串缸立式擠壓鑄造機的制作方法

本發明涉及擠壓鑄造技術領域，特別涉及一種串缸立式擠壓鑄造機。

背景技術：

擠壓鑄造是將一定量熔融金屬液直接注入金屬模膛，隨后合模實現金屬液充填流動，并在機械靜壓力作用下發生高壓凝固和少量塑性變形，從而獲得毛坯或零件的一種金屬加工方法。目前，普通的立式直接擠壓鑄造機已用來大量生產合金鑄件，帶來了鑄件品質的大幅提高，但普通的立式直接擠壓鑄造機只能提供一次直接擠壓壓力，在壓制結構復雜的鑄件時，這一壓力并不能均勻地分布在擠壓面上，無法保證整個鑄件在有效擠壓比壓下凝固。特別是當鑄件的不同部位在垂直方向上的厚度相差較大時：在直接擠壓鑄造過程中，厚度較小部位先于厚度較大部位凝固，從而導致擠壓壓力主要分布在厚度較小處，而需要在持續高壓下凝固的厚大部位只能分配到較少壓力，這種情況不利于厚度大的部位的成型和鑄件整體性能的提高，特別隨著鑄件厚度差的增大，這一不利因素將更加明顯。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種串缸立式擠壓鑄造機，能夠在豎直方向進行二次加壓，有利于厚度大的部位的成型和鑄件整體性能的提高。

為實現本發明的目的，采取的技術方案是：

一種串缸立式擠壓鑄造機，包括合模組件、由上往下依次相對布置的第一模板、動模板和第二模板、及固定于第一模板上的主驅動缸和固定于動模板上的副驅動缸，合模組件包括上模具、與第二模板連接的下模具，上模具包括與動模板連接的第一擠壓部、及與副驅動缸的活塞桿連接的第二擠壓部，主驅動缸的活塞桿與副驅動缸相串連。

合模組件的第一擠壓部對應鑄件厚度較薄的位置，第二擠壓部對應鑄件的厚度較厚的位置，在鑄造時，將合金熔體澆入合模組件內，主驅動缸通過活塞桿帶動副驅動缸和動模板向下運動，同時帶動上模具向下移動與下模具合模，上模具的第一擠壓部和第二擠壓部同時擠壓鑄件，合模后主驅動缸增壓并保壓，使鑄件整體在高壓下凝固，實現對鑄件的第一次擠壓；主驅動缸保壓一定時間后，副驅動缸通過活塞桿帶動第二擠壓部向下擠壓鑄件厚度較厚的位置，副驅動缸增壓并保壓，使鑄件厚度較厚的凝固部位仍在高壓下凝固，實現對鑄件的第二次擠壓。通過該串缸立式擠壓鑄造機實現對鑄件在豎直同方向的二次擠壓，在鑄件凝固過程中，根據鑄件不同部位的凝固先后順序，分階段進行二次擠壓，使擠壓壓力在合金凝固的過程中合理分布，提高了局部擠壓比壓和壓力有效作用時間，有效地解決了厚度大的部位不及厚度小的部位的組織致密和晶粒粗大等問題，有利于厚度大的部位的成型和鑄件整體性能的提高，提高產品質量和成品率；且該鑄造機的驅動缸采用串聯聯動的方式，使整體體積小、結構更緊湊。

下面對技術方案進一步說明：

進一步的是，串缸立式擠壓鑄造機還包括頂板，頂板與副驅動缸的活塞桿連接，第二擠壓部與頂板連接。副驅動缸的活塞桿通過頂板與第二擠壓部連接，便于安裝和維護。

進一步的是，第一模板和第二模板之間連接有導柱，動模板設有與導柱配合的導向孔。導柱對動模板的移動起導向作用，使動模板在上下移動過程中更穩定，避免發生偏移，也使合模精度更高。

進一步的是，串缸立式擠壓鑄造機還包括驅動動模板上下移動的驅動機構，驅動機構設于第一模板上。開模時，驅動機構驅動動模板向上運動開模，副驅動缸帶動頂板頂出鑄件，使開模更方便，且使串缸立式擠壓鑄造機的整體結構更緊湊。

