一種壓鑄擠壓機構及方法與流程

本發明涉及壓鑄技術領域，特別涉及一種壓鑄擠壓機構及方法。

背景技術：

壓鑄是在高壓作用下，使液態金屬以較高的速度充填鑄型型腔，并在壓力下成型和凝固而獲得鑄件的方法。相比于其他鑄造工藝而言，壓鑄工藝可以鑄出更加精密的細長孔，一般不需要進一步加工或僅需少量加工便可直接使用。因此，壓鑄工藝在汽車生產等領域的應用越來越廣泛。例如，圖1所示的轉向機殼體100便可由鋁合金壓鑄而成。依據傳統工藝，該轉向機殼體100上的工藝孔110通常使用型芯來形成壓鑄孔。然而，一方面，壓鑄時型芯被高溫的液態金屬包圍，承受強烈的熱作用及液態金屬凝固收縮對其形成的包緊力和剪切力，極易導致型芯的彎曲或折斷，影響型芯的使用壽命。另一方面，由于某些壓鑄件的壓鑄孔所在的位置遠離澆口，使得澆口處的壓力難以傳遞至壓鑄孔處，極易導致壓鑄孔的孔壁局部厚大、組織松散、空隙率高、內部質量差等缺陷，影響產品強度，降低產品的合格率。

因此，急需一種使用壽命長，并且能夠形成高強度、低孔隙率的壓鑄件的壓鑄擠壓機構。

技術實現要素：

為了克服現有技術中所存在的缺陷，本發明提供一種能夠確保壓鑄孔周圍組織結構緊密、有效避免縮孔缺陷并降低孔隙率的壓鑄擠壓機構及方法。

依據本發明的一種壓鑄擠壓機構，包括模具、擠壓銷和驅動裝置，其中，

模具上設置有允許擠壓銷穿過的通孔，通孔連通模具的型腔與外部；

擠壓銷呈柱狀，并且擠壓銷包含第一端部和與第一端部相對的第二端部，通孔的截面形狀與擠壓銷的截面形狀相匹配；以及

驅動裝置連接至擠壓銷的第二端部，以驅動擠壓銷在原始位置和擠壓位置之間做往返軸向運動，其中，

擠壓銷位于原始位置時，第一端部的端面與鄰近通孔的型腔的內壁齊平；

擠壓銷位于擠壓位置時，第一端部穿過通孔并進入型腔內。

進一步地，擠壓銷被設置為圓臺狀，其中第一端部的直徑小于第二端部的直徑，并且通孔的截面形狀與的第二端部截面形狀相匹配。

進一步地，擠壓銷的錐度為2°。

進一步地，驅動裝置為油缸。

進一步地，通孔的個數為至少一個，每一個通孔均配置有相應的擠壓銷和驅動裝置。

依據本發明的一種壓鑄擠壓方法，其特征在于，方法包含以下步驟：

步驟一：將擠壓銷放置于原始位置，向模具中壓入液態金屬；

步驟二：當液態金屬經冷卻形成半固態金屬時，運行驅動裝置，將擠壓銷推動至擠壓位置；

步驟三：當半固態金屬完全凝固時，運行驅動裝置，將擠壓銷還原至原始位置；

步驟四：整體脫模，得到壓鑄件。

進一步地，液態金屬為660℃的液態鋁，半固態金屬為440℃的半固態鋁。

由于采用以上技術方案，本發明與現有技術相比具有如下優點：

1.本發明的壓鑄擠壓機構通過單獨的驅動機構和擠壓銷擠壓形成壓鑄孔，確保壓鑄孔周圍的組織結構緊密，有效避免了縮孔缺陷，降低了孔隙率；

2.本發明的壓鑄擠壓機構在金屬呈半凝固狀態時進行擠壓，擠壓銷周圍半固態金屬的溫度相比于液態金屬偏低，有效延長了擠壓銷的使用壽命；

3.本發明的壓鑄擠壓機構將進入型腔內的擠壓銷部分設計成圓臺狀，一方面可以避免在移動過程中由于受到半固態金屬給予的剪切應力而折斷，另一方面既有利于排氣又利于擠壓孔脫模；

4.使用本發明的壓鑄擠壓方法進行壓鑄，液態金屬在填充過程中無需繞過型芯，不利于氣體的殘留，避免生成氣孔等缺陷；

5.本發明的壓鑄擠壓機構可適用于在壓鑄件上形成各種形狀、各種形式的孔，例如截面為圓形、方形的通孔或盲孔，并且無需限定壓鑄孔的具體數量和具體位置，適用于形狀復雜的壓鑄件。

附圖說明

圖1為適用本發明的壓鑄擠壓機構的示意圖；

圖2為依據本發明的壓鑄擠壓機構的示意圖；

圖3為擠壓銷位于原始位置時的使用狀態圖；

圖4為擠壓銷位于擠壓位置時的使用狀態圖；

圖5為依據本發明的壓鑄擠壓方法的流程圖。

附圖標記說明：

100壓鑄件，110壓鑄孔，200模具，210通孔，300擠壓銷，310第一端部，320第二端部，400驅動裝置。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，下面結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用于解釋本發明，并不用于限定本發明。

