[发明专利]一种多气孔铸材的挤压分离集中剔除气孔方法及其模具

说明书

技术领域

本发明涉及精密锻压技术领域，具体涉及一种多气孔铸材的挤压分离集中剔除气孔方法及其模具。

背景技术

在铸材挤制管形、筒形等回转体金属产品的整体塑性成形过程中，特别是温、冷精锻过程中锻件产品易出现管壁内有气孔夹层，其形成原理为原铸材中的气孔经挤压、流动扩散到产品腔体四周壁内，使产品腔体在再加工中起层，或在使用中受热鼓包严重影响产品内在质量，使产品不能满足使用要求。

由于产品挤制前已将铸材棒段按所要求的尺寸机加工好，所有表面都比较光滑平整，未发现气孔。但经精密锻压挤制成产品后，产品在机加工中壁内有起层现象，产品在使用中受热壁内有鼓包现象。在剖析各种铸材时发现、气孔均分布在铸棒的心部区域，经分析这与铸造工艺及铸棒铸后冷却过程中、心部冷却相对慢且成形相似有关。

发明内容

本发明创造所要解决的一个技术问题是提供一种多气孔铸材的挤压分离集中剔除气孔方法，能够很好的剔除铸材中的气孔，保证了铸材挤制后产品的品质。

本发明创造所要解决的另一个技术问题是提供多气孔铸材的挤压分离集中剔除气孔方法中使用的模具。

本发明解决其第一技术问题所采用的技术方案为：

一种多气孔铸材的挤压分离集中剔除气孔方法，包括如下工艺步骤：

1)、对所使用的铸材进行剖析，在铸材棒料段端面接近中心处纵向锯切分为两瓣，在剖面查析测量气孔所集中分布的区域，确定分离集中气孔范围的大小；其中，确定气孔所分布的直径Φm占剖析料直径D的具体比例计算公式：Φm＝D*1/n；

2)、根据铸材剖析气孔分布计算的结果，进而计算确定收纳气孔小芯棒的直径d，并依据d及产品形腔结构、设计挤压模具的凸模；其中，确定收纳气孔小芯棒的直径d的计算公式：d＝D*1/n*1/2；

3)、确定制件总备料长度及重量

产品凹模内径为备料直径2R，总备料重量为原产品用料重量W加上收纳气孔小芯棒的料耗N；

其中，收纳气孔小芯棒的料耗计算公为：P*Л*r²*H÷1000＝N克

P材料比重；

Л圆周率；

r²收纳气孔小芯棒的半径的平方；

H原产品备料高度；

N克收纳气孔小芯棒料耗的重量；

总备料长度H’＝(W+N)/(P*Л*R²)*1000；

4)、机加工挤制产品底部，当产品不需要留底时，切除挤制产品底部连同收纳气孔小芯棒，只留下不含气孔的铸材挤制空心产品；当产品需要底部时，收纳气孔小芯棒从产品孔口端机加工去除。

本发明解决其第二技术问题所采用的技术方案为：

由于产品出现问题不是因为结构尺寸，而是因铸材内部的气孔，因此本发明所指模具除凸模外模具设计保持原产品模具的凹模及模具相应元件不变，凸模外形也保留原设计，只改变凸模头部靠中心部位和心部的设计。

一种多气孔铸材的挤压分离集中剔除气孔方法中使用的模具，具体结构为：

凸模头部中心为一个向凸模轴向中心圆弧过度形成的喇叭口，喇叭口小端直径为收纳气孔小芯棒的直径d，喇叭口大端直径为d和过度圆弧直径之和；喇叭口小端向上延伸5-8mm形成细孔，然后以圆弧过度到大于喇叭口小端直接1-3mm的通孔，凸模头部和中部形成含气孔金属收纳导流结构孔。这样的设计既不影响凸模的强度和产品的挤制，又剔除了铸材心部的气孔，保证了挤制产品的内在质量。使产品在机加工中再未出现过起层和在使用中受热鼓包的现象，产品完全满足了用户的使用要求。

由于采用上述技术方案，本发明创造具备如下有益效果：

1、利用本发明创造方法，能完全将铸材坯料中的气孔收集到收纳气孔小芯棒中待剔除，收纳气孔小芯棒是个整体，既方便剔除又方便回收。

2、利用本发明创造方法，无需提前设法清除铸材中的气孔，铸材中的气孔可在精密锻造工艺过程中直接挤压分离集中待剔除，保证了产品的内在质量和配套使用性能，该方法花费少成本低一举两得。

3、利用本发明创造方法，在开发铸材精密锻造新产品时，可直接剖析查测所用的铸材内的气孔分布，计算确定收纳气孔小芯棒的直径，然后确定凸模头部和心部的相应设计，使铸材内的气孔剔除少走弯路，避免废品，节约开支。