進一步的是，驅動機構為升降液壓缸，升降液壓缸的活塞桿與動模板連接。

進一步的是，第一擠壓部為上模芯，第二擠壓部為圍繞上模芯布置的上模環。使適應于中心厚度小，外圈厚度大的鑄件的鑄造，特別適用于渦輪的鑄造，解決渦輪的外圈部位不及肋板部位的組織致密和晶粒粗大的問題。

進一步的是，上模具還包括上模架，上模架與動模板連接，上模芯固定于上模架上。

進一步的是，下模具包括固定于第二模板上的下模套、及固定于下模套上的下模芯，下模芯設有與上模芯和上模環配合的型腔。

進一步的是，主驅動缸的最大擠壓力大于副驅動缸的最大擠壓力。

進一步的是，主驅動缸和副驅動缸為液壓缸。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

本發明通過該串缸立式擠壓鑄造機實現對鑄件在豎直同方向的二次擠壓，在鑄件凝固過程中，根據鑄件不同部位的凝固先后順序，分階段進行二次擠壓，使擠壓壓力在合金凝固的過程中合理分布，提高了局部擠壓比壓和壓力有效作用時間，有效地解決了厚度大的部位不及厚度小的部位的組織致密和晶粒粗大等問題，有利于厚度大的部位的成型和鑄件整體性能的提高，提高產品質量和成品率；且該鑄造機的驅動缸采用串聯聯動的方式，使整體體積小、結構更緊湊。

附圖說明

圖1是本發明實施例串缸立式擠壓鑄造機的結構示意圖；

圖2是本發明實施例合模組件的結構示意圖。

附圖標記說明：

10.第一模板，20.動模板，30.第二模板，40.主驅動缸，410.主驅動桿活塞桿，50.副驅動缸，510.頂板，520.副驅動缸活塞桿，610.上模具，611.第一擠壓部，612.第二擠壓部，613.上模架，620.下模具，621.下模套，622.下模芯，623.型腔，70.導柱，80.驅動機構。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明：

如圖1和圖2所示，一種串缸立式擠壓鑄造機，包括合模組件、由上往下依次相對布置的第一模板10、動模板20和第二模板30、及固定于第一模板10上的主驅動缸40和固定于動模板20上的副驅動缸50，合模組件包括上模具610、與第二模板30連接的下模具620，上模具610包括與動模板20連接的第一擠壓部611、及與副驅動缸活塞桿520連接的第二擠壓部612，主驅動缸活塞桿410與副驅動缸50相串連。

合模組件的第一擠壓部611對應鑄件厚度較薄的位置，第二擠壓部612對應鑄件的厚度較厚的位置，第一擠壓部611和第二擠壓部612可上下相對運動。在鑄造時，將合金熔體澆入合模組件內，主驅動缸40通過活塞桿帶動副驅動缸50和動模板20向下運動，同時帶動上模具610向下移動與下模具620合模，上模具610的第一擠壓部611和第二擠壓部612同時擠壓鑄件，合模后主驅動缸40增壓并保壓，使鑄件整體在高壓下凝固，實現對鑄件的第一次擠壓；主驅動缸40保壓一定時間后，副驅動缸50通過活塞桿帶動第二擠壓部612向下擠壓鑄件厚度較厚的位置，副驅動缸50增壓并保壓，使鑄件厚度較厚的凝固部位仍在高壓下凝固，實現對鑄件的第二次擠壓。該串缸立式擠壓鑄造機實現豎直同方向二次大壓力直接擠壓鑄造，以確保厚度不均鑄件在有效擠壓比壓作用下實現順序凝固，從而提高產品質量和成品率。同時，由于采用兩個大壓力擠壓驅動缸采用串聯聯動的方式，使鑄造機整體結構緊湊、體積小，制造成本低、便于安裝和維護。同理，當鑄件厚度差異較大部分有n個，該利是擠壓鑄造機則根據實際需要設置n個驅動缸，動模板20根據實際需要設置n-1個，根據鑄件不同部位的凝固先后順序，分階段依次進行擠壓。

