CN202343917U - 一种双液双金属垂直分型锤头的铸型装置 - Google Patents

Abstract

一种双液双金属垂直分型锤头的铸型装置，使生产工艺简捷，明显提高了工作效率和铸件质量；使铸件复合面积为100％，适合于冲击条件恶劣的动态磨损工况，使用安全可靠，使用寿命比普通复合铸件提高1.5-2倍；消除安全隐患，节约大量能源；有效减轻工人的劳动强度，降低了生产成本。是由：前铸型，后铸型，下层内浇口，合型定位锥芯子，铸件芯子，上层直浇口，上层内浇口，冷铁块，下层直浇口，冒口颈，铸件芯子芯头座，合型定位锥芯子芯头座，锤头型腔构成；前铸型的一侧对称设置后铸型，构成铸型；后铸型与前铸型的中部对应对称设置至少两个锤头型腔；至少两个锤头型腔的每个上方设置冒口颈；锤头型腔的上部横向设置至少两个上层内浇口。

Description

一种双液双金属垂直分型锤头的铸型装置

技术领域

本实用新型涉及铸型装置，尤其是一种双液双金属垂直分型锤头的铸型装置。

背景技术

目前，耐磨金属材料铸件广泛用于冶金、矿山、港口、水泥、电力、煤炭、建材等行业，在各个工业门类中，工件及设备因磨损而迅速失效，铸件磨损会引起金属工件灾难性的危害和惊人的经济损失。我国每年因金属材料铸件磨损造成的经济损失高达1千亿人民币，仅磨料磨损每年就消耗300多万吨耐磨金属材料，而且还以每年15％的速度增长。因此高寿命耐磨金属铸件的研制及使用关系到国民经济的长期稳定发展。

国内现有的耐磨铸件使用的材料主要为：奥氏体耐磨高锰钢和高铬白口铸铁，这些材料都属于单一材料。高锰钢只有在冲击力大、应力高、磨料硬的工况下才耐磨。高铬白口铸铁的基体组织为马氏体时，其耐磨性能最好，但是马氏体的抗冲击韧性较差。有些耐磨铸件，虽然经过成分调整，能适当提高铸件韧性，可显著降低铸件在使用中因破碎所造成的人身伤害，但铸件硬度下降，使用寿命降低。因此单一材料铸件在综合性能上表现不如人意。

现有的双金属浇注工艺制造复合铸件的铸型装置，浇注复合铸件保证了工作部分良好的耐磨性，同时又保证其它部位良好的韧性。但用该铸型装置制造的复合铸件，复合面积≤80％，不少属于液体和固体的熔接，双金属界面的结合强度不高，只适用于静态磨损工况，例如衬板。但是对于冲击条件恶劣的动态磨损工况，如锤头，使用中容易出现耐磨层沿双金属界面破碎、脱落、飞出的事故，使生产的铸件在使用时存在较大的安全隐患。

双金属工艺是采用事先在铸型中埋入先期浇好的有特殊结合面的半成品铸件，再浇入复合金属，结合强度较低，工艺繁琐。铸型多数使用水平分型单型浇注，效率也低。

总之，使用现有的铸件的铸型装置生产工艺繁琐，降低了工作效率和铸件质量；使铸件的耐磨性能和抗冲击韧性在综合性能上较差，存在较大的安全隐患；工件及设备因磨损而迅速失效，缩短了使用寿命，浪费大量能源，造成惊人的经济损失；费工、费时、费力，工人的劳动强度大，增加了生产成本。是本领域长期以来急待解决又难以解决的技术难题。

鉴于上述原因，现有铸件的铸型装置需要改进。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种双液双金属垂直分型锤头的铸型装置，使生产工艺简捷，明显提高了工作效率和铸件质量；使铸件复合面积为100％，适合于冲击条件恶劣的动态磨损工况，使用安全可靠，使用寿命比普通复合铸件提高1.5-2倍；消除安全隐患，节约大量能源；有效减轻工人的劳动强度，降低了生产成本。

