一種鋅合金蝸輪的擠壓鑄造工藝及模具的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種鋅合金蝸輪的擠壓鑄造工藝及模具，工藝流程為澆合金→合模→加壓→保壓→泄壓→分模→毛坯脫模→復位，其中保溫溫度為570~630℃模具預熱溫度為150~250℃沖頭的下降速度為5~10mm/s壓射比壓為30~100MPa保壓時間為40~120s。模具包括上模套（3）、下模套（9）、上模（4）和下模（8）；其具有工藝簡便，可實施性強，設備的結構簡單、使用方便，維護簡便的特點。將金屬型重力鑄造制備的蝸輪變為擠壓鑄造，提高了蝸輪的抗拉強度和延伸率。
【專利說明】一種鋅合金蝸輪的擠壓鑄造工藝及模具
【技術領域】
[0001] 本發明涉及擠壓鑄造領域，尤其是一種鋅合金蝸輪的擠壓鑄造工藝及模具。
【背景技術】
[0002] 鋅合金由于具有良好的鑄造性能、力學性能、耐摩擦磨損性能、加工性能及低廉的 成本等優勢，作為耐磨材料被廣泛應用于現代工業的較多領域，并部分代替青銅、黃銅及鑄 鐵等結構材料。比如，傳統的曳引機蝸輪一般采用金屬型重力鑄造，鑒于鋅合金結晶溫度范 圍寬和易產生底縮的凝固特性，制備的蝸輪晶粒粗大、組織疏松，易產生縮孔、縮松，特別 是蝸輪齒根部，塑性、韌性及耐磨性能較差，在工作過程中較早產生過快磨損現象，機械噪 音大，并帶來安全隱患。同時，采用金屬型重力鑄造制備的蝸輪毛坯尺寸較大，需大量機加 工成形，造成原材料和能源的利用率低，生產成本增加。近年來，擠壓鑄造不斷被用于鋅合 金的成形制備大大提高了鑄態鋅合金的性能。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是提出一種鋅合金蝸輪的擠壓鑄造工藝及模具，其具有工藝簡便， 可實施性強，設備的結構簡單、使用方便，維護簡便的特點。將金屬型重力鑄造制備的蝸輪 變為擠壓鑄造，提高了蝸輪的抗拉強度和延伸率。
[0004] 本發明解決其技術問題采用的技術方案是：工藝流程為澆合金一合模一加壓 -保壓一泄壓一分模一毛坯脫模一復位；其中保溫溫度為57(T630 °C模具預熱溫度為 150?250°C沖頭的下降速度為5?10mm/s壓射比壓為3(Tl00MPa保壓時間為4(Tl20s。
[0005] 該模具由上模套、下模套、上模和下模組成，上模通過螺母鑲嵌在上模套，下模通 過螺母鑲嵌在下模套，上模和上模套中心設置有排氣孔，下模套中設置有利用電阻絲加熱 的加熱棒，下模的上端面設置有溢流槽，下模內部開有冷卻水管，用于將蝸輪坯頂出的頂桿 設置在沖頭上，頂桿穿過上模套和上模的通孔，型腔為帶多臺階的環形狀，內模壁設置有 3° ~10°的錐度，型腔的各臺階過渡處設置有R1~R5的圓角。
[0006] 本發明的有益效果是ZA27合金經擠壓鑄造后，顯微組織明顯細化，力學性能顯著 提高。與金屬型重力鑄造相比擠壓鑄造 ZA27合金蝸輪的抗拉強度提高了 28. 6%伸長率提 高了 139%。且其具有結構簡單、使用方便，維護簡便。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007] 圖1本發明模具的結構示意圖； 圖中1.沖頭、2.頂桿、3.上模套、4.上模、5.溢流槽、6.型腔、7.冷卻水管、8.下模、 9.下模套、10.螺母、11.加熱棒、12.通孔、13.排氣孔、14.澆注系統。
【具體實施方式】
[0008] 下面結合附圖對本發明作進一步的說明，如附圖1所示，鋅合金蝸輪的擠壓鑄造 中，擠壓鑄造機下模座上設置有自動推送的澆注系統14。將鋅合金熔化，當機械手料勺舀取 定量的合金液后，澆注系統自動推進到模具中心位置，合金液經澆注系統14流入型腔，接 著擠壓鑄造機的沖頭1下降向型腔平穩推進合金液，快速增壓使合金液在高壓作用下結晶 凝固經保壓后沖頭上行開模，開模時蝸輪坯留在上模4,頂桿2頂出蝸輪坯。
[0009] 該模具由上模套3、下模套9、上模4和下模8組成，上模4通過螺母10鑲嵌在上 模套3,下模8通過螺母10鑲嵌在下模套9,上模4和上模套3中心設置有排氣孔13,下模 套3中設置有利用電阻絲加熱的加熱棒11，下模8的上端面設置有溢流槽5,下模8內部開 有冷卻水管7,用于將蝸輪坯頂出的頂桿2設置在沖頭1上，頂桿2穿過上模套3和上模的 通孔12,型腔6為帶多臺階的環形狀，內模壁設置有3° ~10°的錐度，型腔6的各臺階過渡 處設置有R1~R5的圓角。
[0010] ZA27合金蝸輪擠壓鑄造工藝流程為：澆合金一合模一加壓一保壓一泄壓一分模 -毛坯脫模一復位；其中保溫溫度為57(T630 °C模具預熱溫度為15(T250°C沖頭的下降 速度為5?10mm/s壓射比壓為3(Tl00MPa保壓時間為4(Tl20s。 toon] 應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換， 而所有這些改進和變換都應屬于本發明所附權利要求的保護范圍。
【權利要求】
1. 一種鋅合金蝸輪的擠壓鑄造工藝，工藝流程為澆合金一合模一加壓一保壓一泄壓一 分模一毛坯脫模一復位，其特征在于：保溫溫度為57(T630 °C模具預熱溫度為15(T250°C 沖頭的下降速度為5?10mm/s壓射比壓為3(Tl00MPa保壓時間為4(Tl20s。
2. -種鋅合金蝸輪的擠壓鑄造模具包括：上模套（3)、下模套（9)、上模（4)和下模 (8 )，上模（4 )通過螺母（10 )鑲嵌在上模套（3 )，下模（8 )通過螺母（10 )鑲嵌在下模套（9 )， 上模（4)和上模套（3)中心設置有排氣孔（13)，下模套（3)中設置有利用電阻絲加熱的加 熱棒（11)，下模（8)的上端面設置有溢流槽（5)，下模（8)內部開有冷卻水管（7)，用于將蝸 輪坯頂出的頂桿（2)設置在沖頭（1)上，頂桿（2)穿過上模套（3)和上模的通孔（12)，型腔 (6)為帶多臺階的環形狀，內模壁設置有3° ~10°的錐度，型腔（6)的各臺階過渡處設置有 R1?R5的圓角。
【文檔編號】B22D18/02GK104096818SQ201410304155
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年6月30日 優先權日:2014年6月30日
【發明者】薛鐵山 申請人:薛鐵山