CN209393930U - 一种铁合金浇铸机的铜模具 - Google Patents

Abstract

一种铁合金浇铸机的铜模具，包括模具本体，模具本体的上表面上设有浇铸成型槽，其特征在于：所述模具本体由铜材制成，模具本体的下表面上设有散热凹槽。本实用新型的铜模具具有良好的导热性能和吸热能力，能够快速冷却高温铁合金液体以形成浇铸产品，且使用寿命长，应用在铁合金浇铸机上，既能够提高生产效率，又能够确保铁合金浇铸机长时间持续正常运行，满足铁合金浇铸机持续、稳定、大产量的要求。

Description

一种铁合金浇铸机的铜模具

技术领域

本实用新型涉及铁合金产品浇铸成型技术领域，具体涉及一种铁合金浇铸机的铜模具。

背景技术

铁合金是指除碳（C）以外的非金属或金属元素与铁组成的合金。铁合金的种类很多，包括硅铁、硅锰、锰铁、铝铁、铬铁、镍铁等系列铁合金。铁合金约90%比例直接用于炼钢，作为炼钢过程中的脱氧脱硫剂和合金添加剂，另约10%用于其他铁合金生产原料、有色金属冶炼、化学工业等。

目前铁合金浇铸成型方式主要有地坑浇铸、铸铁锭模浇铸和浇铸机浇铸。随着铁合金矿热炉大型化、环保要求、人工成本、浇铸和破碎一体化等趋势，浇铸机浇铸的方式会成为未来的主流。

浇铸机上设有大量的模具，用于铁合金液体的凝固和成型，各种铁合金熔化后的温度都在1000℃以上，高温液体需流入到浇铸机的模具中，靠模具自身材料的吸热能力与高温液体之间发生热交换。

目前浇铸机上的模具，普遍采用铸铁结构模具，其材质为铸铁。模具在使用过程中会长时间反复冷热交替，而铸铁属于脆性材料，延伸率在7%左右，长期反复冷热交替变化，容易因局部的热疲劳不均匀而引起模具局部位置开裂或破碎，影响模具的使用寿命；而且，铸铁导热率非常低，散热慢，影响生产效率，因此铸铁结构模具无法满足铁合金浇铸机持续、稳定、大产量的要求。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种铁合金浇铸机的铜模具，这种铜模具具有良好的导热性能和吸热能力，能够快速冷却高温铁合金液体以形成浇铸产品，且使用寿命长，有利于确保浇铸机长时间持续正常运行。采用的技术方案如下：

一种铁合金浇铸机的铜模具，包括模具本体，模具本体的上表面上设有浇铸成型槽，其特征在于：所述模具本体由铜材制成，模具本体的下表面上设有散热凹槽。

本实用新型的铜模具的模具本体采用铜材制成，利用铜材良好的导热性能和吸热能力（铜材的吸热能力大约是铸铁的3倍），能够快速将高温铁合金液体的热量传导至铜模具本体内部，使得高温铁合金液体慢慢凝固成固态；在模具本体下表面上开有散热凹槽，可在浇铸机下部设置喷磷装置或喷水装置，将磷或水喷到模具本体下表面上的散热凹槽中，磷或水与模具本体发生热交换，将模具本体上的热量带走，既可以使铜模具的温度适当降低，有利于提高铜模具的使用寿命，又可以加快冷却模具本体及浇铸产品。而且铜材具有一定的延展性，其延伸率在40%以上，因此在冷热变化的过程中能较大程度保持铜材的材料性能，不容易引起铜模具局部开裂，提高了铜模具的使用寿命。这样，将本实用新型的铜模具应用在铁合金浇铸机上，既能够提高生产效率，又能够确保铁合金浇铸机长时间持续正常运行，满足铁合金浇铸机持续、稳定、大产量的要求。

用于制作模具本体的铜材可以是纯铜或铜合金，例如牌号为TU1、TU2、TP1的纯铜材质，或铬锆铜合金材料。纯铜具备优良的导热性能，但强度略低。铜合金比如铬锆铜合金材料，其再结晶温度（大约为480℃）高于纯铜，常温条件下抗拉强度接近普通纯铜的两倍，高温抗软化能力优于纯铜，虽然导热率略低于纯铜，但是从强度方面有利于提高铜模具的使用寿命。可采用锻压或铸造铜块，通过机加工外形制作模具本体。

