本發(fā)明涉及真空壓鑄和一體化壓鑄，尤其涉及一種測量真空與非真空壓鑄金屬流動性和機(jī)械性能的模具。

背景技術(shù)：

1、真空壓鑄技術(shù)是一種先進(jìn)的金屬成型工藝，它結(jié)合了傳統(tǒng)壓鑄技術(shù)與真空處理手段，能夠顯著提升壓鑄件的質(zhì)量和性能。由于真空壓鑄技術(shù)具有顯著改善壓鑄件氣孔與疏松、表面質(zhì)量、流動性的特點(diǎn)，它被廣泛應(yīng)用于需要高產(chǎn)品性能的行業(yè)，例如：航空航天、兵器、船舶、儀表、閥體、家電、汽車等領(lǐng)域。伴隨著在汽車領(lǐng)域一體化壓鑄技術(shù)的出現(xiàn)，可以實(shí)現(xiàn)將原本由七十多個零部件焊接而成的結(jié)構(gòu)簡化為一個大型一體壓鑄件，推動了汽車制造業(yè)尤其是電動汽車產(chǎn)業(yè)輕量化，同時助力社會向碳中和邁進(jìn)了重要一步。但是一體壓鑄件的成型需要金屬具有良好的流動性能，可以在末端停止流動前充滿模具并可以在降溫過程中實(shí)現(xiàn)補(bǔ)縮，減少缺陷的形成。在金屬具有高流動性的基礎(chǔ)上，還需要確保金屬同時具有良好的機(jī)械性能。

2、目前用于壓鑄條件下的測試模具主要為板片狀流道和棒狀流道，分別用于試樣板和試樣棒的獲取。此類流道設(shè)計主要用于測試真空及非真空壓鑄件的力學(xué)性能，例如：屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、斷后延伸率、彈性模量等；且此類流道的總流長介于170mm至200mm之間，對于金屬流動性能測試來說，這類模具的流長遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到觀測到流動停止帶形成的長度。

3、而對于大型一體化壓鑄件的金屬流動性和機(jī)械性能問題，目前用于壓鑄條件下的測試模具由于測試流道設(shè)計等因素，難以得到可靠的金屬流動性能和機(jī)械性能的測試結(jié)果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種測量真空與非真空壓鑄金屬流動性和機(jī)械性能的模具，對于大型一體化壓鑄件的金屬流動性和機(jī)械性能問題，確保在壓鑄方式不變的前提下，實(shí)現(xiàn)在真空及非真空壓鑄過程對金屬流動性能和機(jī)械性能的可靠且有效的測量。

2、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的測量真空與非真空壓鑄金屬流動性和機(jī)械性能的模具，包括：

3、流道模塊，所述流道模塊上設(shè)有測試流道，所述測試流道包括流動性測試流道，所述流動性測試流道包括多個直流道和多個半圓弧流道，多個所述直流道和多個所述半圓弧流道依次交替相連形成蛇形流道；所述流動性測試流道的截面形狀呈梯形，且所述梯形的短底邊與兩個側(cè)邊通過倒角圓弧相連，所述梯形的長底邊與兩個所述側(cè)邊直接相連。

4、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的測量真空與非真空壓鑄金屬流動性和機(jī)械性能的模具，一方面，由于流道模塊上的流動性測試流道呈蛇形且包括直流道和半圓弧流道，直流道和半圓弧流道可以分別代表大型一體化壓鑄件中的平整部分和非平整部分(如彎折處)，即采用流動性測試流道能模擬一體化壓鑄中的實(shí)際結(jié)構(gòu)，可以適配真空及非真空高壓壓鑄條件下的金屬流動性能測試；另一方面，流動性測試流道的截面形狀呈梯形，且梯形的短底邊與兩個側(cè)邊通過倒角圓弧相連，梯形的長底邊與兩個側(cè)邊直接相連，這樣便于區(qū)分由流動性測試流道獲得的流動性測試試樣件的四個面(如流動性測試試樣件的的正反面和上下面)，以便通過流動性測試試樣件研究金屬液體在流道模塊的流動性測試流道的不同部位流動方式的差異；再一方面，流動性測試流道可以測試的金屬凝固溫度區(qū)間范圍寬，即可以對凝固區(qū)間在30k至200k之間的金屬進(jìn)行流動性能測試；由此，可以獲得可靠且有效的金屬流動性的測量結(jié)果。通過截取流動性測試試樣件的位于兩兩相鄰的兩個圓弧段部分之間的直線段部分，并將截取的直線段部分進(jìn)行金屬的機(jī)械性能測試，可以獲得可靠且有效的金屬機(jī)械性能的測量結(jié)果。

5、本發(fā)明實(shí)施例的測量真空與非真空壓鑄金屬流動性和機(jī)械性能的模具，可針對金屬在真空及非真空壓鑄條件下的流動性能，可以在得到有效金屬流動性能數(shù)據(jù)的同時，測量金屬的機(jī)械性能，并使測試模具中的工藝條件和鑄件特征能夠代表實(shí)際一體化壓鑄件的問題，從而進(jìn)一步優(yōu)化大型一體化成型工藝和金屬性能。

