具有自动气体保护装置的镁合金金属型低压铸造型腔.pdf

本发明涉及一种具有自动气体保护装置的镁合金金属型低压铸造型腔，除模具底模和上模外，还包括侧模、侧模液压缸、多组分气体混合装置、保护气体进入通道、保护气体控制开关、保护气体控制开关通道。侧模上安装保护气体控制开关，可沿底模上设置的保护气体控制开关通道滑行，底模内还设置保护气体进入通道与保护气体控制开关通道相连通。保护气体控制开关沿开关通道滑行后开启，使多组分气体混合装置产生的保护气体通过保护气体进入通道和保护气体控制开关通道，进入到模具内浇道和升液管内，以保护镁合金熔体。本发明在不改变模具结构基础上，采用保护气体阻止了模具内浇道和升液管内镁合金熔体的燃烧、氧化或结渣，保证了镁合金熔体纯净性要求。

1、  一种具有自动气体保护装置的镁合金金属型低压铸造型腔，包括升液管(1)、模具内浇道(2)、低压铸造机台面(3)、放置在低压铸造机台面(3)上的模具底模(12)、模具上模(10)及与模具上模(10)连接的上模液压缸(11)，其特征在于还包括模具侧模(8)、与模具侧模(8)连接的侧模液压缸(9)、多组分气体混合装置(4)、保护气体进入通道(5)、保护气体控制开关(6)、保护气体控制开关通道(7)；所述保护气体控制开关通道(7)设置在模具底模(12)内侧，保护气体控制开关通道(7)的一端穿过模具底模(12)的一个侧边连通模具内浇道(2)，另一端穿过模具底模(12)另一个侧边并穿过模具侧模(8)；保护气体控制开关(6)安装在模具侧模(8)上，并受侧模液压缸(9)控制沿保护气体控制开关通道(7)滑行；模具底模(12)内设置保护气体进入通道(5)，保护气体进入通道(5)的一端与保护气体控制开关通道(7)相连通，另一端穿过模具底模(12)另一个侧边连接多组分气体混合装置(4)。

