本发明专利技术公开了一种闭模浇注直接挤压铸造的方法及其装置，本方法包括：凸模和凹模预合型，形成封闭的充型空间；往充型空间内填充惰性保护气体；利用输料系统将合金熔体引入料筒；压头将合金熔体压入型腔，完成充型；凸模下行实施直接挤压，合金熔体在压力下结晶凝固。实现上述方法的装置主要连接关系为：凸模与铸造机活动横梁固定相连；凸模限位支柱与凸模座固定相连；凸模限位垫块与模架之间滑动配合，并与垫块侧液压缸相连；压头动配合安装在料筒内，并与铸造机充型/顶出液压缸相连接。本发明专利技术充分利用了直接挤压模式，具有挤压面积大、挤压作用力传递距离短捷均匀且压力损失少的优势，同时合金熔体通过封闭管道进行传输，减小了氧化吸气。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及直接挤压铸造领域，具体是指一种特别适用于生产有色合金铸件的闭模浇注直接挤压铸造的方法及其装置。
技术介绍
目前，直接挤压铸造方法均属开模浇注，开模浇注是采取人工或用机器手的方式将定量的合金熔体浇入凹模中，然后凸模对合金熔体进行挤压，使合金熔体在压力下结晶凝固。由于采用人工或机器手在开模状态下浇注，因此存在以下的缺点与不足I、用浇勺从熔炉中盛取合金熔体浇注，合金熔体暴露在空气中，防氧化保护困难，且难以精确控制浇注量。2、必须在浇注完成后才能合模压铸，因此从浇注到压铸过程不仅耗时长，且铸件容易形成冷隔、偏析等缺陷，质量难以保证。3、为保证压铸时合金熔体的熔融状态，需提高熔体浇注温度或提高模具的温度，熔炼能量消耗大，模具寿命也受到影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种高效，稳定，低能耗的闭模浇注直接挤压铸造的方法。本专利技术的另一个目的还在于为实现上述闭模浇注直接挤压铸造的方法，设计一种闭模浇注直接挤压铸造的装置。本专利技术的目的可以通过如下措施来实现一种闭模浇注直接挤压铸造的方法，其特征在于该方法包括凸模和凹模预合型，形成封闭的充型空间；往充型空间内填充惰性保护气体，使之达到微正压状态；利用输料系统将合金熔体引入料筒；压头将合金熔体压入型腔，完成充型；凸模下行实施直接挤压，合金熔体在压力下结晶凝固成形；所述封闭的充型空间是指相对型腔内受挤压合金本体为封闭状态，而气体及少量集渣、排气溢出物对外节流连通。上述闭模浇注直接挤压铸造的方法，其特征在于所述凸模和凹模预合型的实现方法如下铸造机主液压缸驱动铸造机活动横梁并带动凸模连接板、凸模连接柱、凸模座、凸模限位支柱及凸模下行，直到凸模限位支柱与凸模限位垫块接触；凸模限位支柱下行受到可设定高度的凸模限位垫块的限制，凸模和凹模之间形成可设定容积的封闭充型空间。所述封闭的充型空间为以下两种状态择一(I)一种为近终形充型-一小变形挤压状态，即凸模和凹模接近挤制品成形尺寸预合型，设定凸模挤压行程只预留挤压过程合金凝固收缩、挤压压缩少量变形所需的型腔体积缩减量；(2)—种为非终形充型-一大变形挤压状态，即凸模和凹模根据挤压变形量预合型后，设定凸模挤压行程除预留挤压过程合金凝固收缩、挤压压缩少量变形所需的体积压缩、量外，还留有凸模挤压时合金熔体变形流动、二次充型直至成形所需的型腔体积缩减量。所述凸模下行实施直接挤压的方法是由垫块侧液压缸驱动或实施手动移除凸模限位垫块，形成凸模下行空间；凸模下行至模具完全合型。