优选方案中，上述铜模具还包括两个翼板，两个翼板分别设于模具本体的左右两端。两个翼板用于将铜模具连接到铁合金浇铸机的模具输送机构上。上述翼板上通常设有多个连接孔（如两个连接孔），用于翼板与模具输送机构的连接。

更优选方案中，上述模具本体的左右两端分别设有多个左右走向的螺孔，各螺孔中分别安装有螺钉，通过螺钉将翼板固定安装在模具本体上，并且翼板靠近模具本体的一端与模具本体焊接。通过螺钉和焊接的双重固定，使翼板与模具本体连接牢固，即使长期在高温条件下运行，翼板与模具本体之间也不易脱离。

更进一步的优选方案中，上述螺钉采用圆柱头内六角螺钉；翼板上与所述螺孔对应的位置设有左右走向的通孔，通孔中设有限位台阶，螺钉处在对应的通孔中，螺钉的螺杆与对应的螺孔旋合，螺钉的头部与限位台阶紧密接触，螺钉的头部和模具本体共同将翼板夹紧。通常，在螺钉的头部与限位台阶之间设有弹簧垫圈。

优选方案中，上述模具本体的上表面上设有多个浇铸成型槽。这多个浇铸成型槽通常在模具本体的上表面上均匀分布。

优选方案中，上述浇铸成型槽的横截面面积自下至上逐渐增大，例如浇铸成型槽的腔体呈下小上大的圆锥状或圆台状（或近似圆台状）。采用这种结构的浇铸成型槽，有利于铁合金凝固后浇铸产品顺利脱离模具本体。当高温铁合金液体在浇铸成型槽里慢慢凝固之后，使铜模具翻转，因浇铸成型槽开口大而底部小，翻转的过程中浇铸产品大端在下而小端在上，方便凝固后铁合金产品脱离模具本体。

优选方案中，上述浇铸成型槽的内表面上设有锆喷涂层、钛喷涂层或镍喷涂层。锆、钛、镍为难熔金属材料，通过设置上述锆喷涂层、钛喷涂层或镍喷涂层，能够减少高温铁合金液体对浇铸成型槽的冲击磨损，进一步延长铜模具的使用寿命。

优选方案中，上述模具本体的下表面上设有多个散热凹槽。这多个散热凹槽通常在模具本体的下表面上均匀分布。散热凹槽的形状可以是长方形，亦可以是圆形或椭圆形等其他形状。

本实用新型的铜模具具有良好的导热性能和吸热能力，能够快速冷却高温铁合金液体以形成浇铸产品，且使用寿命长，应用在铁合金浇铸机上，既能够提高生产效率，又能够确保铁合金浇铸机长时间持续正常运行，满足铁合金浇铸机持续、稳定、大产量的要求。

附图说明

图1是本实用新型优选实施例的结构示意图（俯视方向）；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是图2的仰视图；

图4是图2的左视图；

图5是图4的B-B剖视图（局部）。

具体实施方式

如图1-图5所示，这种铁合金浇铸机的铜模具包括模具本体1和两个翼板2，两个翼板2分别设于模具本体1的左右两端。模具本体1由铜材制成，模具本体1的上表面上设有多个浇铸成型槽3，模具本体1的下表面上设有多个散热凹槽4。上述多个浇铸成型槽3在模具本体1的上表面上均匀分布。上述多个散热凹槽4在模具本体1的下表面上均匀分布。

参考图4和图5，本实施例中，模具本体1的左右两端分别设有多个（如三个）左右走向的螺孔5，各螺孔5中分别安装有螺钉6，通过螺钉6将翼板2固定安装在模具本体1上，并且翼板2靠近模具本体1的一端与模具本体1焊接（翼板2与模具本体1之间通过焊缝11连接）。螺钉6采用圆柱头内六角螺钉；翼板2上与螺孔5对应的位置设有左右走向的通孔7，通孔7中设有限位台阶8，螺钉6处在对应的通孔7中，螺钉6的螺杆61与对应的螺孔5旋合，螺钉6的头部62与限位台阶8紧密接触，螺钉6的头部62和模具本体1共同将翼板2夹紧。在螺钉6的头部与限位台阶8之间设有弹簧垫圈9。

