本发明专利技术公开了一种铝/镁合金真空压铸成型方法及装置，所述成型装置为带有模具、真空系统和定量浇注系统的压铸机；通过对动/定模配合面、顶针密封板空腔、压室和冲头进行密封处理，将压室与定量浇注系统密封连接，密封后压室、模具型腔与顶针密封板空腔和外界隔绝形成密闭空间；合模后打开真空阀通过真空系统可以对密闭空间进行抽真空操作。其成型方法包括：合模、抽真空、定量浇注、压射成型。本发明专利技术的装置及方法可以显著降低压铸件内部的气孔含量，显著减少铝/镁合金熔体在浇注与充型过程中的氧化，显著降低压铸件中预结晶、冷隔类铸造缺陷，更有利于铝/镁合金铸件品质的提升和真空压铸技术的推广应用。压铸技术的推广应用。压铸技术的推广应用。
【技术实现步骤摘要】
一种铝/镁合金真空压铸成型方法及装置
[0001]本专利技术属于金属铸造
，具体涉及到一种铝/镁合金真空压铸成型方法及装置。
技术介绍
[0002]压铸是一种利用高压强制将金属熔体压入形状复杂的金属模内然后凝固获得铸件的一种精密铸造法。由于压铸技术具有成型周期短、生产效率高、铸件尺寸精度与表面质量高等优点，目前广泛应用于汽车、3C等领域。但是，由于压铸过程中金属熔体以紊流的方式高速填充模具型腔，造成卷气现象，导致压铸件内部气孔较多，严重降低了压铸件的力学性能，同时铸件内部气孔较多导致压铸件难以通过后续热处理改善压铸件的力学性能。
[0003]为了减少压铸件中的气孔问题，目前主要采用真空技术将型腔中的气体抽出，让金属液在真空状态下填充型腔，即真空压铸。真空压铸中型腔中的真空度一般>10KPa。为了进一步减少铸件中的气孔，高真空压铸技术成为近年来的主流发展趋势，高真空压铸过程中，模具型腔中的真空度要求在5KPa以下。现有工业上应用的真空工艺大部分为单向抽真空工艺，即在模具排气阀处设置抽真空通道，压铸过程中，冲头密封住浇口后开始抽真空、在熔体填充至抽气孔之前停止抽真空。该工艺仅排气阀一处抽真空，且抽气孔距离压室较远、抽真空时间短，实际生产中很难达到高真空状态，生产出的铸件通常仍含有气孔。由于压铸过程中抽真空时间较短，通常<1秒，真空压铸对真空设备要求较高，通常需要配置>1m3的真空罐和功率较大的真空设备。由于需要额外的真空设备、真空压铸技术使用过程中操作不当会导致铸件内部气孔含量与常规压铸相比减少不显著等原因，真空压铸技术在实际生产中应用并不理想，严重阻碍了真空压铸技术的推广应用。
[0004]此外，压铸过程中，压室和模具温度较低，对金属熔体产生强烈的冷却作用；强烈的冷却作用在细化压铸合金显微组织的同时也会导致压铸件内部形成预结晶、冷隔类缺陷。与气孔缺陷类似，预结晶、冷隔类缺陷也会严重降低压铸件的力学性能，特别是铝/镁合金压铸件的室温塑性。减少预结晶/冷隔类缺陷有助于提升铝/镁合金压铸件的内部质量及其服役性能，是压铸技术的发展方向。但如何降低预结晶、冷隔类缺陷并没有特别有效的办法。
[0005]专利文献CN109290545A中记载了一种避免铸件产生气泡的卧式压铸机，设置有机座、固定块、第一液压缸、第一箱体、第二箱体、第二液压缸、动模具、静模具、压铸机熔炉、金属熔液压射管和压射机构，通过控制第一液压缸，让第一箱体和第二箱体对接形成密闭空间，然后打开真空泵，将上述密闭空间抽成真空，再通过控制第二液压缸将动模具和动模具压合，打开阀门让压铸机熔炉内的金属熔体流进压射管内，然后完成压铸。压铸过程在真空环境下完成，所以铸件内不会产生气泡，并且模具未设有排气孔，铸件表面非常平整。尽管该压铸机能够显著减少铸件内的气孔含量，但其与常规压铸机结构上存在显著差异，如多了专门用于密封的第一个箱体和第二箱体、第二液压油缸，这些附加部件增加了设备的复杂程度和制造成本，另外将压铸机熔炉安装在压铸机上，也显著限制了熔炉的容量，实际生
产时几乎不会实施。因此，需要一种更简单的压铸成型装置及方法以显著减少铝/镁合金压铸件内部预结晶/冷隔类缺陷，推动压铸技术的发展。
技术实现思路
[0006]为了有效减少压铸件内部的气孔和预结晶、冷隔类铸造缺陷，本专利技术的目的是提供一种铝/镁合金真空压铸成型方法及装置。
[0007]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0008]本专利技术提供了一种铝/镁合金真空压铸成型装置，所述成型装置为带有模具、真空系统和定量浇注系统的压铸机；所述模具包括定模和动模，合模时定模和动模的配合面形成模具型腔；所述真空系统通过设置在定模上方的真空阀与模具型腔连通；
[0009]所述定模的外侧连接有压铸机压室和冲头，压铸机压室的一端与冲头通过冲头活塞环密封连接，压铸机压室的另一端延伸至定模并与模具型腔连通；压铸机压室上设置有定量浇注系统，所述定量浇铸系统包括液压活塞和输液管，液压活塞打开时输液管与压铸机压室连通；
