無冒口的鋁合金鑄造模具的溫度控制方法
2023-06-10 19:47:16 3
專利名稱：無冒口的鋁合金鑄造模具的溫度控制方法
技術領域：
本發明涉及鋁合金鑄造模具技術領域，特別涉及對無冒口的鋁合金鑄造模具的溫度檢測與控制技術領域。
背景技術：
現有技術中，鋁合金鑄造要得到優質的鑄件，鑄件在冷卻凝固的過程中要遵循順序凝固原則，最後冷卻的部位由澆口和冒口進行補縮，如果鑄件的局部最後冷卻，但沒有冒口對它進行補縮，這部位就會形成疏鬆，縮孔。為此對於沒有設置冒口的鋁合金鑄造模具， 特別是對於製造大型和結構複雜鑄件的模具，如何使鋁合金鑄件能夠順序地冷凝，是目前困擾該種模具應用的難題之一。
發明內容
針對現有技術的不足，本發明試圖改變傳統的模具在開啟前自然冷凝的缺陷，人為地幹預冷凝的過程，從而使沒有設置冒口的鋁合金鑄造模具在冷凝過程中能使鋁合金鑄件能夠順序地冷凝。為此本發明提出一種無冒口的鋁合金鑄造模具的溫度控制方法，其特徵在於，根據鑄件的外形大小變化的情況選取二個以上的節點，對應於所述節點的所述模具壁體上設置調溫器；在鑄件開啟前的冷凝過程中，自動控制所述調溫器使距離所述模具的澆口相對較近的所述節點對應位置的模具溫度始終高於距離所述澆口相對較遠的前一個所述節點所對應位置的模具溫度。進一步的技術方還可以是，在對應每一個所述節點的所述模具的壁體上還設置有溫度傳感器，所述溫度傳感器檢測所在位置的模具壁體的溫度並將溫度信號傳送給控制器，所述控制器再自動控制所述調溫器。進一步的技術方還可以是，對應於前後兩個所述節點的所述模具壁體的溫度差為 3°C到 7°C。進一步的技術方還可以是，對應於前後兩個所述節點的所述模具壁體的溫度差為 5°C。進一步的技術方還可以是，所述節點確定在鑄件的外形突變的部位之間的區域。根據上述技術方案，由於模具的溫度與模具內鑄件的溫度呈對應的關係，它們之間相互影響，為此對模具的局部位置予以自動控制進行冷卻或加熱，並通過檢測和控制模具局部位置的溫度梯度進而來影響型腔內鑄件的冷凝順序，得到順序凝固的結果使鑄件沒有疏鬆、縮孔的問題。由於本發明具有上述特點和優點，可以適用在無冒口的鋁合金鑄造模具中。
圖1是鋁合金鑄造模具的結構示意圖2是對鋁合金鑄造模具的溫度予以控制的原理圖。其中，1-模具上型腔、2-模具下型腔、3-冷卻Al、4_冷卻Bl、5_冷卻Cl、6_饒口、 7-熱電偶、8-冷卻C-2、9-熱電偶、10-冷卻B-2、11-熱電偶、12-冷卻A-2。
具體實施例方式下面結合附圖對具體應用本發明的具體實施方式
做作進一步的說明。如圖1所示，鑄件模具包括模具上型腔1、模具下型腔2，它們上下組合形成鑄造鑄件的型腔。部位A、部位B、部位C分別為鋁合金鑄件的三個部位，也是我們根據該鑄件的外形情況確定的三個節點。由於產品結構的原因只能在模具上開一個澆口 6但沒有設置冒口 ；最好的凝固順序應當是從部位A到部位B、再到部位C，其中部位C的鑄件從澆口 6進行補縮。如果按照通常的自然冷卻的規律，由於部位B的厚度比較薄，為此部位B要先於部位A冷卻凝固，但如此部位A就會產生縮孔疏鬆；如果在A部位對應的模具位置增加調溫裝置但開啟的時間是人為調節的話，往往調節誤差比較大，不能達到理想的狀態，實際上壓鑄的鑄件往往比圖1所示的鑄件更為複雜，用人工的方法控制模具的冷很難生產出優質的鑄件。