一种改善砂孔分布的压铸模具、压铸工艺及无砂孔制品的获得方法.pdf

本发明涉及模具技术领域，公开了一种改善砂孔分布的压铸模具，具有前模板、后模板、前模仁、后模仁，前模仁嵌设于前模板，后模仁嵌设于后模板，前模板与后模板合模时，前模仁的型腔与后模仁的型腔合并形成至少一个浇注型腔，所述浇注型腔内至少有一个面设置有用于容置气体的网格凹点，所述前模板和后模板设置有运水装置，本压铸模具能够较好的控制砂孔的分布，生产的制品强度高，方便在后续工艺中，对砂孔进行进一步的处理，良品率高。

权利要求书
1.  一种改善砂孔分布的压铸模具，具有前模板（1）、后模板（2）、前模仁（11）、后模仁（21），前模仁（11）嵌设于前模板（1），后模仁（21）嵌设于后模板（2），前模板（1）与后模板（2）合模时，前模仁（11）的型腔与后模仁（21）的型腔合并形成至少一个浇注型腔（3），其特征在于：所述浇注型腔（3）内至少有一个面设置有用于容置气体的网格凹点（31），所述前模板（1）和后模板（2）设置有运水装置（5）。

2.  根据权利要求1所述的一种改善砂孔分布的压铸模具，其特征在于：所述浇注型腔（3）为两个，所述两个浇注型腔（3）均设置有行位机构（4），所述行位机构（4）包括滑块（41）和与滑块（41）固定连接的镶件（42），所述镶件（42）的前端嵌入浇注型腔（3），所述网格凹点（31）设置于镶件（42）的前端面。

3.  根据权利要求1所述的一种改善砂孔分布的压铸模具，其特征在于：所述后模仁（21）设置有流道结构（6），所述流道结构（6）包括圆台凸出部（61）、主流道（62）和至少两个分流道（63），所述主流道（62）与分流道（63）圆滑过渡，所述分流道（63）设置于圆台凸出部（61），所述两个分流道（63）之间设置有用于减少涡流的导向部（64），所述主流道（62）低于分流道（63）的高度。

4.  根据权利要求1所述的一种改善砂孔分布的压铸模具，其特征在于：所述浇注型腔（3）的表面涂覆有碳化钨涂层。

5.  根据权利要求3所述的一种改善砂孔分布的压铸模具，其特征在于：所述浇注型腔（3）分别设置有内浇口（32）和溢流口（33），所述分流道（63）通过内浇口（32）与浇注型腔（3）相通，所述后模仁（21）设置有与溢流口（33）相通的冷料井（34），所述冷料井（34）连接有溢流槽（35），所有溢流口（33）的截面积总和大于所有内浇口（32）的截面积总和的60%。

6.  根据权利要求1所述的一种改善砂孔分布的压铸模具，其特征在于：所述运水装置（5）包括设置于后模板（2）的第一进水道（22）、第二进水道（23）、第一出水道（24）和第二出水道（25），所述后模仁（21）设置有与第一进水道（22）和第一出水道（24）相通的第一冷却水道（51），以及与第二进水道（23）和第二出水道（25）相通的第二冷却水道（52）；
所述前模板（1）设置有第三进水道（12）、第三出水道（13）、第四进水道（14）和第四出水道（15），所述前模仁（11）设置有与所述第三进水道（12）和第三出水道（13）相通的第三冷却水道（53），以及与第四进水道（14）和第四出水道（15）相通的第四冷却水道（54），所述第三冷却水道（53）、第四冷却水道（54）均呈“V”字形设置。

7.  一种压铸模具的压铸工艺，其特征在于包括如下工艺步骤：
S1.装模，将权利要求1~6任一项所述的压铸模具安装于压铸机台；
S2.加温，对压铸模具进行加温，使模具型腔温度为180℃~220℃；
S3.压铸，压铸机将金属熔融后压射至压铸模具中；
S4.冷却，压铸模具的冷却系统对模具型腔进行冷却定型；
S5.开模，利用压铸机打开模具，顶出制品。

