鑄造不銹鋼薄壁件的覆膜砂模具的制作方法
【專(zhuān)利摘要】鑄造不銹鋼薄壁件的覆膜砂模具，由從上至下依次設(shè)置的蓋模、至少一個(gè)中間模和底模組成，相臨的模與模之間開(kāi)設(shè)有鑄造型腔，在蓋模、中間模和底模內(nèi)設(shè)有相連通的豎澆道，豎澆道的一端在蓋模上設(shè)在澆鑄口，其另一端封堵在底模上，在豎澆道上連通有橫澆道，橫澆道通過(guò)副澆道與鑄造型腔連通，在鑄造型腔上連通有排氣孔。本實(shí)用新型可以鑄造2?3mm厚的不銹鋼鑄件，鑄造成的鑄件不易裂紋，成品率高。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
鑄造不銹鋼薄壁件的覆膜砂模具
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及覆膜砂模具，具體說(shuō)的是鑄造不銹鋼2-3_薄壁件的覆膜砂模具。
【背景技術(shù)】
[0002]目前薄壁鑄件多采用熔模鑄造。熔模鑄造先要制做金屬模具，在射蠟機(jī)上用金屬模具壓制出蠟?zāi)＃瑢蝹€(gè)的蠟?zāi)＝M合到澆鑄系統(tǒng)上形成一棵棵蠟樹(shù)，在蠟樹(shù)上涂敷多層耐火材料，干燥硬化后形成型殼，然后將型殼內(nèi)的蠟熔化使之流出，再將型殼焙燒使之堅(jiān)固，最后再將熔化的液態(tài)金屬澆鑄入型殼中，液態(tài)金屬在型殼中冷卻凝固后即成為所需要的鑄件。
[0003]熔模鑄造優(yōu)點(diǎn):熔模鑄造采用熱殼澆鑄，可以生產(chǎn)出薄壁鑄件，鑄件的最小壁厚已經(jīng)可以做到2毫米，鑄件有著比較高的尺寸精度和表面光潔度，所以可減少機(jī)械加工工作，只是在零件上要求較高的部位留少許加工余量即可，甚至某些鑄件只留打磨、拋光余量不必機(jī)械加工即可使用。
[0004]熔模鑄造缺點(diǎn):熔模鑄造的工序多生產(chǎn)流程復(fù)雜，需要消耗較多的輔助材料、燃料和動(dòng)力，生產(chǎn)成本比較高。熔模鑄造的制殼干燥時(shí)間比較長(zhǎng)生產(chǎn)周期也比較長(zhǎng)。
[0005]薄壁不銹鋼鑄件容易出現(xiàn)的問(wèn)題:薄壁不銹鋼;鑄鋼件在生產(chǎn)過(guò)程中容易出現(xiàn)裂紋;冷隔縮孔;皺皮;澆不足以及砂氣孔缺陷。
[0006]通常解決辦法:熔模澆鑄
[0007]1、鑄造工藝設(shè)計(jì)必須保證快速澆鑄，避免澆鑄時(shí)充型速度過(guò)慢。
[0008]2、鑄型澆鑄前烘烤加熱，提高鑄型溫度。
[0009]3、適當(dāng)提高澆鑄溫度
[0010]4、采用排出低溫鋼液的措施，前期進(jìn)入鑄型的鋼液通過(guò)引流通道排出鑄型?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0011]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種鑄造不銹鋼薄壁件的覆膜砂模具，可以鑄造2-3mm厚的不鎊鋼鑄件，鑄造成的鑄件不易裂紋，成品率尚。
[0012]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，所采用的技術(shù)方案是:鑄造不銹鋼薄壁件的覆膜砂模具，由從上至下依次設(shè)置的蓋模、至少一個(gè)中間模和底模組成，相臨的模與模之間開(kāi)設(shè)有鑄造型腔，在蓋模、中間模和底模內(nèi)設(shè)有相連通的豎澆道，豎澆道的一端在蓋模上設(shè)在澆鑄口，其另一端封堵在底模上，在豎澆道上連通有橫澆道，橫澆道通過(guò)副澆道與鑄造型腔連通，在鑄造型腔上連通有排氣孔。
[0013]本實(shí)用新型所述的橫澆道開(kāi)設(shè)在蓋模與中間模之間、中間模與中間模之間或中間模與底模之間。