在本實施例中，如圖2所示，第一擠壓部611為上模芯，第二擠壓部612為圍繞上模芯布置的上模環，上模具610還包括上模架613，上模架613與動模板20連接，上模芯固定于上模架613上，下模具620包括固定于第二模板30上的下模套621、及固定于下模套621上的下模芯622，下模芯622設有與上模芯和上模環配合的型腔623，使適應于中心厚度小，外圈厚度大的鑄件的鑄造，特別適用于渦輪的鑄造，解決渦輪的外圈部位不及肋板部位的組織致密和晶粒粗大的問題。合模組件還可以根據鑄件的形狀設置為其他形式。

如圖1所示，串缸立式擠壓鑄造機還包括頂板510，頂板510與副驅動缸50的活塞桿連接，第二擠壓部612與頂板510連接。副驅動缸50的活塞桿通過頂板510與第二擠壓部612連接，便于安裝和維護。

如圖1所示，第一模板10和第二模板30之間連接有導柱70，動模板20設有與導柱70配合的導向孔(附圖未標識)。導柱70對動模板20的移動起導向作用，使動模板20在上下移動過程中更穩定，避免發生偏移，也使合模精度更高。

在本實施例中，導柱70有兩組，兩組導柱前后布置，每組導柱包括有兩根導柱70，使動模板20在上下移動過程中更平衡穩定。

如圖1所示，串缸立式擠壓鑄造機還包括驅動動模板20上下移動的驅動機構80，驅動機構80設于第一模板10上。開模時，驅動機構80驅動動模板20向上運動開模，副驅動缸50帶動頂板510頂出鑄件，使開模更方便，且使串缸立式擠壓鑄造機的整體結構更緊湊。

在本實施例中，驅動機構80為升降液壓缸，升降液壓缸的活塞桿與動模板20連接。主驅動缸40和副驅動缸50也為液壓缸，主驅動缸40、副驅動缸50和驅動機構80還可以根據實際需要采用其他驅動形式。

主驅動缸40的最大擠壓力大于副驅動缸50的最大擠壓力，在實施例中，主驅動缸40的最大擠壓力為1000噸，副驅動缸50的最大擠壓力為800噸。

以鑄造渦輪為例，該立式鑄造擠壓機的鑄造工藝包括以下步驟：

(1)、ZA27合金熔煉，打渣、除氣，保溫溫度為630℃；

(2)、預熱合模組件型腔至200℃；

(3)、將30Kg合金熔體注入合模組件的型腔；

(4)、主驅動缸40驅動動模板20，動模板20帶動上模芯和上模環向下合模，下降速度為8mm/s；

(5)、合模后主驅動缸40增壓并保壓，對整個蝸輪進行第一次擠壓，蝸輪在壓力下凝固，擠壓比壓為65MPa；

(6)、主驅動缸40保壓50s后，副驅動缸50增壓驅動頂板510，頂板510帶動上模環向下擠壓，蝸輪外圈的擠壓比壓為90MPa，保壓時間為60s；

(7)、副驅動缸50保壓結束后卸壓，然后主驅動缸40卸壓；

(8)、升降液壓缸驅動動模板20向上運動開模；

(9)、副驅動缸50頂出鑄件并回位。

本發明通過該串缸立式擠壓鑄造機實現對鑄件在豎直同方向的二次擠壓，在鑄件凝固過程中，根據鑄件不同部位的凝固先后順序，分階段進行二次擠壓，使擠壓壓力在合金凝固的過程中合理分布，提高了局部擠壓比壓和壓力有效作用時間，有效地解決了厚度大的部位不及厚度小的部位的組織致密和晶粒粗大等問題，有利于厚度大的部位的成型和鑄件整體性能的提高，提高產品質量和成品率；且該鑄造機的驅動缸采用串聯聯動的方式，使整體體積小、結構更緊湊。

以上所述實施例的各技術特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特征的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，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。