8.  如权利要求7所述的一种压铸模具的压铸工艺，其特征在于：在S1与S2的步骤之间，还包括喷涂步骤，将压铸模具打开，对压铸模具的型腔喷涂脱模剂并吹干。

9.  如权利要求7所述的一种压铸模具的压铸工艺，其特征在于：在S3的压铸步骤中，所述压铸机先进行低速浇注，再进行高速浇注，最后增压保持。

10.  一种无砂孔制品的获得方法，其特征在于包括如下步骤：
第一步，制造如权利要求1~6任一项所述的压铸模具；
第二步，将所述压铸模具安装于压铸机上，使用权利要求7~9任一项所述的压铸工艺生产得到具有砂孔集中面的压铸制品；
第三步，将压铸制品的砂孔集中面进行铣削或打磨，去除砂孔得到无砂孔压铸制品。

说明书一种改善砂孔分布的压铸模具、压铸工艺及无砂孔制品的获得方法
技术领域
 本发明涉及模具技术领域，尤其涉及一种改善砂孔分布的压铸模具、压铸工艺及无砂孔制品的获得方法。
背景技术
在压铸模具中，为了取得较优的制品质量，首先需要解决的就是如何控制压铸时型腔中气体的排出问题，如果未较好的解决模具排气问题，则压铸时，制品会出现较多的砂孔，造成制品质量问题，据统计，现有的压铸制品在砂孔的影响下，产品的良品率仅为70%；事实上，这种砂孔总是存在的，目前，只能尽量减少砂孔，特别是对于制品精度和表面要求较高的情况下，在压铸时，模具型腔的气体总是容易被卷入模流中，故现有的压铸模具总是难以控制砂孔，有鉴于此，发明人针对目前压铸模具存在的行业难题，提出了一种改进的模具结构。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种改善砂孔分布的压铸模具，本压铸模具能够较好的控制砂孔的分布，从而有利于提高制品的强度；同时，本发明还提供了一种压铸工艺，利用本压铸工艺可以减小模具内部气体进入模流中，减小砂孔的产生；另外，本发明还进一步提供了一种无砂孔制品的获得方法，从而使制品具有较高的强度和表面精度。
为实现上述目的，本发明的一种改善砂孔分布的压铸模具，具有前模板、后模板、前模仁、后模仁，前模仁嵌设于前模板，后模仁嵌设于后模板，前模板与后模板合模时，前模仁的型腔与后模仁的型腔合并形成至少一个浇注型腔，所述浇注型腔内至少有一个面设置有用于容置气体的网格凹点，所述前模板和后模板设置有运水装置。
进一步的，所述浇注型腔有两个，所述两个浇注型腔均设置有行位机构，所述行位机构包括滑块和与滑块固定连接的镶件，所述镶件的前端嵌入浇注型腔，所述网格凹点设置于镶件的前端面。
进一步的，所述后模仁设置有流道结构，所述流道结构包括圆台凸出部、主流道和至少两个分流道，所述主流道与分流道圆滑过渡，所述分流道设置于圆台凸出部，所述两个分流道之间设置有用于减少涡流的导向部，所述主流道低于分流道的高度。
进一步的，所述浇注型腔的表面涂覆有碳化钨涂层。
优选的是，所述浇注型腔分别设置有内浇口和溢流口，所述分流道通过内浇口与浇注型腔相通，所述后模仁设置有与溢流口相通的冷料井，所述冷料井连接有溢流槽，所有溢流口的截面积总和大于所有内浇口的截面积总和的60%。
进一步的，所述运水装置包括设置于后模板的第一进水道、第二进水道、第一出水道和第二出水道，所述后模仁设置有与第一进水道和第一出水道相通的第一冷却水道，以及与第二进水道和第二出水道相通的第二冷却水道；
所述前模板设置有第三进水道、第三出水道、第四进水道和第四出水道，所述前模仁设置有与所述第三进水道和第三出水道相通的第三冷却水道，以及与第四进水道和第四出水道相通的第四冷却水道，所述第三冷却水道、第四冷却水道均呈“V”字形设置。
一种压铸模具的压铸工艺，包括如下工艺步骤：
S1.装模，将上述任一项所述的压铸模具安装于压铸机台；
S2.加温，对压铸模具进行加温，使模具型腔温度为180℃~220℃；
S3.压铸，压铸机将金属熔融后压射至压铸模具中；
S4.冷却，压铸模具的冷却系统对模具型腔进行冷却定型；
S5.开模，利用压铸机打开模具，顶出制品。
进一步的，在S1与S2的步骤之间，还包括喷涂步骤，将压铸模具打开，对压铸模具的型腔喷涂脱模剂并吹干。
