[发明专利]一种具有内外法兰的零件的液态模锻成形方法及液锻模具

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有内外法兰的零件的液态模锻成形方法及液锻模具。

背景技术

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。尤其对如图1和图2所示的具有内外法兰的零件，该零件由环形的法兰盘及其上端同轴设置的筒体2组成，法兰盘包括外法兰盘1和内法兰盘3两部分，其中外法兰为直径大于筒体内径部分，其余为内法兰部分，内法兰的内孔为由几段圆弧组成的不规则形状。

中国专利文献CN 103551408 B公开了一种具有内外法兰的零件的挤压成形方法及挤压模具，该成形方法包括首先，将坯料放入挤压模具的凹模中，挤压模具包括内凸模及其外套设的外凸模，外凸模和内凸模之间具有用于液锻件的筒体的环形的成形间隙；其次，内凸模下行挤压坯料，直至挤压出零件的阶梯内孔，并在内凸模下行到位后，通过外凸模下行挤压出所需的零件；最后，内、外凸模回程，以从凹模中取出液锻件，以通过挤压形成的方法提高材料利用率。但因挤压成形的方法是以固体坯料为原料的，所以加载机构在加载过程中所需施加的加载力较大，从而将导致零件成形过程中，加载机构的能耗较大，引起了生产成本高、成形效率低的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有内外法兰的零件的液态模锻成形方法，同时还提供了一种使用该具有内外法兰的零件的液态模锻成形方法的液锻模具及使用该液锻模具的成形装置。

为了实现以上目的，本发明中具有内外法兰的零件的液态模锻成形方法的技术方案如下：

具有内外法兰的零件的液态模锻成形方法，包括以下步骤：

步骤一，在液锻上模和液锻下模未闭合到最终位置前，向处于注液位的环形模腔中注液金属液，所述液锻下模的顶部设有下端封闭、上端开口的下模腔，液锻上模和/或液锻下模上设有用于插入下模腔中央而液锻件的内法兰的内孔的型芯，所述环形模腔处于型芯的外周面和下模腔的内壁面之间，液锻上模的底部设有用于上下滑动密封插装在型芯的外周面和模腔的内壁面之间的环形的凸模部，凸模部的底面上开设有开口朝下而用于液锻件的筒体段的环形的成形凹槽；

步骤二，液锻上模和液锻下模相对闭合，凸模部相对于型芯的外周面和下模腔的内壁面下行而压缩环形模腔，直至将带有金属液的环形模腔自注液位压缩至腔室为所需零件的形状的最终位；

步骤三，金属液冷却凝固成形后，液锻上模和液锻下模相互脱开，取出液锻件。

本发明中液锻模具的技术方案如下：

液锻模具，包括液锻上模和液锻下模，液锻下模的顶部设有下端封闭、上端开口的下模腔，液锻上模和/或液锻下模上设有用于插入下模腔中央而液锻件的内法兰的内孔的型芯，液锻上模的底部设有用于上下滑动密封插装在型芯的外周面和下模腔的内壁面之间的环形的凸模部，凸模部的底面上开设有开口朝下而用于液锻件的筒体段的环形的成形凹槽；还包括用于在型芯的外周面和模腔的内壁面之间形成的用于容纳金属液的环形模腔。

液锻下模上设有供金属液流入环形模腔中的模具流道。

所述模具流道处于下模腔的腔壁上的，模具流道为由内向外逐渐向上倾斜的斜孔，该斜孔的下端出口用于高于金属液流入环形模腔后形成的预备液的液面高度。

模具流道的下端具有用于高于金属液流入环形模腔后形成的预备液的液面高度的出口。

所述液锻下模上设有型芯，液锻上模的底部设有供型芯的上端插入的避让凹槽，所述凸模部处于避让凹槽的外围。

所述液锻上模上设有型芯，型芯上下滑动密封装配在凸模部的内壁上，并在型芯上连接有用于向下压动型芯的合模弹簧。

液锻上模上设有连通在成形凹槽的槽底的排气通道。