[0010]所述动模外侧连接有顶针结构和动模固定板，顶针结构包括顶针、顶针安装板、顶针密封板，所述顶针的一端与顶针安装板连接，另一端穿过顶针密封板延伸至模具型腔处的动模配合面，所述顶针密封板与动模外侧面通过顶针密封板密封圈连接并形成密封板空腔；所述顶针安装板的外侧面设置有油缸，油缸的延伸端与动模固定板连接。
[0011]优选地，所述定模和动模的连接面设置有模具密封圈；所述冲头侧面连接有冲头润滑油管道；所述顶针与顶针密封板之间设置有顶针密封圈。
[0012]优选地，所述模具密封圈、顶针密封板密封圈均为橡胶密封圈，所述冲头活塞环为钢制活塞环。
[0013]优选地，所述液压活塞与压铸机压室连接处设置有液压活塞密封环，液压活塞内设置有第一加热装置，可对液压活塞底部进行加热，保持活塞底部处于较高温度，以防止活塞闭合时定量浇注系统通道内合金熔体凝固阻碍后续生产；所述输液管外侧设置有第二加热装置，可对输液管进行加热，保持管道内部处于较高温度，以防止熔体提前凝固。
[0014]优选地，所述第一加热装置和第二加热装置均为电阻丝，所述液压活塞密封环为带有石棉环的钢制密封环。
[0015]优选地，所述顶针为多个，各个顶针垂直于动模的侧面；所述顶针安装板、动模固定板的延伸方向与动模的延伸方向一致。
[0016]优选地，所述顶针与动模之间存在顶针间隙，顶针间隙一般为5
‑
15丝，主要作用有两个：(1)连通顶针密封板空腔和模具型腔；(2)铸件脱模时，减少顶针的运动阻力。
[0017]本专利技术的装置中，对动/定模配合面、顶针密封板空腔进行密封处理，对压室冲头进行密封处理、压铸机压室与定量浇注系统密封连接，密封后压铸机压室、模具型腔与顶针密封板空腔和外界隔绝，形成密闭空间；所述真空系统通过位于模具型腔内壁的真空阀与真空系统相连，合模后打开真空阀可以对压室、模具型腔与顶针密封板空腔形成的密闭空间进行抽真空操作；所述的定量浇注系统通过液压活塞控制熔体的浇注过程：抽真空时，液压活塞保持闭合状态，输液管与压铸机压室断开，不进行浇注；完成抽真空后，打开液压活塞进行浇注；浇注完成时，再次关闭液压活塞，停止浇注。
[0018]本专利技术还提供了一种基于前述装置的铝/镁合金真空压铸成型方法，包括以下步骤：
[0019]A、合模：在动模固定板推动下，模具完成合模动作；此时，模具型腔、压铸机压室、顶针密封板空腔与外界隔绝，形成密闭空间；
[0020]B、抽真空：模具合模后，打开真空阀，使真空系统与模具型腔连通，对模具型腔、压铸机压室和顶针密封板空腔所组成的密封空间抽真空，至密闭空间达到设定的真空度后关闭真空阀；此时，模具型腔、压铸机压室和顶针密封板空腔均处于设定的真空度；
[0021]C、定量浇注：待模具型腔、压铸机压室和顶针密封板空腔所组成的密封空间达到设定的真空度后，关闭真空阀，打开液压活塞，通本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种铝/镁合金真空压铸成型装置，其特征在于，所述成型装置为带有模具、真空系统和定量浇注系统的压铸机；所述模具包括定模和动模，合模时定模和动模的配合面形成模具型腔；所述真空系统通过设置在定模上方的真空阀与模具型腔连通；所述定模的外侧连接有压铸机压室和冲头，压铸机压室的一端与冲头通过冲头活塞环密封连接，压铸机压室的另一端延伸至定模并与模具型腔连通；压铸机压室上设置有定量浇注系统，所述定量浇铸系统包括液压活塞和输液管，液压活塞打开时输液管与压铸机压室连通；所述动模外侧连接有顶针结构和动模固定板，顶针结构包括顶针、顶针安装板、顶针密封板，所述顶针的一端与顶针安装板连接，另一端穿过顶针密封板延伸至模具型腔处的动模配合面，所述顶针密封板与动模外侧面通过顶针密封板密封圈连接并形成密封板空腔；所述顶针安装板的外侧面设置有油缸，油缸的延伸端与动模固定板连接。2.根据权利要求1所述的铝/镁合金真空压铸成型装置，其特征在于，所述定模和动模的连接面设置有模具密封圈；所述冲头侧面连接有冲头润滑油管道；所述顶针与顶针密封板之间设置有顶针密封圈。3.根据权利要求1或2所述的铝/镁合金真空压铸成型装置，其特征在于，所述模具密封圈、顶针密封板密封圈均为橡胶密封圈，所述冲头活塞环为钢制活塞环。4.根据权利要求1所述的铝/镁合金真空压铸成型装置，其特征在于，所述液压活塞与压铸机压室连接处设置有液压活塞密封环，液压活塞内设置有第一加热装置；所述输液管外侧设置有第二加热装置。5.根据权利要求4所述的铝/镁合金真空压铸成型装置，其特征在于，所述第一加热装置和第二加热装置均为电阻丝，所述液压活塞密封...
【专利技术属性】
技术研发人员：付彭怀，刘保良，胡国琦，鲍明东，赵斌元，郑飞燕，彭立明，丁文江，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：
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