[0014]本實(shí)用新型所述的橫澆道開(kāi)設(shè)在相臨的模上，位于上方模的底面開(kāi)設(shè)有上橫澆道，位于下方模的頂面開(kāi)設(shè)有下橫澆道，上橫澆道與下橫澆道相匹配。
[0015]本實(shí)用新型所述的上橫澆道的縱截面高度大于下橫澆道的縱截面高度，上橫澆道的縱截面高度與下橫澆道的縱截面高度的比大于2。
[0016]本實(shí)用新型所述的豎澆道的封堵端的端面低于最下方橫澆道的底面。
[0017]本實(shí)用新型所述的副澆道設(shè)有多條，多條副澆道分別對(duì)稱(chēng)設(shè)置在橫澆道的兩側(cè)。
[0018]本實(shí)用新型所述的副澆道的縱截面為矩形或梯形。
[0019]本實(shí)用新型所述的副澆道開(kāi)設(shè)在相臨模的上方模的底面上。
[0020]本實(shí)用新型所述的副澆道與橫澆道的連通端口的大小大于副澆道與鑄造型腔的連通端口的大小。
[0021]本實(shí)用新型所述的副澆道的縱截面高度與橫澆道的縱截面高度比大于2。
[0022]本實(shí)用新型所述的排氣孔為Z字型孔。
[0023]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0024]1、采用覆膜砂殼芯模澆鑄，該砂種由于其具有高溫潰散性較好，退讓性?xún)?yōu)于樹(shù)脂砂很多，鑄件表面質(zhì)量好，易成形等等優(yōu)點(diǎn)，適合大批量生產(chǎn)。但該砂種發(fā)氣量較大，發(fā)氣速度比普通型砂快很多，過(guò)程操作容易吸濕，整個(gè)制作過(guò)程要嚴(yán)格執(zhí)行好工藝，可根據(jù)需要加設(shè)多層中間模，利用豎澆道-橫澆道-副澆道的澆鑄過(guò)程，凈代鋼水，實(shí)現(xiàn)不銹鋼薄壁件的鑄造。
[0025]2、橫澆道結(jié)構(gòu)工藝:橫澆道分型設(shè)置;上橫澆道位于上模，下橫澆道位于下模，副澆道開(kāi)口在上橫澆道上再與工件型腔相通。該種結(jié)構(gòu)有利于提高鋼水純凈度，且不影響鋼水的鑄入;鋼水重力有利于鋼渣氣孔上浮，砂粒下沉至下橫澆道上，使純凈的鋼水鑄入鑄造型腔，從而提尚工件質(zhì)量。
[0026]3、豎澆道結(jié)構(gòu)位置:遵循原則大小適中，避免和工件澆口直通、正對(duì)，不利于鋼水凈化，豎澆道的封堵端低于最下方橫澆道的底面，可對(duì)流下的鋼水進(jìn)行沉渣，凈化鋼水。
[0027]4、副澆道的結(jié)構(gòu):副澆道均勻設(shè)置在橫澆道的兩側(cè)，實(shí)現(xiàn)兩側(cè)均勻澆鑄，同時(shí)，將副澆道設(shè)置為副澆道與橫澆道的連通端口的大小大于副澆道與鑄造型腔的連通端口的大小，加速鑄入鋼水的流動(dòng)，防止鋼水因鑄入慢出現(xiàn)澆不足及變形。
[0028]5、橫澆道與副澆道的高度比:副澆道的縱截面高度與橫澆道的縱截面高度比大于2，改變鑄入口的大小，副澆道與橫澆道連通口為冒口，冒口尺寸設(shè)計(jì)要合理，一般滿(mǎn)足鑄件模數(shù)即可，冒口過(guò)大，其凝固過(guò)程相對(duì)緩慢，使冒口附件區(qū)域所受到的凝固收縮拉應(yīng)力較大，鑄件容易出現(xiàn)熱裂紋；冒口設(shè)計(jì)位置一般都分布在鑄件壁厚相對(duì)工件宜切割相對(duì)最薄處，現(xiàn)有的的流向?yàn)楹裉幜飨虮√帲緦?shí)用新型鋼水從薄處流向厚處有利于工件成型，避免鋼水溫度降低澆不足出現(xiàn)冷隔縮孔皺皮等，凝固相對(duì)均衡，達(dá)到提高工件成品率。