金属液经输液通道注入处于闭合位置的闭合模腔中;步骤三,液锻上模和液锻下模相对压缩,将含有金属液的闭合模腔压缩到最终位置,使闭合模腔中的液态金属凝固成形。本发明专利技术中金属液是在液锻上模和液锻下模闭合成封闭的闭合模腔后,再通过封闭的输送通道和斜流道进入闭合模腔中,这样将避免金属液在进入闭合模腔前接触大气环境,减少了液态模锻中金属液在大气环境中暴露的时间,提高了终锻的铸件的质量。

【技术实现步骤摘要】
一种金属零件的成形方法及成形装置
本专利技术涉及一种金属零件的成形方法及成形装置。
技术介绍
目前,法兰类零件一般是采用某种成形方法成形,然后对其制件进行机械加工以获得最终产品。法兰零件分为普通法兰零件和具有内法兰的法兰零件。对于普通法兰的零件,成形方法较多,可以采用铸造方法,如压铸、低压铸造等,也可以采用塑性成形方法,如锻造、挤压、辗压等,其中铸造方法成本较低,但由于其工艺特点,产品组织、力学性能及气密性不高,成品率低,质量不易保证,特别是对于压力容器、高压开关密封容器法兰,则无能为力。锻造法兰的组织和力学性能较好,但是锻造方法加工余量大,材料利用率低,加工成本高;挤压方法具有制件性能好,精度高等特点,但是模具结构复杂,成形压力的,加工成本高;辗压成形可以保证产品质量,降低成本,但需要专门设备。对于具有内法兰的法兰零件,铸造方法同样适用,缺点同样明显;塑性加工方法的难度增加,成本更高。而对于非轴对称内法兰孔的法兰零件,锻造挤压工艺的难度更大,辗压成形不具可行性。液态模锻是介于铸造成形和塑性成形之间的一种新工艺,集中了这两种工艺的优点。液态模锻工艺是对浇入模具内的液态金属施以较高的机械压力,使其凝固时消除铸造缺陷并产生一定塑性变形,从而获得高质量制件的一种方法。具有省力节能和材料利用率高的特点,其制件的力学性能可以接近或达到同种合金的锻件水平。但液态模锻前要将金属液注到模具中,常规的浇注方法劳动强度大,在裸露的环境中工作容易引起金属液体的氧化杂质增多,降低铸件质量,且污染环境。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够进行定量浇注的金属零件的液态模锻成形方法,同时本专利技术还提供了一种专用于实施该金属零件的成形方法的成形装置。为了实现以上目的,本专利技术中金属零件的成形方法的技术方案如下:金属零件的成形方法,包括以下步骤:步骤一,将成形装置的液锻上模和液锻下模闭合而围合成闭合模腔,闭合模腔处于比液锻件成形的最终位置高的闭合位置;步骤二,将熔炉中金属液经输液通道注入处于闭合位置的闭合模腔中;步骤三,液锻上模和液锻下模相对压缩,将含有金属液的闭合模腔压缩到最终位置,使闭合模腔中的金属液在压力下发生流动、结晶和凝固收缩成形为液锻件。在步骤二中,金属液在注满处于闭合位置的闭合模腔时停止注入。停止金属液注入的方法是:去除熔炉上的注射压力,关闭输液通道的出口,并使输液通道中多余的金属液倒流至熔炉中。本专利技术中成形装置的技术方案如下:成形装置,包括用于相对闭合的液锻上模和液锻下模,液锻上模和液锻下模在相对闭合后具有用于形成液锻件的最终模锻尺寸的最终位置和比最终位置高的闭合位置,闭合模腔在闭合位置的容积大于最终位置的容积,液锻下模上开设有用于在闭合位置时连通闭合模腔的模具流道,模具流道通过输送管连通有熔炉,模具流道和输送管组成用于在熔炉和闭合模腔之间将金属液和大气隔开的输送流道。还包括用于控制输液通道通断的控制阀。控制阀为用于控制模具流道的出口通断的单向阀,单向阀用于使金属液单向流入闭合模腔中、并在闭合位置的闭合模腔注满时使模腔中金属液的回流。单向阀包括沿上下方向导向移动装配在液锻上模上的阀杆,阀杆的下端为用于堵上模具流道的密封端,并在阀杆和液锻上模之间设置有用于向下压动阀杆的弹簧。液锻下模上设有上端开口的凹模及其内上下滑动密封装配的顶出器,所述模具流道具有处于顶出器下方的斜流道和固定在斜流道的出口上的导管,导管沿上下方向滑动密封穿装在顶出器上。液锻上模上设有沿上下方向滑动密封装配的型芯,所述闭合位置的闭合模腔为当型芯顶压配合在顶出器的顶面时、型芯的外周面和凹模的内壁面之间的环形腔室,且顶出器的顶面上设有在注液位时连通在导管和闭合模腔之间的横向浇道。熔炉和输液通道均处于闭合模腔的下方。本专利技术中金属液是在液锻上模和液锻下模闭合成封闭的闭合模腔后,再通过封闭的输液通道进入闭合模腔中,这样将避免金属液在进入闭合模腔前接触大气环境,从而减少了液态模锻中金属液在大气环境中暴露的时间,优化了成形时的工作环境,同时减少了金属液中氧化杂质的含量,提高了液锻件的质量。进一步的,金属液是在注满闭合模腔时停止注入的,同时在关闭导管的出口的情况下,将输液通道中多余的金属液倒流回熔炉中,即通过低压铸造的方式向闭合模腔中注入金属液,再通过液态模锻的方式使金属液一定压力下发生流动、结晶和凝固收缩成形为液锻件,这样可通过闭合模腔的容积控制金属液的进液量,无需在熔炉和模具之间设置定量浇注装置,从而缩短了工艺步骤、简化了成形装置的结构,使得这种成形装置在普通的液压机上即可使用。附图说明图1是本专利技术的成形装置的实施例的结构示意图;图2是本专利技术的成形方法制备的液锻件的结构示意图。附图中,液锻件1、内凸模2、型芯3、压缩弹簧4、阀杆5、阀弹簧6、外凸模7、固定套8、上模座9、下模座10、水冷套11、凹模12、垫板13、顶杆14、顶出器15、导管16、输送管17、注气管18、熔炉19、金属液20、环形槽a、斜流道c、横向浇道b。具体实施方式本专利技术中成形装置的实施例:如图1所示,该成形装置是一种带有内法兰的铝合金法兰零件的复合成形装置,主要由液锻模具和浇注系统两部分组成。待制备的液锻件的结构如图2所示。液锻模具主要由上下相对设置的液锻上模和液锻下模组成,其中液锻上模用于连接在液压机的活动横梁上,液锻下模用于连接在液压机的工作台上,以通过液锻上模和液锻下模的往复开合来通过液态模锻的方式制备如图2所示的液锻件1。液锻上模包括用于与液压机的活动横梁连接的上模座9,上模座9的下端通过螺钉连接有用于固定凸模的固定套8;所述凸模包括同轴套装的外凸模7和内凸模2;通过固定套8上的沉孔和外凸模7上的法兰配合使用将外凸模7轴向顶压固定在上模座9上,用同样方法由外凸模7将内凸模2固定在上模座9上;内凸模2的下端设有处于外周上的环形的成形止口,该成形止口的壁面和外凸模7的内壁面围成环形的成形槽,用于成形法兰零件的圆筒部分;外凸模7的内壁面和内凸模2的外壁面之间采用过渡配合,并在内凸模2的配合面上开设有沿竖向延伸的排气沟槽,该排气沟槽的槽壁面和外凸模7的配合面围成排气间隙,排气间隙的缝隙狭小,使得低压铸造过程中只能供气体通过而不会流入金属液。内凸模2内沿上下方向滑动密封装配有型芯3,型芯3的上端设有外法兰,该外法兰的高度小于内凸模2的上端沉孔的深度,且两者之间的差值大于液锻上模自闭合位置到最终位置的压下量h;型芯3的上端还同轴开设有上端开口、下端封闭的安装盲孔,安装盲孔内装配有向下压动型芯3的压缩弹簧4,使得型芯3在模具闭合后与下模顶出器15接触,从而与凸模、凹模、顶出器共同围成闭合模腔。液锻下模包括用于与液压机的工作台连接的下模座10,下模座10上通过螺钉固定连接有垫板13和凹模12,凹模12处于垫板13的上方,在垫板13上设置有与凹模12的内壁滑动密封装配的顶出器15,顶出器15下面设有顶杆14,顶杆14沿上下方向滑动装配在垫板13和下模座10中,顶杆14与顶出器15组成顶出机构,顶杆14与液压机的顶出缸传动连接;垫板13上开设有自上而下向远离顶杆的方向倾斜的斜流道c,该斜流道c的下端口为进口、上端口为出口。凹模12的内壁面上开设有同轴设置的环形槽a,该环形槽a供金属液冷却凝固后形成法本文档来自技高网...
一种金属零件的成形方法及成形装置