参考图2，本实施例中，浇铸成型槽3的横截面面积自下至上逐渐增大，例如浇铸成型槽3的腔体呈下小上大的圆锥状或圆台状（或近似圆台状）。

参考图2和图3，本实施例的散热凹槽4的形状为长方形。散热凹槽的形状亦可以是圆形或椭圆形等其他形状。

用于制作模具本体1的铜材可以是纯铜或铜合金，例如牌号为TU1、TU2、TP1的纯铜材质，或铬锆铜合金材料。可采用锻压或铸造铜块，通过机加工外形制作模具本体1。

翼板2上设有两个连接孔10，连接孔10用于翼板2与模具输送机构的连接。

本实施例的铜模具用在铁合金浇铸机上时，将两个翼板2与铁合金浇铸机的模具输送机构的连接，从而将铜模具连接到模具输送机构上。进行铁合金浇铸时，将高温铁合金液体注入各个浇铸成型槽3中，利用铜材良好的导热性能和吸热能力快速将高温铁合金液体的热量传导至铜模具本体1内部，使得高温铁合金液体慢慢凝固成固态；同时，利用喷磷装置或喷水装置，将磷或水喷到模具本体1下表面上的散热凹槽4中，磷或水与模具本体1发生热交换，将模具本体1上的热量带走。当高温铁合金液体在浇铸成型槽3里慢慢凝固之后，使铜模具翻转，使凝固后铁合金产品脱离模具本体1。

其他实施方案中，可在浇铸成型槽的内表面上设有锆喷涂层、钛喷涂层或镍喷涂层。锆、钛、镍为难熔金属材料，通过设置上述锆喷涂层、钛喷涂层或镍喷涂层，能够减少高温铁合金液体对浇铸成型槽的冲击磨损。

Claims (10)

1.一种铁合金浇铸机的铜模具，包括模具本体，模具本体的上表面上设有浇铸成型槽，其特征在于：所述模具本体由铜材制成，模具本体的下表面上设有散热凹槽。

2.根据权利要求1所述的铁合金浇铸机的铜模具，其特征是：所述铜模具还包括两个翼板，两个翼板分别设于模具本体的左右两端。

3.根据权利要求2所述的铁合金浇铸机的铜模具，其特征是：所述翼板上设有多个连接孔。

4.根据权利要求2所述的铁合金浇铸机的铜模具，其特征是：所述模具本体的左右两端分别设有多个左右走向的螺孔，各螺孔中分别安装有螺钉，通过螺钉将翼板固定安装在模具本体上，并且翼板靠近模具本体的一端与模具本体焊接。

5.根据权利要求4所述的铁合金浇铸机的铜模具，其特征是：所述螺钉采用圆柱头内六角螺钉；翼板上与所述螺孔对应的位置设有左右走向的通孔，通孔中设有限位台阶，螺钉处在对应的通孔中，螺钉的螺杆与对应的螺孔旋合，螺钉的头部与限位台阶紧密接触，螺钉的头部和模具本体共同将翼板夹紧。

6.根据权利要求5所述的铁合金浇铸机的铜模具，其特征是：所述螺钉的头部与限位台阶之间设有弹簧垫圈。

7.根据权利要求1-6任一项所述的铁合金浇铸机的铜模具，其特征是：所述模具本体的上表面上设有多个浇铸成型槽。

8.根据权利要求1-6任一项所述的铁合金浇铸机的铜模具，其特征是：所述浇铸成型槽的横截面面积自下至上逐渐增大。

9.根据权利要求1-6任一项所述的铁合金浇铸机的铜模具，其特征是：所述浇铸成型槽的内表面上设有锆喷涂层、钛喷涂层或镍喷涂层。

10.根据权利要求1-6任一项所述的铁合金浇铸机的铜模具，其特征是：所述模具本体的下表面上设有多个散热凹槽。