具有自动气体保护装置的镁合金金属型低压铸造型腔
技术领域
本发明涉及一种镁合金金属型低压铸造型腔，尤其涉及一种具有自动气体保护装置的镁合金金属型低压铸造型腔，用于保证镁合金熔体在低压铸造过程中内浇道和升液管内不发生燃烧、氧化或结渣，以保护镁合金低压铸造过程中镁合金熔体的纯净性。
背景技术
面对当今日趋严峻的气候变暖以及能源危机趋势(石油资源减少、原油价格飞涨)，节能和减排已是世界各国保证其经济可持续发展的主题和控制目标。众所周知，汽车工业是当今能源消耗(占总石油消耗的30％以上)和废气排放(占全球CO₂总排放的20～30％)的第一大户。因此，世界各国都对汽车工业的节能减排提出了越来越高的要求，汽车的轻量化也就变的越来越重要，因为由汽车重量所引起的耗油量占总耗油量的60％以上，减少10％的重量，其耗油量将减少5％。
镁合金的比重为1.74g/cm³，比铝合金轻1/3。镁合金具有的低密度、高强度、高比刚度、吸震能力强等优点，在汽车的非结构件已经大量的应用，得到了明显的减重效果。但在结构件上，镁合金在汽车上的应用则很少。轮毂是汽车中最重要的安全部件(结构件)之一，单位部件的惯性质量在整车中所占比重非常高(仅次于发动机系统)，镁合金的特点以及其工艺在汽车轮毂的可行性已经得到了大量试验的验证，在未来的十年内，镁合金轮毂将逐步取代目前流行的铝合金轮毂，可使汽车轮毂重量减轻35％，按每辆汽车轮毂减重5Kg，每年行驶3万公里计算，可节油1050升，节能效果非常明显，具有显著的社会效益。
目前在市场上还没有专用的镁合金轮毂低压铸造设备的出现，因此，镁合金轮毂的低压铸造还是在通用的铝合金轮毂低压铸造设备上实现，由于铝合金轮毂低压铸造设备上并没有采用对内浇道和升液管的气体保护(钟映春，李芳：铝合金轮毂低压铸造控制研究，微计算机信息，2005，第21卷，第7-1期，42-25页)，在镁合金轮毂的低压铸造过程中，镁合金熔体在轮毂浇注成型并取出后，由于镁合金液与大量空气直接接触导致在内浇道和升液管内发生燃烧、氧化或结渣，从而影响下一次浇注的镁合金熔体质量。目前我国只在熔炼镁合金的过程中使用气体保护，而没有在金属型低压铸造的过程中使用保护气体对型腔进行自动保护。常规的做法是在模具打开铸件取出后，在升液管顶部人工撒硫磺粉的方法产生一定的还原性气氛以达到阻燃的效果。这种方法气氛控制不精确、保护效果不佳，且易造成模具或设备腐蚀以及环境污染。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种具有自动气体保护装置的镁合金金属型低压铸造型腔，可以保证镁合金在低压铸造过程中内浇道和升液管内不发生燃烧、氧化或结渣，以达到镁合金熔体纯净性的要求，装置结构简单，安全可靠。
为实现这一目的，本发明的具有自动气体保护装置的镁合金金属型低压铸造型腔除模具底模和模具上模外，还包括模具侧模、侧模液压缸、多组分气体混合装置、保护气体进入通道、保护气体控制开关和保护气体控制开关通道。侧模上安装保护气体控制开关，可沿底模上设置的保护气体控制开关通道滑行，底模内还设置保护气体进入通道与保护气体控制开关通道相连通。保护气体控制开关沿开关通道滑行后开启，使多组分气体混合装置产生的保护气体通过保护气体进入通道和保护气体控制开关通道，进入到模具内浇道和升液管内，以保护镁合金熔体。
本发明具有自动气体保护装置的镁合金金属型低压铸造型腔的具体结构为：包括升液管、模具内浇道、低压铸造机台面、放置在低压铸造机台面上的模具底模、模具上模及与模具上模连接的上模液压缸，还包括模具侧模、与模具侧模连接的侧模液压缸、多组分气体混合装置、保护气体进入通道、保护气体控制开关、保护气体控制开关通道。所述保护气体控制开关通道设置在模具底模内侧，保护气体控制开关通道的一端穿过模具底模的一个侧边连通模具内浇道，另一端穿过模具底模另一个侧边并穿过模具侧模；保护气体控制开关安装在模具侧模上，并受侧模液压缸控制沿保护气体控制开关通道滑行；模具底模内设置保护气体进入通道，保护气体进入通道的一端与保护气体控制开关通道相连通，另一端穿过模具底模另一个侧边连接多组分气体混合装置。
本发明中，所述的多组分气体混合装置参照ZL 100610027174.2。
所述的保护气体控制开关安装在模具侧模上，由侧模液压缸控制侧模进退，进而控制保护气体控制开关的开关动作。
所述的保护气体控制开关通道开在模具底模上，可以是在模具底模内侧所加工的一条沟漕，以利于保护气体控制开关的开关动作的实现。
所述的保护气体进入通道设置在模具底模内，可以是在模具底模上所加工的另外一条沟漕，以利于保护气体能够进入到模具的内浇道和升液管内。
本发明装置工作时，先将多组分气体混合装置开启，使之能够产生保护气体，铸件浇注完毕，低压铸造机液压缸将上模(铸件由上模带出)和侧模从模具中拉出后，安装在侧模上的保护气体控制开关沿着在底模上的保护气体控制开关通道滑行后开启，保护气体通过在模具底模上的保护气体进入通道后，再通过保护气体控制开关通道进入到模具内浇道和升液管内，以达到保护镁合金熔体的目的。当铸件从模具型腔取出后，在模具重新合模过程中，保护气体通道自动关闭，充填到模具型腔内的气体被封闭其中，在下一次低压浇注过程中达到升液管和型腔内镁液的自动保护，而无需继续进气，从而节省了保护气体的用量。
本发明在不改变模具结构的基础上，采用保护气体阻止了模具内浇道和升液管内镁合金熔体的燃烧、氧化或结渣，以达到保证镁合金熔体纯净性的要求。该装置结构简单，安全可靠，对镁合金金属型低压铸造的连续生产奠定了基础，具有重要的实际意义。
本发明不仅可以适用于镁合金轮毂的金属型低压铸造生产过程，也可以适用于其它左右开模的镁合金金属型低压铸造生产过程。
附图说明
图1为本发明具有自动气体保护装置的镁合金金属型低压铸造型腔的结构示意图。
图1中，1为升液管，2为模具内浇道，3为低压铸造机台面，4为多组分气体混合装置，5为保护气体进入通道，6为保护气体控制开关，7为保护气体控制开关通道，8为模具侧模，9为低压铸造机的侧模液压缸，10为模具上模，11为低压铸造机的上模液压缸，12为模具底模。
图2为具有自动气体保护装置的镁合金金属型低压铸造型腔结构示意图的局部放大。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述。
本发明具有自动气体保护装置的镁合金金属型低压铸造型腔的结构如图1所示，由升液管1、模具内浇道2、低压铸造机台面3、多组分气体混合装置4、保护气体进入通道5、保护气体控制开关6、保护气体控制开关通道7、模具侧模8、低压铸造机的侧模液压缸9、模具上模10、低压铸造机的上模液压缸11和模具底模12所组成。模具侧模8与侧模液压缸9相连，模具上模10与上模液压缸11相连，模具底模12与低压铸造机台面3相连。
其中，所述保护气体控制开关通道7设置在模具底模12内侧，保护气体控制开关通道7的一端穿过模具底模12的一个侧边连通模具内浇道2，另一端穿过模具底模12另一个侧边并穿过模具侧模8。保护气体控制开关6安装在模具侧模8上，并受侧模液压缸9控制沿保护气体控制开关通道7滑行。模具底模12内设置保护气体进入通道5，保护气体进入通道5的一端与保护气体控制开关通道7相连通，另一端穿过模具底模12另一个侧边连接多组分气体混合装置4。
工作时，先将多组分气体混合装置4开启，使之能够产生保护气体，铸件浇注完毕，低压铸造机上的侧模液压缸9将模具侧模8；上模液压缸11将模具上模10(铸件由上模带出)从模具中拉出后，安装在侧模8上的保护气体控制开关6沿着在模具底模12上的保护气体控制开关通道7滑行后开启，保护气体通过在模具底模12上的保护气体进入通道5后，再通过保护气体控制开关通道7进入到模具内浇道2和升液管1内，以达到保护镁合金熔体的目的。当铸件从模具型腔取出后，在模具重新合模过程中，保护气体进入通道5和保护气体控制开关通道7自动关闭，充填到模具型腔内的气体被封闭其中，在下一次低压浇注过程中达到升液管1和模具型腔内镁液的自动保护。