圖2為依據本發明的壓鑄擠壓機構的示意圖。如圖所示，壓鑄擠壓機構總體包括模具200、擠壓銷300以及驅動裝置400。其中，模具200上設置有允許擠壓銷300穿過的通孔210，該通孔210連通模具200的型腔與外部。對于不同的壓鑄件100來說，通孔210的具體位置與壓鑄件100的壓鑄孔110的位置相對應。擠壓銷300總體呈柱狀，并包含第一端部310以及與第一端部310相對的第二端部320。其中，第一端部310鄰近模具200的型腔設置，用于擠壓未完全凝固成型的壓鑄件100，以形成壁部機構致密的壓鑄孔110；第二端部320則鄰近模具200的外部設置，用于連接驅動裝置400；并且擠壓銷300的截面形狀應當與通孔210的截面形狀相匹配。在本發明中，擠壓銷300的截面可以設置成不同形狀，例如圓形或方形等，以形成具有不同截面形狀的壓鑄孔110。連接至第二端部320的驅動裝置400用于驅動擠壓銷300在原始位置和擠壓位置之間做往返軸向運動，以通過擠壓半固態金屬而形成壓鑄孔110。其中，驅動裝置400可以是本領域內公知的驅動裝置，在本發明的實施例中，該驅動裝置400可以是油缸。

圖3和圖4分別示出了當擠壓銷300位于原始位置和擠壓位置時的使用狀態圖。當位于如圖3所示的原始位置時，擠壓銷300的第一端部310的端面與鄰近通孔210的型腔內壁齊平；當位于如圖4所示的擠壓位置時，擠壓銷300的第一端部310穿過通孔210并進入模具200的型腔內，以通過擠壓形成壓鑄孔110。

進一步如圖3和圖4所示，優選地，可以將擠壓銷300設置成第一端部310直徑小于第二端部320直徑的圓臺狀，其中，通孔210的截面形狀需要與第二端部320的截面形狀，即圓臺狀擠壓銷300直徑最大處的截面形狀相匹配，以確保擠壓銷300能夠穿過通孔210。當擠壓銷300擠壓未完全凝固成形的壓鑄件100以形成壓鑄孔110時，半固態金屬同時會對擠壓銷300產生不均勻的徑向壓力。采用圓臺狀擠壓銷300能夠有效減小因半固態金屬擠壓而產生的徑向壓力，防止擠壓銷300彎曲或折斷。在本發明的實施例中，圓臺狀擠壓銷300的錐度為2°。類似的，對于方形以及其他形狀截面的擠壓銷300，也可以設計成具有一定錐度，一方面可以有效防止擠壓銷300彎曲或折斷，延長擠壓銷300的使用壽命；另一方面由于錐度的存在，可以使擠壓銷300處于原始位置時在擠壓銷300與通孔120之間留有一定空隙，利于澆注液態金屬時氣體的排出；進一步地，錐度的存在使得擠壓孔110更容易脫模。

本發明的壓鑄擠壓機構還適用于具有多個壓鑄孔110的壓鑄件100，僅需在模具200上與壓鑄孔110對應的位置設置相應的通孔210、擠壓銷300和驅動機構400即可。由于該壓鑄擠壓機構在脫模過程中可以采用先使壓鑄孔110脫模再使壓鑄件100整體脫模的形式，因此無需考慮壓鑄孔110之間彼此的相對位置，適用于形成形狀相對復雜的壓鑄件100。

如圖5所示，使用依據本發明的壓鑄機構的壓鑄擠壓方法總體包括以下步驟：

步驟一：將擠壓銷300放置于原始位置，向模具200中壓入液態金屬；

步驟二：當液態金屬經冷卻形成半固態金屬時，運行驅動裝置400，將擠壓銷300推動至擠壓位置，以形成壓鑄孔110；

步驟三：當半固態金屬完全凝固時，運行驅動裝置400，將擠壓銷300還原至原始位置，以實現壓鑄孔110的脫模；

步驟四：整體脫模，得到壓鑄件100。

在本發明的實施例中，采用上述壓鑄擠壓方法形成鋁合金壓鑄件時，鋁合金的澆注溫度為660℃，擠壓形成壓鑄孔110的把固態鋁溫度為440℃。由此可見，擠壓銷300在工作時的周圍溫度遠低于傳統型芯工作時的周圍溫度，有效提延長擠壓銷300的使用壽命。并且通過擠壓，能夠確保壓鑄孔110周圍的組織結構更加緊密，有效避免縮孔缺陷并降低孔隙率。

與現有技術的壓鑄擠壓機構相比，本發明的壓鑄擠壓機構具有使用壽命長、避免縮孔缺陷、適用范圍廣等優點，可進一步提高壓鑄件質量及工作效率。

以上實施例僅表達了本發明的實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。