為此，在模具上型腔1和模具下型腔2的對應部位A的位置設置調溫裝置(12、3)， 並在模具上型腔1的對應部位A的位置設置熱電偶11，用於探測部位A的位置的模具上型腔1的溫度；同理，在對應部位B、部位C的模具位置設置調溫裝置(10、4、8、幻並設置熱電偶(9、7)，所述調溫裝置(12、3、10、4、8、5)不僅可以加熱也可以冷卻降溫。將所述熱電偶 (11、9、7)所探測的信號傳送給控制器(圖中未畫出)，所述控制器根據每一個熱電偶的溫度信號再分別驅動相應的所述調溫裝置(12、3 ；10、4 ；8,5)從而對該節點的溫度作出補償， 使部位A、部位B、部位C之間存在約;TC到7°C，最好是5°C左右的溫度梯度。在實際操作中， 可以選定離所述澆口 6最遠的並且屬於厚度比較大的部位為調節溫度的基準點，並以此設定後續每一個節點的溫度控制範圍。這樣當選定的第一個節點的溫度下降，相應部位的鑄件開始凝固時，與之相接的下一個節點的鑄件部位仍然可以流動從而可以對前一個節點所對應部位予以補縮，不會在第一個節點出現疏鬆縮孔的問題，以此類推，所述澆口 6對最後一個節點對應的部位予以補縮，當全部鑄件順序凝固後，所述控制器再控制機器開啟所述模具取出鑄件。所述控制器採用PLC進行控制，如圖2所示，當模具內材料開始澆鑄後，所述控制器PLC每5秒鐘掃描一次模具的溫度，當部位A的溫度低於540°C時，開始控制部位B的溫度始終高於部位A溫度約5°C ；同時也控制部位C的溫度至少高於部位B的溫度約5°C ；如此循環直到結束。各個節點之間所需控制的溫度差值，可以根據鑄件本身的體積大小來確定，對於局部體積突變比較大的鑄件，其溫度差要求比較大一些。
權利要求
1.無冒口的鋁合金鑄造模具的溫度控制方法，其特徵在於，根據鑄件的外形大小變化的情況選取二個以上的節點，對應於所述節點的所述模具壁體上設置調溫器；在鑄件開啟前的冷凝過程中，自動控制所述調溫器使距離所述模具的澆口相對較近的所述節點對應位置的模具溫度始終高於距離所述澆口相對較遠的前一個所述節點所對應位置的模具溫度。
2.根據權利要求1所述的溫度控制方法，其特徵在於，在對應每一個所述節點的所述模具的壁體上還設置有溫度傳感器，所述溫度傳感器檢測所在位置的模具壁體的溫度並將溫度信號傳送給控制器，所述控制器再自動控制所述調溫器。
3.根據權利要求1或2所述的溫度控制方法，其特徵在於，對應於前後兩個所述節點的所述模具壁體的溫度差為3°C到7V。
4.根據權利要求3所述的溫度控制方法，其特徵在於，對應於前後兩個所述節點的所述模具壁體的溫度差為5°C。
5.根據權利要求1或2所述的溫度控制方法，其特徵在於，將所述節點確定在鑄件的外形突變的部位之間的區域。
全文摘要
無冒口的鋁合金鑄造模具的溫度控制方法，根據鑄件的外形大小變化的情況選取二個以上的節點，對應於所述節點的所述模具壁體上設置調溫器；在鑄件開啟前的冷卻過程中，自動控制所述調溫器使距離所述模具的澆口相對較近的所述節點對應位置的模具溫度始終高於距離所述澆口相對較遠的前一個所述節點所對應位置的模具溫度。由於模具的溫度與模具內鑄件的溫度呈對應的關係，它們之間相互影響，為此對模具的局部位置自動進行冷卻或加熱，並通過檢測和控制模具局部位置的溫度梯度進而來影響型腔內鑄件的冷卻順序，得到順序凝固的結果使鑄件沒有疏鬆、縮孔的問題。由於本發明具有上述特點和優點，可以適用在無冒口的鋁合金鑄造模具中。
文檔編號B22D27/04GK102284696SQ201110145710
公開日2011年12月21日 申請日期2011年5月30日 優先權日2011年5月30日
發明者楊田文, 簡偉文 申請人:佛山市南海奔達模具有限公司