[发明专利]双压挤压铸造模具及双压挤压铸造方法

说明书

本发明公开了一种双压挤压铸造模具，所述模具主要包括：凹模，所述凹模具有上下贯通的型腔；上压头、下顶芯，用于对液态/半固态熔体施加压力，施压时所述上压头和所述下顶芯是同轴心不同时的相向运动；底板，所述底板具有导孔，所述下顶芯穿过所述导孔；外套，与所述底板连接，且等距离环绕在所述凹模之外；助压剂层，设置在所述外套和所述凹模之间。本发明还公开了使用上述模具的双压挤压铸造方法。本发明的模具及工艺尤其解决了黑色金属挤压铸造、硬质难溶材料、现今复合材料成型等难题，同时使金属陶瓷或新陶瓷金属材料应用于所有工业用模具成为可能。

技术领域

本发明涉及挤压铸造技术领域，具体涉及一种复合了温等静压的一整套双压强化液态/半固态成型模具及使用该模具的双压挤压铸造方法。

背景技术

随着现代科学的进步，特别是航天航空技术、高铁、工程机械的高速发展对结构材料提出了越来越高的要求，而这些要求是传统的金属或合金材料难以满足的。例如，金属基复合材料之一的钢结合金材料，由于具有低密度、高强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、耐磨等特殊性能，给现代先进工业提供了良好的选择。但由于这种产品材料制备和合成困难，后处理繁多，特别是锻打和热处理很难消除材料的内应力和微裂纹，给后加工造成了很大的难度。世界各国都把钢结合金材料研究和开发列为21世纪新材料的重点，探索它们的力学和物理性能、微观结构、强化机理、变形和断裂行为，主要内容是为这类材料制定更加有效的制备和成型方法。

发明内容

本发明可为目前制备和成型钢结合金材料的最优选择。

本发明提供一种复合了挤压铸造和温等静压的模具，是一种适用于黑色金属挤压铸造、硬质难溶材料加工、锌、铝、铜或合金等的有色金属制品的品质提升及解决各种复合材料热压加工的工艺装备。

本发明的技术方案如下：

一种双压挤压铸造模具，该模具主要包括：

凹模，所述凹模具有上下贯通的型腔；

上压头，所述上压头负载时由施压装置向下施压并下行进入所述凹模的型腔之中，继而能够在所述凹模的型腔中向熔体施压，所述上压头的底面与所述待制工件头部的形状匹配；在一实施例中，所述施压装置为油压机，所述上压头的上端为油压机上顶头，所述上压头在所述油压机上顶头向下施压时下行，使上压头顶入所述凹模的型腔之中，能够在所述凹模的型腔中向熔体施压；

下顶芯，所述下顶芯的上端部设置于所述凹模的型腔之中，并且，所述下顶芯由施压装置施加向上的压力；所述下顶芯的上部外轮廓与所述凹模的型腔为相似形，所述下顶芯的上部外轮廓与所述凹模的型腔之间的间隔为产品的厚度尺寸；其中，施压时所述上压头和所述下顶芯是同轴心但不同时的相向运动；在一实施例中，油压机下顶缸能够对所述下顶芯施加向上的压力；

底板，所述底板具有导孔，所述下顶芯穿过所述导孔；

外套，与所述底板连接，所述外套等距离环绕在所述凹模之外；

助压剂层，填充设置在所述外套和所述凹模之间的空间内。

具体地，所述油压机为立式双动油压机，其主要的压力部分包括上顶头、下顶头、外顶缸，所述上顶头对所述上压头施压，所述下顶头对所述下顶芯施压，施压时所述上压头和所述下顶芯是同轴心但不同时的相向运动。

在本发明中，所述凹模具有上下贯通的型腔是本设计的核心部分之一，是实现双压的关键设计。

本发明的所述双压挤压铸造模具的下顶芯，在熔体注入时起分流椎作用。而当压铸充型完毕，在油压机的下顶头的作用下，还可对半固态铸件进行1-2次施压。具体地，待制工件为截齿产品时，所述凹模的型腔为曲面圆锥体，所述下顶芯的上部外轮廓与所述凹模的型腔为相似形的曲面圆锥体，其曲面圆锥形体起到熔体的分锥作用，并且，所述下顶芯与所述待制工件的熔体冶金结合，并且两者之间的热涨系数接近。