本实用新型为了实现上述的目的，采用如下的技术方案：一种双液双金属垂直分型锤头的铸型装置，是由：前铸型，后铸型，下层内浇口，合型定位锥芯子，铸件芯子，上层直浇口，上层内浇口，冷铁块，下层直浇口，冒口颈，铸件芯子芯头座，合型定位锥芯子芯头座，锤头型腔构成；前铸型的一侧对称设置后铸型，构成铸型；后铸型与前铸型的中部对应对称设置至少两个锤头型腔；至少两个锤头型腔的每个上方设置冒口颈；锤头型腔的上部横向设置至少两个上层内浇口，上层内浇口的一端竖向设置上层直浇口；锤头型腔的下部横向设置至少两个下层内浇口，下层内浇口的一端竖向设置下层直浇口。

每个锤头型腔内的中上部横向设置至少一个矩形的冷铁块；锤头型腔内的下部设置圆形的铸件芯子芯头座，铸件芯子芯头座内对应设置圆形的铸件芯子。

至少两个锤头型腔的两者之间与锤头型腔下方设置至少三个圆形的合型定位锥芯子芯头座，合型定位锥芯子芯头座内对应设置合型定位锥芯子。

本实用新型的工艺原理是：本实用新型采用水平分型造型合箱紧固，然后翻转90°垂直浇注，将韧性好和硬度高的两种不同材料在液态下浇注成型，制造出耐磨性高与韧性好相结合的双层金属复合材料铸件。该铸件使用的材料为：基体材料使用韧性较好的中碳钢或低合金钢；耐磨表面使用高铬铸铁。

本实用新型浇注工艺采用复合浇注法，具体工艺步骤如下：

首先采用水平分型自硬砂脱箱造型：在双金属界面处预先放入一周冷铁，保证浇注后液体能够可靠分层。为了分双层金属液浇注，浇注位置采用分型面垂直的浇注方法，实现液液牢固结合。

然后将韧性金属材料和耐磨金属材料进行分炉冶炼，待钢液成分均匀后，依次进行初次浇注、复合浇注。此种铸型设计可复合浇注，先后从不同直浇口浇入，韧性金属液浇入底层，耐磨金属液浇入顶层。为了提高效率，每次将三到四对砂型加紧在一起，依次浇注，浇注时间1-1.5min。

铸件凝固后，进行落砂处理；

制件热处理，再进行后期清理。

优化后的浇注温度值：

韧性材料钢液：1450-1550℃；

耐磨材料铁液：1500-1550℃。

工艺指标(工件物理参数)：

韧性材料的冲击韧度a_k≥30J/cm²；

耐磨材料硬度：HRC60-65。

形成铸件孔的芯子和合型双头锥形芯子先安装到到前铸型，合型后套入后铸型相应的芯头座。合型后的铸型的冒口颈上方放置陶瓷保温冒口圈，直浇口处放置陶瓷直浇口管，并围砂；特此说明。

本实用新型的有益效果是：结构简单，生产制造容易，使用安全方便，操作快捷；使生产工艺简捷，明显提高了工作效率和铸件质量；使铸件的耐磨性能和抗冲击韧性在综合性能上大大提高，使铸件复合面积为100％，适合于冲击条件恶劣的动态磨损工况，使用安全可靠，使用寿命比普通复合铸件提高1.5-2倍；避免工件及设备因磨损而迅速失效，延长了使用寿命，有效避免造成惊人的经济损失；消除安全隐患，节约大量能源；省工、省时、省力，有效减轻工人的劳动强度，降低了生产成本。投资低，便于推广。

