一种利用振动改善压铸件性能的压铸方法技术

本发明专利技术公开了一种利用振动改善压铸件性能的压铸方法，本方法在压铸时对压铸型腔施加振动，其特征在于，压铸时在金属熔液充填型腔过程和

【技术实现步骤摘要】
一种利用振动改善压铸件性能的压铸方法


[0001]本专利技术涉及金属熔体压铸
，特别涉及一种利用振动改善压铸件性能的压铸方法
。

技术介绍

[0002]压力铸造是一种精密成型的金属铸造方法，简称压铸
。
压铸过程中，金属熔体沿着压铸管道在高压下充填压铸模腔体，压铸件成型后不仅表面质量好，组织致密，且压铸零件生产周期短，效率高，广泛应用于汽车零部件生产，如特斯拉汽车车身即为一体化压铸而成
。
然而，压铸件的力学性能往往不高，主要有如下原因：1）压室预结晶：在常规的冷室压铸过程中，会将金属液浇入与熔炉分离的压室中，然后经过慢压射和快压射使金属液进入模具型腔，完成充型和凝固
。
金属液在压室中就会有形核结晶行为，被称为预结晶
。
这些预结晶的晶粒有较长的时间长大，最后成为粗大晶粒，降低压铸件力学性能
。2
）卷气：压铸的重要特征之一是高速充型，金属液在快压射阶段以极高的充型速度进入型腔，致使型腔内的气体无法完全排出，被金属液“包裹”，导致气致缺陷，对压铸件力学性能产生不利影响
。
此外，对于大型复杂薄壁压铸件，充型困难，易于产生冷隔
、
充型不足等问题
。
[0003]针对以上问题专利
CN115722635A
借助超声波金属熔体处理的压铸方法，虽然在一定程度上实现了除气
、
除渣
、
及细化晶粒，改善压铸件组织，提高其机械性能
>、
热处理性能及焊接性能
。
但仍存在一些问题：1）超声波探头未直接作用于压铸模具腔室内的金属熔体，而是作用于坩埚以及浇勺内的金属熔体，由于压铸模具模腔内存在空气，因此除气
、
除渣
、
及细化晶粒效果不明显；2）采用压电陶瓷式超声波探头在高温下工作，寿命短，对设备要求高
。
[0004]此外专利
CN109604553B
公布了一种利用超声处理消除压铸机压室中冷凝层的装置，通过循环高温的热油加热压室，增加金属熔体流动性；间接超声振动作用于金属熔体，一方面细化晶粒，另一方面加热金属熔体
。
在一定程度上解决了在激冷的作用下熔体流动性降低导致的冷隔，细化了晶粒
。
但仍存在一些问题：1）高温的热油仅在压室内循环，当金属熔体进入金属模腔后依然会出现激冷现象，导致消除冷凝层的效果降低；2）间接超声振动在高温的热油与压室壁界面之间能量损失严重，超声的空化效应，以及对金属熔体加热效果差；3）超声振动为高频低振幅，对金属熔体的作用效果有限
。
[0005]另外，例如
CN201620452461.7
改良型压铸模具
、CN201310622359.8
一种压铸模具振动装置等专利，均能够通过振动对压铸施加影响，提高压铸质量
。
但是现有技术中，基本上均是通过模具的作用对整个压铸模具和型腔施加振动，无法对需要局部加强的薄弱地方实现针对性的加强效果，故改善铸件质量效果有限
。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是：怎样提供一种能够更好地提高熔液充型性能，提高压铸质量的利用振动改善压铸件性能的压铸方法，使其能够
针对需要加强的局部薄弱地方提高压铸效果
。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：一种利用振动改善压铸件性能的压铸方法，本方法在压铸时对压铸型腔施加振动，其特征在于，压铸时在金属熔液充填型腔过程和
/
或凝固过程中，采用垂直抵接于型腔表面的顶杆直接对充填入型腔的金属熔液施加沿顶杆轴线方向的振动，直到金属熔体凝固并冷却取件
。
[0008]这样，本方法采用顶杆直接对充填入型腔的金属熔液施加振动，使得振动可以更好地直接作用于金属熔液，提高金属熔液的充型性能，避免在模具型腔充填效果较差位置产生气穴，同时使得振动可以更好地破碎枝晶细化晶粒，降低压铸件内部残余应力，提高铸件质量
。
而且和现有的常规技术相比，本专利技术能够根据需要非常具有针对性地实现铸件局部位置的质量强化