进一步的，在S3的压铸步骤中，所述压铸机先进行低速浇注，再进行高速浇注，最后增压保持。
一种无砂孔制品的获得方法，包括如下步骤：
第一步，制造如权利要求1~6任一项所述的压铸模具；
第二步，将所述压铸模具安装于压铸机上，使用权利要求7~8任一项所述的压铸工艺生产得到具有砂孔集中面的压铸制品；
第三步，将压铸制品的砂孔集中面进行铣削或打磨，去除砂孔得到无砂孔压铸制品。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明的一种改善砂孔分布的压铸模具，本压铸模具能够较好的控制砂孔的分布，方便在后续工艺中，对砂孔进行进一步的处理，从而有利于提高制品的强度；同时，本发明还提供了一种压铸工艺，利用本压铸工艺可以减小模具内部气体进入模流中，提高制品的良品率，减小砂孔的产生；另外，本发明还进一步提供了一种无砂孔制品的获得方法，本方法能够对砂孔较为集中的压铸制品进行处理，从而使制品具有较高的强度和表面精度。
附图说明
图1为本发明压铸模具的结构示意图。
图2为本发明压铸模具的后模板与后模仁的模具结构示意图。
图3为本发明压铸模具的前模板与前模仁的模具结构示意图。
图4为本发明压铸模具的镶件结构示意图。
图5为本发明压铸模具的网格凹点的剖视放大图。
图6为本发明压铸模具的后模仁的立体图。
图7为本发明压铸模具的前模仁的立体图。
图8为本发明压铸模具的运水装置密封结构。
图9为本发明浇铸工艺的流程图。
图10为本发明浇铸工艺的压铸步骤的控制流程图。
图11为本发明的无砂孔制品的生产工艺流程图。
附图标记包括：
前模板--1，前模仁--11，第三进水道--12，第三出水道--13，第四进水道--14，第四出水道--15，后模板--2，后模仁--21，第一进水道--22，第二进水道--23，第一出水道--24，第二出水道--25，浇注型腔--3，网格凹点--31，内浇口--32，溢流口--33，冷料井--34，溢流槽--35，行位机构--4，滑块--41，镶件--42，运水装置--5，第一冷却水道--51，第二冷却水道--52，第三冷却水道--53，第四冷却水道--54，密封圈—55，流道结构--6，圆台凸出部--61，主流道--62，分流道--63，导向部--64。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细的说明。
参见图1至图8，一种改善砂孔分布的压铸模具，具有前模板1、后模板2、前模仁11、后模仁21，前模仁11嵌设于前模板1，后模仁21嵌设于后模板2，前模板1与后模板2合模时，前模仁11的型腔与后模仁21的型腔合并形成至少一个浇注型腔3，所述浇注型腔3内至少有一个面设置有用于容置气体的网格凹点31，所述前模板1和后模板2设置有运水装置5。本压铸模具在工作时，铝液经过流道结构6进入浇注型腔3，由于在浇注型腔3中设置有用于容置气体的网格凹点31，所以，当铝液进入内浇口32后，在铝液的进一步推进下，气体进入到网格凹点31中，当铝液进一步进入网格凹点31时，气体会进入位于网格凹点31的铝液中，在成型后，只有制品与网格凹点31对应的凸出部会出现砂孔，显然，这种型腔内部气体进行集中的处理方式，有利于使成型制品的砂孔位于同一个表面，有利于清除，避免了因气体在浇注型腔3的内部实现流窜的情况。本压铸模具生产的制品，在后期可以对砂孔集中的表面进行铣削或打磨，从而将砂孔进行清除；本模具可有效减少废品，良品率为92%以上，经济效率明显。
具体地，所述网格凹点31的凹部为梯形状，深度为0.2~0.3mm，优选为0.25mm，相邻凹部的间隔为0.3~0.7mm，优选为0.5mm；这样，既保证了气体可以进入网格凹点31，进一步进入制品的凸点，又使在后续铣削或打磨时，加工量较小，效率更高。
当然，作为进一步改进，还可以将压铸模具设置抽真空装置进行辅助，即，先对模具型腔内进行抽真空，将大量的气体抽出，然后压铸模具在工作时，铝料所产生的气体仅为少量，在网格凹点31的作用下，可以实现将砂孔集中，