【技术保护点】
金属零件的成形方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一,将成形装置的液锻上模和液锻下模闭合而围合成闭合模腔,闭合模腔处于比液锻件成形的最终位置高的闭合位置;步骤二,将熔炉中金属液经输液通道注入处于闭合位置的闭合模腔中;步骤三,液锻上模和液锻下模相对压缩,将含有金属液的闭合模腔压缩到最终位置,使闭合模腔中的金属液在压力下发生流动、结晶和凝固收缩成形为液锻件。

【技术特征摘要】
1.金属零件的成形方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一,将成形装置的液锻上模和液锻下模闭合而围合成闭合模腔,闭合模腔处于比液锻件成形的最终位置高的闭合位置;步骤二,将熔炉中金属液经输液通道注入处于闭合位置的闭合模腔中,金属液在注满处于闭合位置的闭合模腔时停止注入,停止金属液注入的方法是:去除熔炉上的注射压力,关闭输液通道的出口,并使输液通道中多余的金属液倒流至熔炉中;步骤三,液锻上模和液锻下模相对压缩,将含有金属液的闭合模腔压缩到最终位置,使闭合模腔中的金属液在压力下发生流动、结晶和凝固收缩成形为液锻件。2.成形装置,包括用于相对闭合的液锻上模和液锻下模,液锻上模和液锻下模在相对闭合后具有用于形成液锻件的最终模锻尺寸的最终位置和比最终位置高的闭合位置,闭合模腔在闭合位置的容积大于最终位置的容积,其特征在于,液锻下模上开设有用于在闭合位置时连通闭合模腔的模具流道,模具流道通过输送管连通有熔炉,模具流道和输送管组成用于在熔炉和闭合模腔之间将金属液和大气隔开的...

【专利技术属性】
技术研发人员:辛选荣杨永顺梁坤
申请(专利权)人:洛阳秦汉精工股份有限公司
类型:发明
国别省市:河南;41

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