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0030]圖2為本實(shí)用新型的蓋模的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖3為本實(shí)用新型的中間模的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖4為本實(shí)用新型的底模的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖5為本實(shí)用新型的蓋模的仰視立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖6為本實(shí)用新型的中間模的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖7為本實(shí)用新型的底模的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖8為本實(shí)用新型的澆道的透視圖；
[0037]圖9為本實(shí)用新型的副澆道的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖中:1、蓋模，2、中間模，3、底模，4、鑄造型腔，5、豎澆道，501、封堵端，6、橫澆道，601、上橫澆道，602、下橫澆道，7、副澆道，701、冒口，8、排氣孔，9、澆口杯，10、螺桿。
【具體實(shí)施方式】
[0039]如圖所示，根據(jù)鑄件圖紙制作覆膜砂殼型模型，分底模；中間模;蓋模。蓋模、中間模和底模從上至下依次設(shè)置，在蓋模、中間模、底模殼型中部設(shè)有垂直貫穿覆膜砂殼型豎澆道;該豎澆道為圓柱形，連通三個(gè)模，蓋模內(nèi)的豎澆道與蓋模頂部的澆口杯連接，底模內(nèi)的豎澆道尾端封堵。鑄件型腔分布于橫澆道兩側(cè)，對(duì)稱(chēng)分布，且在上下相臨的兩個(gè)模各開(kāi)一部分模腔，組成完整鑄件型腔，鑄件型腔為4個(gè)、8個(gè)、12個(gè)、16個(gè)矩形分布于豎直澆道兩側(cè)，豎澆道避免和鑄件型腔副澆道直通，底模、中間模、蓋模的四周連接有陰陽(yáng)子口密封相連；中間模殼可疊多層。各層疊加密封完成后用螺桿壓緊模殼。澆口杯連接于蓋模豎澆道處，子口連接，澆鑄高溫的液態(tài)不銹鋼材料即得鑄件。
[0040]豎澆道垂直設(shè)置在各模層中心，呈圓柱型，橫澆道水平設(shè)置并與豎澆道垂直，豎澆道與橫澆道的連通處為平滑過(guò)渡，橫澆道設(shè)置在各模層之間，在橫澆道上連通有副澆道，副澆道再與鑄造型腔連通，副澆道與鑄造型腔的連通端口位于鑄造型腔上部，采用覆膜砂殼芯模澆鑄，該砂種由于其具有高溫潰散性較好，退讓性?xún)?yōu)于樹(shù)脂砂很多，鑄件表面質(zhì)量好，易成形等等優(yōu)點(diǎn)，適合大批量生產(chǎn)。但該砂種發(fā)氣量較大，發(fā)氣速度比普通型砂快很多，過(guò)程操作容易吸濕，通過(guò)該種連通方式將鋼水雜質(zhì)凈化。
[0041]副澆道的最優(yōu)設(shè)置形式為，以4條、8條12條、16條的形式對(duì)稱(chēng)設(shè)置在橫澆道的兩側(cè)，即，即保證豎澆道兩側(cè)的副澆道為偶數(shù)，又要保證副澆道總數(shù)為偶數(shù)，防止不對(duì)稱(chēng)，在澆鑄時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題。
[0042]橫澆道可開(kāi)設(shè)在蓋模與中間模之間、中間模與中間模之間或中間模與底模之間?？蓡为?dú)開(kāi)設(shè)在蓋模底面、中間模頂面，中間模底面或底模頂面上。