在本技术方案中，所述浇注型腔3有两个，所述两个浇注型腔3均设置有行位机构4，所述行位机构4包括滑块41和与滑块41固定连接的镶件42，所述镶件42的前端嵌入浇注型腔3，所述网格凹点31设置于镶件42的前端面。利用本方案，可以一次成型多个制品，而将网格凹点31设置于镶件42的前端面有利于加工处理，所述网格凹点31采用现有的电蚀处理工艺获得，在此，不再另行阐述。
在压铸模领域中，由于模具流道的结构等原因，在浇注时，容易发生涡流，在本技术方案中，所述后模仁21设置有流道结构6，所述流道结构6包括圆台凸出部61、主流道62和至少两个分流道63，所述主流道62与分流道63圆滑过渡，所述分流道63设置于圆台凸出部61，所述两个分流道63之间设置有用于减少涡流的导向部64，所述主流道62低于分流道63的高度。在浇注时，铝流经过主流道62并在其末端进行分流，形成两个分流道63，由于其分流道63设置于圆台凸出部61上，将主流道62的铝液分流，当铝流在主流道62的末端形成涡流时，在导向部64的作用下，消除其形成的涡流，使铝流顺利的进入分流道63，大大减少了因涡流产生的吸气现象，保证制品的更好成型。
由于压铸模具的型腔在工作时，需要承受高温、高压等冲击，所述浇注型腔3的表面涂覆有碳化钨涂层。所述碳化钨涂层有利于提高浇注型腔3的耐高温和耐腐蚀特性。
在本技术方案中，所述浇注型腔3分别设置有内浇口32和溢流口33，所述分流道63通过内浇口32与浇注型腔3相通，所述后模仁21设置有与溢流口33相通的冷料井34，所述冷料井34连接有溢流槽35，所有溢流口33的截面积总和大于所有内浇口32的截面积总和的60%；如果溢流口33的截面积用S表示，所述内浇口32的截面积用W表示，其用公式表达为： S1+S2+S3…Sn>（W1+W2+W3+…Wn）*60%。经发明人反复试验发现，这种内浇口32与溢流口33即可起到最佳的排渣效果，使冷料井34可以进一步发挥收集液渣的作用，另外，还可以进一步的将前模仁11及前模板1增设相应的溢流口33，从而与后模仁21和后模板2相适应，对模流的溢流作用更佳，减小模具的内压。
在本技术方案中，所述运水装置5包括设置于后模板2的第一进水道22、第二进水道23、第一出水道24和第二出水道25，所述后模仁21设置有与第一进水道22和第一出水道24相通的第一冷却水道51，以及与第二进水道23和第二出水道25相通的第二冷却水道52；所述第一进水道22、第二进水道23、第一出水道24和第二出水道25与相应的冷水机或压铸机冷水管进行连接，使后模板2和后模仁21可以更好的冷却制品。
所述前模板1设置有第三进水道12、第三出水道13、第四进水道14和第四出水道15，所述前模仁11设置有与所述第三进水道12和第三出水道13相通的第三冷却水道53，以及与第四进水道14和第四出水道15相通的第四冷却水道54，所述第三冷却水道53、第四冷却水道54均呈“V”字形设置。这种“V”字形设置可以使前模仁11的中心得到更好的冷却。综上所述，本运水装置5可保持压铸模具具有较佳的工作温度，降低成型周期，有利于提高生产效率。
同时，对于上述进水道与冷却水道的连接，发明人还提供了一种运水装置5的紧压密封结构，参见图8，也就是将冷却水道的两端口处分别设置下沉台阶，所述下沉台阶内容置有密封圈55，所述下沉台阶的深度小于密封圈55的直径，从而使密封圈55在装入下沉台阶后，其上部还会露出一定部位，这样，当前模板与前模仁或后模板与后模仁进行连接紧固后，其露出的部位就会形成较好的密封，从而实现进水道、冷却水道和出水道之间的完全密封，较好的防止了冷却水的渗露，而且在维修时，只需要更换密封圈55即可，维修更方便。
参见图9、图10，本发明还提供了一种压铸模具的压铸工艺，包括如下工艺步骤：
实施例一。
S1.装模，将上述任一项所述压铸模具安装于压铸机台；
S2.加温，对压铸模具进行加温，使模具型腔温度为180℃；
S3.压铸，压铸机将金属熔融后压射至压铸模具中，所述金属为铝锭，其熔融温度为650℃。
S4.冷却，压铸模具的冷却系统对模具型腔进行冷却定型；