所述凸模下行实施直接挤压，其过程包括当铸造机主液压缸带动凸模实施挤压时，充型/顶出液压缸与中心液压缸通过油路系统实现为精确定量而设定的被动溢流；所述被动溢流的压强调节为小于凸模挤压合金熔体时型腔内的最高压强。实现上述方法的一种闭模浇注直接挤压铸造的装置，包括凸模、凹模、模架和保温炉，其特征在于该装置还包括凸模连接板、凸模连接柱、中心液压缸、凸模座、凸模限位支柱、垫块侧液压缸、凸模限位垫块、料筒保温层、料筒、压头、分流锥、料口套、输料管、输料系统组成；该装置各个部分之间以及与铸造机之间的联系如下凸模通过凸模座、凸模连接柱、凸模连接板与铸造机活动横梁固定相连；凸模限位支柱与凸模座固定相连；凸模限位 垫块与模架之间滑动配合，并与垫块侧液压缸相连；压头动配合安装在料筒内，并与铸造机充型/顶出液压缸相连接；分流锥动配合安装在凸模内，并与铸造机中心液压缸相连；保温炉通过输料系统、输料管、料口套与料筒连接并相通，安装有料筒保温层的料筒与凹模连接并相通。所述凸、凹模内安装有充入惰性气体或节流排气用的排气塞与输气管道。所述凸模限位垫块的厚度，根据工艺要求的预合型封闭空间大小而设定，所需空间越大，凸模支撑柱垫块的厚度越厚。所述输料系统选用电磁泵输料系统或气压式输料系统或机械活塞式输料系统。本专利技术与现行挤压铸造方法相比具有如下突出的优点I、本专利技术在直接挤压铸造浇注过程中，凸模与凹模组成的型腔始终封闭，并设有完善的节流排气通道，通过型腔中的排气塞充入惰性气体，形成微正压的保护气氛，同时合金熔体通过封闭管道进行传输，既减小了熔液的氧化以及吸气等不利因素，又充分利用了直接挤压模式对合金熔体挤压作用直接、挤压作用面积大、挤压作用力传递距离短捷均匀且压力损失少的优势。2、本专利技术可根据实际工况选择使用不同的输料系统，输料系统可以是电磁泵输料系统、气压式输料系统或机械活塞式输料系统等，选择不同类型的输料系统对铸件质量均没有影响。3、本专利技术在浇注过程中，封闭型腔有两种状态，其优点分别如下在近终形即小变形挤压状态下，凸模下行的行程只预留挤压过程合金凝固收缩、挤压压缩少量变形所需的型腔体积缩减量，凸、凹模形成的型腔已接近挤制品成形尺寸，充型完毕时合金熔体已充满型腔并基本实现了制品的成形，即凸模下压初始时施压面就与合金熔体完全接触，这样可以在充型完成后立刻对合金熔体整体实施挤压，对合金熔体快速建立并保持高静压，保证合金熔体在高压力下结晶凝固，达到强化补缩和致密化以及提高铸造成形性的效果；在非终形充型即大变形挤压状态下，凸模的行程除预留挤压过程合金凝固收缩、挤压压缩所需的体积压缩量外，还留有凸模挤压时合金熔体变形流动、二次充型直至成形所需的型腔体积缩减量。充型完毕时合金熔体未充满型腔，凸模下压初始施压面部分与合金熔体接触，挤压过程凸模下压行程较长，型腔体积缩减、形状尺寸变化量较大，这样在挤压过程中合金熔体在压力下发生流动变形和二次充型，当凸模下压至设定位置时合金熔体充满型腔并建立高静压，达到使挤制品成形、强化补缩、致密化以及细化晶粒的效果。4、本专利技术凸模限位垫块对凸模下行行程的限制，可精确调节凸模与凹模之间不同的挤压预留量。对同一产品而言，可使每个产品的压缩量相同，确保产品的一致性。使用厚度可调的凸模限位垫块或制作多组不同厚度的凸模限位垫块以满足不同产品压缩量的需求。5、本专利技术分流锥由中心液压缸驱动，分流锥在型腔中的位置可调节；中心液压缸可根据充型时合金熔体进入型腔的流速，调节分流锥在模具行腔中所处位置，保证合金熔 液平稳填充到整个型腔中；也可根据不同模具的充型特点，在充型过程中做动态调节。