6、在一些實(shí)施例中，所述流動性測試流道的長度大于1700mm。

7、在一些實(shí)施例中，所述流動性測試流道的橫縱比可變。

8、在一些實(shí)施例中，所述流動性測試流道的橫縱比的變化范圍為5:1～3:1。

9、在一些實(shí)施例中，所述測試流道還包括兩個試樣棒測試流道，兩個所述試樣棒測試流道對稱地分布在所述流動性測試流道的兩側(cè)。

10、在一些實(shí)施例中，還包括澆口模塊，所述澆口模塊上設(shè)有預(yù)結(jié)晶破碎和收集流道，所述澆口預(yù)結(jié)晶破碎和收集流道的出口與所述測試流道的入口相連。

11、在一些實(shí)施例中，還包括分流錐模塊，所述分流錐模塊包括彼此相連的料餅部和直澆道部，所述直澆道部的出口與所述澆口預(yù)結(jié)晶破碎和收集流道的入口相連。

12、在一些實(shí)施例中，所述分流錐模塊還包括緩沖槽部，所述緩沖槽部和所述直澆道部相對布置在所述料餅部的一端，所述緩沖槽部的槽敞口朝向所述料餅部的空腔。

13、在一些實(shí)施例中，還包括一體式排氣波板模塊，所述一體式排氣波板模塊包括依次相連的波板入口部、波板主體部和真空設(shè)備安裝部，所述波板入口部與所述測試流道的出口對應(yīng)相連，所述波板主體部包括自所述波板入口部向所述真空設(shè)備安裝部排列的齒槽結(jié)構(gòu)，以形成波浪形彎折流道，所述真空設(shè)備安裝部用于與真空設(shè)備相連。

14、在一些實(shí)施例中，所述波板主體部由一體式的一塊波板部構(gòu)成，所述波板入口部為一個，所述測試流道的出口為一個；或者，所述波板主體部由分離式的多塊波板部構(gòu)成，所述波板入口部為多個，所述測試流道的出口為多個，且所述波板部的數(shù)量、所述波板入口部的數(shù)量和所述測試流道的出口的數(shù)量相同。

15、本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

技術(shù)特征：

1.一種測量真空與非真空壓鑄金屬流動性和機(jī)械性能的模具，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量真空與非真空壓鑄金屬流動性和機(jī)械性能的模具，其特征在于，所述流動性測試流道的長度大于1700mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量真空與非真空壓鑄金屬流動性和機(jī)械性能的模具，其特征在于，所述流動性測試流道的橫縱比可變。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測量真空與非真空壓鑄金屬流動性和機(jī)械性能的模具，其特征在于，所述流動性測試流道的橫縱比的變化范圍為5:1～3:1。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量真空與非真空壓鑄金屬流動性和機(jī)械性能的模具，其特征在于，所述測試流道還包括兩個試樣棒測試流道，兩個所述試樣棒測試流道對稱地分布在所述流動性測試流道的兩側(cè)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的測量真空與非真空壓鑄金屬流動性和機(jī)械性能的模具，其特征在于，還包括澆口模塊，所述澆口模塊上設(shè)有預(yù)結(jié)晶破碎和收集流道，所述澆口預(yù)結(jié)晶破碎和收集流道的出口與所述測試流道的入口相連。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測量真空與非真空壓鑄金屬流動性和機(jī)械性能的模具，其特征在于，還包括分流錐模塊，所述分流錐模塊包括彼此相連的料餅部和直澆道部，所述直澆道部的出口與所述澆口預(yù)結(jié)晶破碎和收集流道的入口相連。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的測量真空與非真空壓鑄金屬流動性和機(jī)械性能的模具，其特征在于，所述分流錐模塊還包括緩沖槽部，所述緩沖槽部和所述直澆道部相對布置在所述料餅部的一端，所述緩沖槽部的槽敞口朝向所述料餅部的空腔。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的測量真空與非真空壓鑄金屬流動性和機(jī)械性能的模具，其特征在于，還包括一體式排氣波板模塊，所述一體式排氣波板模塊包括依次相連的波板入口部、波板主體部和真空設(shè)備安裝部，所述波板入口部與所述測試流道的出口對應(yīng)相連，所述波板主體部包括自所述波板入口部向所述真空設(shè)備安裝部排列的齒槽結(jié)構(gòu)，以形成波浪形彎折流道，所述真空設(shè)備安裝部用于與真空設(shè)備相連。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的測量真空與非真空壓鑄金屬流動性和機(jī)械性能的模具，其特征在于，所述波板主體部由一體式的一塊波板部構(gòu)成，所述波板入口部為一個，所述測試流道的出口為一個；或者，所述波板主體部由分離式的多塊波板部構(gòu)成，所述波板入口部為多個，所述測試流道的出口為多個，且所述波板部的數(shù)量、所述波板入口部的數(shù)量和所述測試流道的出口的數(shù)量相同。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種測量真空與非真空壓鑄金屬流動性和機(jī)械性能的模具，包括流道模塊，流道模塊上設(shè)有測試流道，測試流道包括流動性測試流道，流動性測試流道包括多個直流道和多個半圓弧流道，多個直流道和多個半圓弧流道依次交替相連形成蛇形流道；流動性測試流道的截面形狀呈梯形，且梯形的短底邊與兩個側(cè)邊通過倒角圓弧相連，梯形的長底邊與兩個側(cè)邊直接相連。本發(fā)明對于大型一體化壓鑄件的金屬流動性和機(jī)械性能問題，確保在壓鑄方式不變的前提下，實(shí)現(xiàn)在真空及非真空壓鑄過程對金屬流動性能和機(jī)械性能的可靠且有效的測量。

技術(shù)研發(fā)人員：熊守美,何祖年,劉亦賢,王鵬展
受保護(hù)的技術(shù)使用者：清華大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21