[实用新型]一种制备超磁致伸缩合金圆盘的强冷铸造铜模具

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种真空感应熔炼法制备超磁致伸缩合金时所需的铸造模具，属于材料加工工程领域的模具制造技术。

背景技术

金属材料的熔炼一般都是用电弧熔炼或者感应熔炼。电弧熔炼不需浇铸，也无需模具，炼出的材料体积很小，俗称纽扣锭。而感应熔炼一定要浇铸到模具中。传统的模具都是简单的紫铜模具或者水冷金属铜模具。传统紫铜模具结构简单，冷却能力有限，因此铸造出的合金棒材显微组织粗大，性能较差。水冷金属铜模具虽然冷却能力强，但容易渗水、漏水，造成真空炉中水分增加，破坏真空环境。同时水冷模具造成真空炉结构复杂，制造困难，大大增加设备成本。

经查阅文献，山东滨州渤海活塞股份有限公司冯增建、魏作山公布了一种带保温层的铝活塞水冷模具装置，（中国，实用新型专利，公告号201832985U）该技术中模内设有一水冷孔腔，水冷孔腔内壁装配有一保温层，形成一完整的循环水路。从而提高模具冷却能力和组织的致密度。但从整体来看，结构较为复杂，无疑提高了成本。而且循环水路对结构的密封性要求很高。

进一步检索文献发现，沈阳新光华旭铸造有限公司于斌、朱民公布了一种具有排气结构的汽缸盖金属铸造模具，（中国，实用新型专利，公告号201295744Y）该技术中整个模具由上模、左右侧模和底模组成。左右两侧模也分别由上下模组成，且在对接的表面上开有若干条排气的沟槽。因此使型腔中的气体顺利排除，有效消除了产生欠铸的几率。但该模具的冷却效果不佳，形成铸件的致密性不够。材料的综合性能难以提高。

综合分析已经公布的制备金属材料技术可得知，现有的技术存在以下难以克服的缺点：

采用传统的铸造金属模具时，冷却速度小，晶粒粗大，难以提高材料的综合性能；

如果采用水冷模具，模具易漏水，造成真空设备的真空环境的破坏；

水冷模具造成真空炉结构复杂，制造困难，大大增加设备成本。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种内置金属冷却液的金属铸造强冷铜模具，能有效地大幅度增加合金铸锭的结晶冷却速度，从而达到细化晶粒，减少合金组织疏松，提高合金铸锭组织性能的目的。

本实用新型所述一种制备超磁致伸缩合金圆盘的强冷铸造铜模具的结构包括端盖、底模；底模外圈设有环形凹槽，凹槽内置冷却液，冷却液为Ga-In-Sn合金；底模内圈为浇铸型腔，型腔高度为5~10mm；底模的底部中心带有连通排气孔；端盖卡在底模上，端盖可更换，以实现两种浇铸方式的冷却，即坩埚浇铸和石英管的浇铸。

本实用新型的有益效果是：与现有技术比较，本实用新型所制备的合金晶粒细小，成分均匀且铸造性能显著提高。可以选用两种不同的端盖来实现不同方式的浇铸。具有较强的针对性。不仅可以细化晶粒，而且可以使晶粒的大小均匀，显著提高合金的综合性能。

附图说明  

图1是本实用新型中采用石英管浇铸时的结构主视图；

图2是本实用新型中采用石英管浇铸时的结构俯视图；

图3是本实用新型中采用坩埚浇铸时的结构主视图；

图4是本实用新型中采用坩埚浇铸时的结构俯视图；

其中：1.浇口直径大且厚的端盖 2.冷却液 3.底模。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型实施例进行详细说明：

图1-4中，一种内置金属冷却液的金属铸造强冷铜模具，由端盖1、冷却液2和底模3组成。底模3外圈设有环形凹槽，凹槽内可置冷却液2。凹槽内的冷却液2为Ga-In-Sn合金，常温下呈液态，具有较强的冷却能力。端盖1与底模3可分离，端盖1可更换。更换端盖1就可实现两种浇铸方式的冷却，坩埚浇铸和石英管的浇铸。端盖1的材料为不锈钢，底模3的材料为紫铜。底模3内圈为浇铸型腔，底部带有排气孔。型腔高度约为8mm。