[发明专利]一种用挤压铸造模具制备机场跑道中线灯上盖毛坯的方法

说明书

一种机场跑道中线灯上盖毛坯用挤压铸造模具及其采用该模具制备灯上盖毛坯的方法，模具分为上半型和下半型两部分，采用Al‑Cu系ZL205A和直接挤压铸造工艺制造灯盖毛坯，直接挤压铸造合型时模具阳模冲头插入铝液中，将部分铝液向上反挤，以充填由凹型和阳模冲头形成的封闭型腔，并升压和保压至铸件凝固。本发明的工艺在铝液浇入凹型后，靠阳模冲头加压完成铸件的成形，阳模冲头直接加压于铸件的上端面和内表面，加压效果极佳，本发明的模具结构合理，工艺简单，金属利用率高，有效改善铸件内部质量，提高铸件力学性能，制备的灯上盖毛坯具有较好的综合力学性能和性能均一性，同等情况下所铸铸件性能优于间接挤压铸造，达到国际先进水平。

技术领域

本发明属于金属加工技术领域，涉及一种机场跑道中线灯上盖毛坯用挤压铸造模具及其采用该模具制备灯上盖毛坯的方法。

背景技术

机场跑道中线灯是飞机着陆时的航标灯，机场跑道中线灯上盖(简称：灯上盖)与灯体相连，是灯具的重要受力部件，可能承受飞机起降的巨大冲击，因此，灯上盖必须具有优良的综合力学性能。若采用传统的砂型铸造,合金凝固速度慢,晶粒粗大,在灯上盖厚大部位常出现缩孔、疏松等缺陷，且铸件表面粗糙，精度低，易形成裂纹。

灯上盖制造工艺主要为锻造，国内由于锻造近净成形水平较低，技术人员转而采用挤压铸造工艺研制灯上盖。武汉理工大学、江苏大学、苏州三基铸造装备股份有限公司的罗继相、程科升、万里等人先后采用Al-Si系A356合金和间接挤压铸造工艺试制灯上盖毛坯。在浇注温度640℃～670℃，模具温度240℃，挤压压力100MPa，冲头速度0.10m/s～0.12m/s时，铸件外观无铸造缺陷，表面粗糙度良好；T6状态下，铸件抗拉强度和伸长率分别达到297MPa、9.4％。

间接挤压铸造情况下，铸件是在已合型闭锁的型腔中成形，不受金属浇注量的影响，因而铸件尺寸精度高，但因阳模冲头间接或只部分地加压于铸件，加压效果不佳，铸件综合力学性能和性能均一性相对较差，而且留有料饼及内浇道，金属利用率稍低，不能满足灯上盖对力学性能的更高要求。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种结构设计合理的机场跑道中线灯上盖毛坯用挤压铸造模具。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种采用上述模具制备灯上盖毛坯的方法，采用直接挤压铸造工艺成形，具有工艺简单合理、质量好的特点，制备的灯上盖毛坯具有较好的综合力学性能和性能均一性。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种机场跑道中线灯上盖毛坯用挤压铸造模具，其特征在于：该灯上盖毛坯挤压铸造模具分为上半型和下半型两部分，其中上半型包括上模板、上退料板、上退料夹板、上连板、上打料杆以及阳模组件，上半型通过上模板固定在液压机活动滑块上；上退料板与上退料夹板固定连接后设置在上模板的下方，上退料板的上端与液压机打料油缸相接触，上退料夹板的下方设有蝶形弹簧，上连板设置在上模板的下边缘，阳模组件是由从内而外依次连接的阳模内芯、阳模内套、阳模和阳模外套组成，阳模外套的上端通过螺栓与上连板、蝶形弹簧相连接，上打料杆的上端通过上退料夹板固定在上退料板上，上打料杆的下端穿过阳模与灯上盖毛坯的上端相抵；

下半型包括阴模组件、下模板、下退料夹板、下退料板、下连板、下中心打料杆、下圆周打料杆和回复杆，下半型通过下模板固定在液压机工作台上；下退料板和下退料夹板固定连接后设置在下模板的上方，下退料板的下端与顶塞相接触，顶塞与液压机顶出油缸相连接，阴模组件是由阴模和阴模外套连接而成，阴模外套的下端通过下连板与下模板连接，阴模外套的上端与阳模外套之间设有定位保护机构，下中心打料杆、下圆周打料杆和回复杆通过下退料夹板固定在下退料板上。

作为改进，所述定位保护机构是由定位保护销和定位保护套组成，阳模外套的外边缘底部凹设有一缺口，定位保护销通过紧固螺钉固定在阳模外套底部的缺口位置，定位保护套通过紧固螺钉固定在阴模外套的上端面与定位保护销相对应，当模具闭合时，定位保护销与定位保护套需先于阳模与阴模外套接触。