。
[0009]进一步地，施加振动位置为压铸性能薄弱位置，所述压铸性能薄弱位置包括但不限于存在异形结构（导致熔液充填性较差）的位置
、
厚度或宽度变小（导致熔液容易提前凝固）的位置
、
产品使用要求具有更高局部强度性能的位置以及压铸产品中增加有预设置内嵌加强构件的位置
。
这样，可以更好地实现具有针对性要求的局部位置的振动加强效果
。
当针对压铸产品中增加有预设置内嵌加强构件的位置时，顶杆可以直接顶接在内嵌加强构件上并对其施加振动，保证其周围的熔液流动性和晶粒细化加强效果，更好地保证内嵌加强构件和压铸件的结合强度
。
压铸件可以通过设置内嵌加强构件对自身局部结构实现加强，或者通过设置内嵌加强构件作为连接件更好地方便和其它构件相连接
。
[0010]进一步地，采用气动的方式控制顶杆施加振动
。
这样可以更好地将动能集中到顶杆上对型腔施加振动，更好地实现局部性能改善的效果
。
[0011]进一步地，压铸结束后，控制顶杆继续向前顶出实现压铸产品的脱模
。
这样，顶杆既作为施加振动的构件又作为脱模构件，简化了模具结构，且方便在现有模具结构上改造得到
。
[0012]进一步地，本方法通过一种压铸模具装置实现，所述压铸模具装置，包括匹配的定模和动模，定模和动模之间在合模后形成型腔，定模和动模的合模面上还设置有浇道和浇道口，还包括安装在动模或者定模上的顶杆振动装置，顶杆振动装置包括垂直正对型腔表面设置的顶杆，还包括设置在顶杆后端的振动装置
。
[0013]这样，本模具在压铸时，可以通过顶杆直接对充填入型腔的金属熔液施加振动，能够将压铸过程中卷入的气体与氧化膜破碎细化并均匀分布在整个熔体中，避免出现结构性缺陷，提高金属熔液的充型性能并达到细化晶粒，提高压铸质量的效果
。
该模具中，对模具型腔的振动通过顶杆施加，故可以针对性地，对需要局部加强的位置设置顶杆及振动装置，利于实现对铸件产品特定位置的质量强化
。
[0014]进一步地，所述顶杆前端设置有沿周向宽度变大的抵接头
。
[0015]这样，增加顶杆前端和熔液接触面积，可以更好地将振动施加于金属熔液，而避免接触面积过低导致熔液表面凝固层被戳破而影响铸件产品表面质量
。
[0016]进一步地，所述振动装置包括位于顶杆后部的一个充气腔，顶杆后端设置有一个可滑动地配合在充气腔内的活塞，充气腔前端和活塞前端表面之间抵接有一个复位弹簧，充气腔后端位于活塞后方位置还设置有连通的进气管，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种利用振动改善压铸件性能的压铸方法，本方法在压铸时对压铸型腔施加振动，其特征在于，压铸时在金属熔液充填型腔过程和
/
或凝固过程中，采用垂直抵接于型腔表面的顶杆直接对充填入型腔的金属熔液施加沿顶杆轴线方向的振动，直到金属熔体凝固并冷却取件
。2.
如权利要求1所述的利用振动改善压铸件性能的压铸方法，其特征在于，施加振动位置为压铸性能薄弱位置，所述压铸性能薄弱位置包括但不限于存在异形结构的位置
、
厚度或宽度变小的位置
、
产品使用要求具有更高局部强度性能的位置以及压铸产品中增加有预设置内嵌加强构件的位置
。3.
如权利要求1所述的利用振动改善压铸件性能的压铸方法，其特征在于，采用气动的方式控制顶杆施加振动
。4.
如权利要求1所述的利用振动改善压铸件性能的压铸方法，其特征在于，压铸结束后，控制顶杆继续向前顶出实现压铸产品的脱模
。5.
如权利要求1所述的利用振动改善压铸件性能的压铸方法，其特征在于，本方法通过一种压铸模具装置实现，所述压铸模具装置，包括匹配的定模和动模，定模和动模之间在合模后形成型腔，定模和动模的合模面上还设置有浇道和浇道口，还包括安装在动模或者定模上的顶杆振动装置，顶杆振动装置包括垂直正对型腔表面设置的顶杆，还包括设置在顶杆后端的振动装置
。6.
如权利要求5所述的利用振动改...

【专利技术属性】
技术研发人员：游国强，凌宵，孔凡洪，周鹏程，蒋斌，宋江凤，曹韩学，黎田，潘复生，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：