本实用新型采用双液双金属复合垂直分型浇注工艺，将两种不同性能的材料通过冶金结合复合成一个整体，双金属界面结合牢固，复合面积100％，使制件的基体具有良好的韧性，工作部位具有高的耐磨性，有效地解决了单金属铸件综合使用性能差的缺点。该工艺除用于静态磨损工况下的耐磨铸件外，还可有效应用于动态磨损，尤其是在冲击载荷工况下的耐磨铸件，如锤头、板锤等。使耐磨铸件的使用安全得到保证，同时使用寿命比普通双液双金属产品提高1.5-2倍。

本实用新型通过使铸造工艺参数及过程优化，实现了铸件工作端高耐磨、基体韧性好、双金属界面结合牢固的综合性能，使复合铸件的服役期大幅提高，其使用寿命比传统单一金属铸件提高2-3倍，比普通复合铸件提高1.5-2倍。

本实用新型生产的铸件工艺指标可达到：韧性材料的冲击韧度a_k≥30J/cm²；耐磨材料硬度：HRC60-65。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型的后铸型的结构示意图；

图2是本实用新型的前铸型的结构示意图；

图3是本实用新型的合型定位锥芯子的结构示意图；

图4是本实用新型的铸件芯子的结构示意图；

图1、2、3、4中：前铸型1，后铸型2，下层内浇口3，合型定位锥芯子4，铸件芯子5，上层直浇口6，上层内浇口7，冷铁块8，下层直浇口9，冒口颈10，铸件芯子芯头座11，合型定位锥芯子芯头座12，锤头型腔13。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步说明：

如图所示，前铸型1的一侧对称设置后铸型2，构成铸型；后铸型2与前铸型1的中部对应对称设置至少两个锤头型腔13；至少两个锤头型腔13的每个上方设置冒口颈10；锤头型腔13的上部横向设置至少两个上层内浇口7，上层内浇口7的一端竖向设置上层直浇口6；锤头型腔13的下部横向设置至少两个下层内浇口3，下层内浇口3的一端竖向设置下层直浇口9。

每个锤头型腔13内的中上部横向设置至少一个矩形的冷铁块8；锤头型腔13内的下部设置圆形的铸件芯子芯头座11，铸件芯子芯头座11内对应设置圆形的铸件芯子5。

至少两个锤头型腔13的两者之间与锤头型腔13下方设置至少三个圆形的合型定位锥芯子芯头座12，合型定位锥芯子芯头座12内对应设置合型定位锥芯子4。

Claims (3)

1.一种双液双金属垂直分型锤头的铸型装置，是由：前铸型(1)，后铸型(2)，下层内浇口(3)，合型定位锥芯子(4)，铸件芯子(5)，上层直浇口(6)，上层内浇口(7)，冷铁块(8)，下层直浇口(9)，冒口颈(10)，铸件芯子芯头座(11)，合型定位锥芯子芯头座(12)，锤头型腔(13)构成；其特征在于：前铸型(1)的一侧对称设置后铸型(2)，构成铸型；后铸型(2)与前铸型(1)的中部对应对称设置至少两个锤头型腔(13)；至少两个锤头型腔(13)的每个上方设置冒口颈(10)；锤头型腔(13)的上部横向设置至少两个上层内浇口(7)，上层内浇口(7)的一端竖向设置上层直浇口(6)；锤头型腔(13)的下部横向设置至少两个下层内浇口(3)，下层内浇口(3)的一端竖向设置下层直浇口(9)。

2.根据权利要求1所述的一种双液双金属垂直分型锤头的铸型装置，其特征在于：每个锤头型腔(13)内的中上部横向设置至少一个矩形的冷铁块(8)；锤头型腔(13)内的下部设置圆形的铸件芯子芯头座(11)，铸件芯子芯头座(11)内对应设置圆形的铸件芯子(5)。

3.根据权利要求1所述的一种双液双金属垂直分型锤头的铸型装置，其特征在于：至少两个锤头型腔(13)的两者之间与锤头型腔(13)下方设置至少三个圆形的合型定位锥芯子芯头座(12)，合型定位锥芯子芯头座(12)内对应设置合型定位锥芯子(4)。

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