6、本专利技术凸模限位垫块的移除及复位动作可通过手动实施，只需要在垫块上安装手柄即可实现，这样装置简单，成本低廉适合中小企业的应用。但是在预合型限位后的充型过程中，铸造机活动横梁、模具等活动部件的限位压力较大，并通过凸模限位支柱作用在凸模支撑限位垫块上，如果手动实施凸模限位垫块的移除动作，难以克服较大的摩擦力将其抽出，因此实施手动移除时必须增加一个铸造机活动横梁微动上移的动作，解除限位压力，方可进行手动移除凸模限位垫块操作。由于活动横梁微动上移会带动凸模在充型完成后上移，这样既增加了充型、挤压的工序时间，使型腔中合金熔体温度下降，又导致合金熔体受到扰动并在型腔内不规则流动，影响后续的挤压成形效能，降低挤制品质量。为此本专利技术对凸模限位垫块还采用了单独的液压缸驱动，在充型完毕即直接移除凸模限位垫块，可缩短充型、挤压的时间，避免活动横梁上移动作，消除上述不良影响。7、本专利技术充型和顶件用充型/顶出液压缸以及分流锥用中心液压缸的油路系统可实现被动溢流，通过调节被动溢流压强大小，可改变和设置合金熔体在铸本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种闭模浇注直接挤压铸造的方法，其特征在于该方法包括凸模和凹模预合型，形成封闭的充型空间；往充型空间内填充惰性保护气体，使之达到微正压状态；利用输料系统将合金熔体引入料筒；压头将合金熔体压入型腔，完成充型；凸模下行实施直接挤压，合金熔体在压力下结晶凝固成形；所述封闭的充型空间是指相对型腔内受挤压合金本体为封闭状态，而气体及少量集渣、排气溢出物对外节流连通。2.根据权利要求I所述的一种闭模浇注直接挤压铸造的方法，其特征在于所述凸模和凹模预合型的实现方法如下铸造机主液压缸(I)驱动铸造机活动横梁(3)并带动凸模连接板(4)、凸模连接柱(5)、凸模座(7)、凸模限位柱(10)及凸模(8)下行，直到凸模限位柱(10)与凸模限位垫块(12)接触；凸模限位柱(10)下行受到凸模限位垫块(12)的限制，形成凸模(8)和凹模(9)之间封闭的充型空间。3.根据权利要求I或2所述的一种闭模浇注直接挤压铸造的方法，其特征在于所述封闭的充型空间为以下两种状态择一 (1)一种为近终形充型一小变形挤压状态，即凸模和凹模接近挤压品成形尺寸预合型，设定凸模挤压行程只预留挤压过程合金凝固收缩、挤压压缩及少量变形所需的型腔体积缩减量; (2)一种为非终形充型一大变形挤压状态，即凸模和凹模根据挤压变形量预合型后，设定凸模挤压行程除预留挤压过程合金凝固收缩、挤压压缩所需的体积压缩量外，还留有凸模挤压时合金熔体变形流动、二次充型直至成形所需的型腔体积缩减量。4.根据权利要求I所述的一种闭模浇注直接挤压铸造的方法，其特征在于所述凸模下行实施直接挤压的方法是由垫块侧液压缸(11)驱动或实施手动使凸模限位垫块(12)移位，形成凸模(8)下行空间；凸模下行至模具完全合型。5.根据权利要求I所述的一种闭模浇注直接挤压铸造的方法，其特征在于所述凸模下行实施直接挤压，其过程包括当铸造机主液压缸(I)带动凸...
【专利技术属性】
技术研发人员：张文，闵好年，邱诚，张大童，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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