S5.开模，利用压铸机打开模具，顶出制品。
同时，在S1与S2的步骤之间，还包括喷涂步骤，将压铸模具打开，对压铸模具的型腔喷涂脱模剂，为了防止在即时浇注时，高温高压的铝液容易对脱模剂形成汽化，从而增加气体的产生，所以，在喷涂脱模剂之后，需要进行吹干，当然，也可以采用烘干的方式。
进一步的，在S3的压铸步骤中，所述压铸机先进行低速浇注，所述低速浇注是指压铸机的锤头至流道的速度，该速度为0.4m/S，低速浇注时间为0.55S；再进行高速浇注，所述高速浇注是指内浇口32至模具型腔的填充，该速度为2.3m/S，高速浇注时间为0.033S，最后对模具增压保持，其增压压力为330KN，增压保持时间为7S。
实施例二。
S1.装模，将上述任一项所述压铸模具安装于压铸机台；
S2.加温，对压铸模具进行加温，使模具型腔温度为200℃；
S3.压铸，压铸机将金属熔融后压射至压铸模具中，所述金属为铝锭，其熔融温度为675℃。
S4.冷却，压铸模具的冷却系统对模具型腔进行冷却定型；
S5.开模，利用压铸机打开模具，顶出制品。
同时，在S1与S2的步骤之间，还包括喷涂步骤，将压铸模具打开，对压铸模具的型腔喷涂脱模剂，为了防止在即时浇注时，高温高压的铝液容易对脱模剂形成汽化，从而增加气体的产生，所以，在喷涂脱模剂之后，需要进行吹干，当然，也可以采用烘干的方式。
进一步的，在S3的压铸步骤中，所述压铸机先进行低速浇注，所述低速浇注是指压铸机的锤头至流道的速度，该速度为0.5m/S，低速浇注时间为0.57S；再进行高速浇注，所述高速浇注是指内浇口32至模具型腔的填充，该速度为2.5m/S，高速浇注时间为0.035S，最后对模具增压保持，其增压压力为350KN，增压保持时间为8S。
实施例三。
S1.装模，将上述任一项所述压铸模具安装于压铸机台；
S2.加温，对压铸模具进行加温，使模具型腔温度为220℃；
S3.压铸，压铸机将金属熔融后压射至压铸模具中，所述金属为铝锭，其熔融温度为700℃。
S4.冷却，压铸模具的冷却系统对模具型腔进行冷却定型；
S5.开模，利用压铸机打开模具，顶出制品。
同时，在S1与S2的步骤之间，还包括喷涂步骤，将压铸模具打开，对压铸模具的型腔喷涂脱模剂，为了防止在即时浇注时，高温高压的铝液容易对脱模剂形成汽化，从而增加气体的产生，所以，在喷涂脱模剂之后，需要进行吹干，当然，也可以采用烘干的方式。
进一步的，在S3的压铸步骤中，所述压铸机先进行低速浇注，所述低速浇注是指压铸机的锤头至流道的速度，该速度为0.6m/S，低速浇注时间为0.59S；再进行高速浇注，所述高速浇注是指内浇口32至模具型腔的填充，该速度为2.7m/S，高速浇注时间为0.037S，最后对模具增压保持，其增压压力为370KN，增压保持时间为9S。
当然，作为进一步改进，还可以将压铸模具设置抽真空装置进行辅助，即，先对模具型腔内进行抽真空，将大量的气体抽出，然后压铸模具在工作时，铝料所产生的气体仅为少量，在网格凹点31的作用下，可以实现将砂孔集中，综上所述，利用本工艺可以进一步减少制品的砂孔，对制品的后续处理提供了基础。
参见图11，本发明进一步提供了一种无砂孔制品的获得方法，包括如下步骤：
第一步，制造如上述任一项所述的压铸模具；
第二步，将所述压铸模具安装于压铸机上，使用如前所述的任一项压铸工艺生产得到具有砂孔集中面的压铸制品；
第三步，将压铸制品的砂孔集中面进行铣削或打磨，去除砂孔得到无砂孔压铸制品。
本无砂孔制品的获得方法，也就是利用压铸模具结合本发明的压铸工艺取得具有砂孔集中于一面或多面的压铸制品（一般来说，集中于一面即可），然后，再将压铸制品相应砂孔较为集中的面进行铣削或打磨，当压铸制品尺寸较小时，其产生的砂孔也相应的较浅，利用大尺寸的打磨即可，当压铸制品尺寸较大时，其产生的砂孔会相应的较大，这时，可以采用CNC或铣床等进行加工，将砂孔铣除即可得到较高光洁度的表面和精度。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。