[发明专利]一种金属型低压铸造模具冷却装置及其制备方法

说明书

本发明属于金属型低压铸造技术领域，提供了一种模具冷却装置及制备方法，通过设置金属3D打印成型的随形冷却镶块，实现冷却通道与模具内腔表面等距离，可有效提升铸件冷却均匀性，实现铸造模具中铸件的快速顺序凝固。与现有技术相比，冷却效果好，提高了模具和铸件的温度梯度，可以缩短铸造生产节拍，降低局部冷却不均导致铸件产生缺陷可能性，有利于提高铸件关键部位的力学性能；并且在模具下机保养维护时无需反复拆卸和安装，无漏水或漏气风险，从而有效提升铸造产品的成品率和生产效率，有利于生产线6S管理。本发明技术实现的随形冷却的优点使其在金属型铸造领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于铸造技术领域，具体涉及一种金属型低压铸造模具冷却装置及其制备方法。

背景技术

金属型低压铸造模具通常由顶模、底模、边模及模架等部件组成，为实现铸件快速顺序凝固，通常的方法是在顶模、底模、底模或边模局部位置设置水冷或者风冷，通过点冷、线冷、面冷等方式调节模具温度场来消除铸造缺陷。如申请号为CN201210089113.4的中国发明专利“汽车轮毂低压铸造真空水冷模具系统”公开了一种铝合金车轮低压铸造模具的水冷装置，该水冷装置包括铜管制成的边模芯管和不锈钢制成的外套管，边模芯管的一端连通输入水管，外套管连通输出水管，边模芯管的另一端同轴套装在外套管内，并在边模芯管和外套管之间留有回水间隙。申请号为CN201110399069.2“一种低压铸造铝合金车轮顶模冷却装置”公开了一种低压铸造铝合金车轮顶模冷却装置，包括不锈钢风管、铜管、冷却铜塞，冷却铜塞上钻有圆形孔，铜管装配在冷却铜塞的圆形孔内，不锈钢风管装配在铜管内部，冷却铜塞、铜管、不锈钢风管相互连接在一起组成的顶模冷却装置。如申请号为CN201911390671.2的中国发明专利“一种模具水冷装置及系统”公开了一种铝合金车轮低压铸造模具的水冷装置，在顶模中心位置、底模中心位置或底模外轮缘位置设置环形水冷盘或者风冷盘。这些冷却装置都是采用不同直径的铜管或者钢管弯曲的方法加工成形，然后装配在模具上加工出来的冷却槽中，通过铜管或者钢管中的低温冷却介质，主要以热传导的方式将模具和铸件中的热量以热交换的方式带走，从而实现对模具和铸件局部冷却的目的。

如果铸件结构不规则，局部位置壁厚差别过大，如铝合金轮毂的轮辐、轮辐与外轮缘相交(热节)处，这就造成了模具上机械加工出来的冷却槽距离模具内腔表面的距离存在不同程度的差异，无法做到随形冷却，难以实现铸件的快速顺序凝固；另外，由于铸件局部壁厚不均匀，在凝固过程中冷却不均匀，经常会在壁厚变化过度区域产生铸造缺陷，甚至因冷却不均导致内应力过大而出现裂纹，如轮辐根部、轮辐与外轮缘交界处等，降低车轮关键受力部位的力学性能。其次在生产中，铸造模具需要经常下机维护保养，这种冷却管需要反复拆卸和安装，不仅影响生产效率，而且存在漏装或者错装的风险，造成不必要的损失。最后这种水冷盘或者风冷盘的铜管与外部冷却介质还需要对接，一般是采用焊接的方法，使用寿命短，而且经常漏水漏气，不仅影响产品质量和生产效率，而且给生产线的6S管理带来诸多麻烦。

因此，有必要提供一种低压金属型铸造随形冷却装置及其制备方法。

发明内容

本发明提供了一种金属型低压铸造模具冷却装置及其制备方法，通过设置金属3D打印成型的随形冷却镶块代替传统的由金属管制成的冷却装置，实现冷却通道与模具内腔表面等距离，可有效提升车轮铸件冷却均匀性，实现铸造模具中铸件的快速顺序凝固，缩短生产节拍；降低局部冷却不均导致铸件产生缺陷的可能性，有利于提高铸件关键部位的力学性能；并且在模具下机保养维护时无需反复拆卸和安装，无漏水或漏气风险，从而有效提升铸造产品的成品率、生产效率和管理水平。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

第一方面，