[0043]橫澆道另一種開(kāi)設(shè)形式為，開(kāi)設(shè)在相臨的模上，位于上方模的底面開(kāi)設(shè)有上橫澆道，位于下方模的頂面開(kāi)設(shè)有下橫澆道，上橫澆道與下橫澆道相匹配，上橫澆道與下橫澆道拼合在一起，組成梯形腔道即為橫澆道，梯形腔道上窄下寬，橫澆道四角開(kāi)圓弧倒角。上橫澆道的縱截面高度大于下橫澆道的縱截面高度，上橫澆道的縱截面高度與下橫澆道的縱截面高度的比大于2。兩者的縱截面高度比優(yōu)選為3、3.5、4、4.5、5。該種結(jié)構(gòu)有利于提高鋼水純凈度;鋼水重力有利于鋼渣氣孔上浮，砂粒下沉從而提高工件質(zhì)量。
[0044]副澆道開(kāi)設(shè)在相臨模的上方模的底面上，以蓋模與中間模為例，蓋模底面上開(kāi)設(shè)上橫澆道，中間模頂面開(kāi)設(shè)下橫澆道，在上橫澆道上開(kāi)設(shè)多條副澆道，副澆道與鑄造型腔連通端口為冒口。副澆道的縱截面高度與橫澆道的縱截面高度比大于2，兩者的縱截面高度比優(yōu)選為 3、3.5、4、4.5、5。
[0045]副澆道選用結(jié)構(gòu)為長(zhǎng)方體或鍥形，副澆道與橫澆道口的連通端口為矩形，副澆道與橫澆道的連通端口的大小大于副澆道與鑄造型腔的連通端口的大小，連通端口大小的改變?yōu)橐粋€(gè)漸變過(guò)程，屬于平滑變化，在副澆道的四個(gè)邊開(kāi)設(shè)圓弧倒角，使鋼水的注入更為流暢，最優(yōu)設(shè)置形式為，副澆道與橫澆道的連接端為傾斜過(guò)度，與傾斜端連通的一端為長(zhǎng)方體。
[0046]薄壁件其凝固過(guò)程復(fù)雜，鑄造過(guò)程影響因素很多，質(zhì)量控制難度大，常易出現(xiàn)裂紋、變形、澆不足以及砂氣孔問(wèn)題。因此，對(duì)于薄壁鑄鋼件的工藝設(shè)計(jì)方法和思路與一般的鑄件的設(shè)計(jì)有著較大的不同。其工藝設(shè)計(jì)更注重要求合理的地開(kāi)設(shè)澆冒口。
[0047]冒口位置選擇原則:冒口尺寸設(shè)計(jì)要合理，一般滿(mǎn)足鑄件模數(shù)即可，冒口過(guò)大，其凝固過(guò)程相對(duì)緩慢，使冒口附件區(qū)域所受到的凝固收縮拉應(yīng)力較大，鑄件容易出現(xiàn)熱裂紋；冒口設(shè)計(jì)位置一般都分布在鑄件壁厚相對(duì)工件宜切割相對(duì)最薄處(最大不同)。鋼水從薄處流向厚處有利于工件成型，避免鋼水溫度降低澆不足出現(xiàn)冷隔縮孔皺皮等，凝固相對(duì)均衡，達(dá)到提尚工件成品率。
[0048]鑄造不銹鋼薄壁件的鑄造方法:
[0049]步驟一、根據(jù)鑄件圖紙制作覆膜砂殼型模型，制成底模、中間模和蓋模，將底模、中間模、蓋模以從下至上的方式，依次疊箱壓緊。
[0050]步驟二、將饒鑄溫度為1650-1700 °C的鋼水由蓋模上的豎饒道注入，鋼水依次通過(guò)豎澆道、橫澆道、副澆道注入鑄造型腔，在1-3分鐘內(nèi)澆鑄完成。
[0051 ]步驟三、自然冷卻至室溫，完成鑄造。
[0052]疊箱澆鑄:疊箱澆鑄提高鋼水澆鑄重力能更好成型。大批量生產(chǎn)降低成本提高效率。
[0053]通過(guò)大量實(shí)踐新工藝結(jié)構(gòu)適合各種薄壁件成品率;高鋼水利用率大大提高質(zhì)量穩(wěn)定成本低；充型能力強(qiáng);可以生產(chǎn)出薄壁鑄件和細(xì)微的文字圖案如商標(biāo)、規(guī)格型號(hào)等，鑄件的最小壁厚已經(jīng)可以做到2.5—3毫米，新工藝采用覆膜砂同樣達(dá)到熔模特點(diǎn)有著比較高的尺寸精度和表面光潔度，所以可減少機(jī)械加工工作，只是在零件上要求較高的部位留少許加工余量即可，甚至某些鑄件只留打磨、拋光余量不必機(jī)械加工即可使用，基本上可以代替熔模鑄造精密件。
[0054]排氣孔與鑄造型腔連通，設(shè)置在模與模接觸面之間，將排氣孔開(kāi)設(shè)為Z字型孔，該種結(jié)構(gòu)的排氣孔可以在澆鑄時(shí)將模具內(nèi)的多余氣死排出，直至澆鑄完成，同時(shí)，該結(jié)構(gòu)可以防止鑄造型腔內(nèi)的鋼水注出，因覆膜砂自身具有一定的排氣功能，只需要該種小口式排氣孔即可完成排氣工作。
[0055]鑄造過(guò)程采用自然冷卻，覆膜砂受鋼水加熱后吸熱，在自然冷卻內(nèi)起到保溫作用，通過(guò)保溫實(shí)現(xiàn)的冷卻，使不銹鋼成型內(nèi)部結(jié)晶更細(xì)膩，內(nèi)部應(yīng)力小，不易變形、裂紋，工件成品率高，而不需要另外的保溫工作實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單。
[0056]為更一步合理利用覆膜砂內(nèi)的空間，可在副澆道上開(kāi)分支，將鑄造型腔開(kāi)設(shè)在副澆道四周，實(shí)現(xiàn)同時(shí)澆注，可開(kāi)設(shè)不同形狀的鑄造型腔，適合于小型件的鑄造。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.鑄造不銹鋼薄壁件的覆膜砂模具，其特征在于:由從上至下依次設(shè)置的蓋模(1)、至少一個(gè)中間模(2)和底模(3)組成，相臨的模與模之間開(kāi)設(shè)有鑄造型腔(4)，在蓋模(1)、中間模(2)和底模(3)內(nèi)設(shè)有相連通的豎澆道(5)，豎澆道(5)的一端在蓋模(I)為開(kāi)口，其另一端封堵在底模(3)上，在豎澆道(5)上連通有橫澆道(6)，橫澆道(6)通過(guò)副澆道(7)與鑄造型腔(4)連通，在鑄造型腔(4)上連通有排氣孔(8)。2.如權(quán)利要求1所述的鑄造不銹鋼薄壁件的覆膜砂模具，其特征在于:所述的橫澆道(6)開(kāi)設(shè)在蓋模(I)與中間模(2)之間、中間模(2)與中間模(2)之間或中間模(2)與底模(3)之間。3.如權(quán)利要求1所述的鑄造不銹鋼薄壁件的覆膜砂模具，其特征在于:所述的橫澆道(6)開(kāi)設(shè)在相臨的模上，位于上方模的底面開(kāi)設(shè)有上橫澆道(601)，位于下方模的頂面開(kāi)設(shè)有下橫澆道(602)，上橫澆道(601)與下橫澆道(602)相匹配。4.如權(quán)利要求3所述的鑄造不銹鋼薄壁件的覆膜砂模具，其特征在于:所述的上橫澆道(601)的縱截面高度大于下橫澆道(602)的縱截面高度，上橫澆道(601)的縱截面高度與下橫澆道(602)的縱截面高度的比大于2。5.如權(quán)利要求1所述的鑄造不銹鋼薄壁件的覆膜砂模具，其特征在于:所述的豎澆道(5)的封堵端(501)的端面低于最下方橫饒道(6)的底面。6.如權(quán)利要求1所述的鑄造不銹鋼薄壁件的覆膜砂模具，其特征在于:所述的副澆道(7)設(shè)有多條，多條副澆道(7)分別對(duì)稱(chēng)設(shè)置在橫澆道(6)的兩側(cè)。7.如權(quán)利要求1所述的鑄造不銹鋼薄壁件的覆膜砂模具，其特征在于:所述的副澆道(7)的縱截面為矩形或梯形。8.如權(quán)利要求1所述的鑄造不銹鋼薄壁件的覆膜砂模具，其特征在于:所述的副澆道(7)開(kāi)設(shè)在相臨模的上方模的底面上。9.如權(quán)利要求1所述的鑄造不銹鋼薄壁件的覆膜砂模具，其特征在于:所述的副澆道(7)與橫澆道(6)的連通端口的大小大于副澆道(7)與鑄造型腔(4)的連通端口的大小。10.如權(quán)利要求1所述的鑄造不銹鋼薄壁件的覆膜砂模具，其特征在于:所述的副澆道(7)的縱截面高度與橫澆道(6)的縱截面高度比大于2。
【文檔編號(hào)】B22C9/02GK205587613SQ201620357097
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年4月26日
【發(fā)明人】張建
【申請(qǐng)人】張建