專利名稱：石墨冷鐵鑄模的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鑄模的制造方法，具體的說(shuō)，涉及了一種石墨冷鐵鑄模 的制造方法。
背景技術(shù)：
對(duì)火車車輪制造來(lái)說(shuō)，由于車輪的工況條件十分惡劣，對(duì)他的內(nèi)部外部 質(zhì)量要求均十分苛刻，火車車輪鑄造的核心問(wèn)題是如何保證鑄件內(nèi)部無(wú)縮孔， 也就是實(shí)現(xiàn)真正的順序凝固?，F(xiàn)有技術(shù)一種工藝設(shè)備是通過(guò)外澆口的砂型鑄造，該外澆口后來(lái)成為輪轂上的冒口；專門的澆口型心裝置使金屬能從它進(jìn)入輪轂，在澆鑄和定型時(shí)， 車輪的滾動(dòng)表面與鑄鐵鑄模壁面結(jié)觸。實(shí)際生產(chǎn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)輪緣重量大時(shí)，由 于鑄鐵鑄模會(huì)過(guò)熱和來(lái)不及將大熱量導(dǎo)出，使鑄件常有多種缺陷，輪的廢品 增多，另外，鑄鐵鑄模壽命也降低了。在多年研究基礎(chǔ)上，現(xiàn)有技術(shù)提出了一種改進(jìn)性工藝，該工藝主要特點(diǎn) 是用石墨作為制造鑄模的基本材料，石墨的高導(dǎo)熱性及低熱脹因子解決了鑄 模的壽命問(wèn)題，有可能將滾動(dòng)表面與輪緣二端部一起冷卻。為了使輪盤在輪 緣之后成型，其表面與石墨上的面砂結(jié)觸，面砂用鈉硅粘結(jié)劑粘在石墨鑄模 上；該工藝的優(yōu)點(diǎn)是，可在同一個(gè)石墨鑄模內(nèi)澆鑄有不同厚度輪緣的輪子， 方法是在輪緣與輪盤間的過(guò)渡段上用不同厚度的面砂。但實(shí)際生產(chǎn)上，用于鑄造車輪的石墨冷鐵價(jià)格很貴,也很嬌貴，不僅需 要配合套箱方可使用，而且極易損壞，當(dāng)石墨冷鐵損耗到一定程度后，就報(bào) 廢了，使用壽命短，同時(shí)石墨冷鐵生產(chǎn)廠家很少，釆購(gòu)困難。另外，制作硬模上的面砂層的工藝方法各種各樣，現(xiàn)在常見(jiàn)的大多是使用射砂機(jī)射制以水玻璃或者以樹脂作粘結(jié)劑的石英砂，由于面砂層(我 們又稱之為砂襯)的形狀特點(diǎn)，導(dǎo)致遠(yuǎn)端很容易出現(xiàn)緊實(shí)率偏低現(xiàn)象。 為了解決以上問(wèn)題，人們一直在尋求一種理想的技術(shù)解決方案發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種石墨冷鐵鑄模的制造方法，該方法巧妙的把石 墨冷鐵及其組裝件裝配在一起，并由石墨冷鐵和砂襯組合成鑄件腔，達(dá)到了 使車輪的輪輞、輪緣和踏面局部先凝固，車輪的輻板和輪轂表面后凝固的鑄 造效果，使產(chǎn)品質(zhì)量得以大副提升，生產(chǎn)效率提高，生產(chǎn)成本降低。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種石墨冷鐵鑄模的制造方法，包括以下步驟步驟1、將上型外鋁圈加熱到高于工作溫度后與上石墨冷鐵呈無(wú)間隙 配合關(guān)系裝配到一起，然后，將上型內(nèi)鋁圈在常溫下與所述上石墨冷鐵呈間 隙配合關(guān)系裝配在一起；步驟2、上型壓板通過(guò)螺栓連接所述上型內(nèi)鋁圈和所述上型外鋁圏， 并使所述上型內(nèi)鋁圈和所述上型外鋁圈夾持住所述上石墨冷鐵；步驟3、將上型硬模與所述上型內(nèi)鋁圏通過(guò)螺釘連接為一體,并使所 述上型硬模和所述上石墨冷鐵的局部共同形成上砂襯結(jié)合面；步驟4、將射砂機(jī)射砂頭與所述上型硬模上表面配合，在所述上砂襯 結(jié)合面射砂以制作上砂襯，并以此裝配成上型鑄模；步驟5、依次重復(fù)步驟l、步驟2、步驟3和步驟4的裝配工藝，將下 型外鋁圏、下石墨冷鐵、下型內(nèi)鋁圏、下型壓板和下型硬模裝配在一起，并 在形成的下砂襯結(jié)合面射砂制作下砂襯，并以此裝配成下型鑄模；步驟6、將所述上型鑄模和所述下型鑄模通過(guò)子母扣結(jié)構(gòu)裝配于一體， 并以此形成具有由上、下石墨冷鐵和上、下砂襯構(gòu)成鑄件腔的石墨冷鐵鑄模。 通過(guò)數(shù)控加工設(shè)備對(duì)所述鑄件腔進(jìn)行精加工。依次在所述上型鑄模的上部安裝保溫冒口 ，在所述保溫冒口與所述上型 內(nèi)鋁圏之間設(shè)置填充料，在所述填充料上部安裝封蓋。 所述保溫冒口下端靠近射砂機(jī)射砂頭最佳射砂點(diǎn)。在步驟4中，制作上砂襯前，先通過(guò)支撐柱將雨淋澆口精確定位，然后射砂，使所述雨淋澆口精確固定在所述上砂村上。在步驟5中，制作下砂襯前，先通過(guò)定位結(jié)構(gòu)將中芯精確固定，然后射砂。在步驟4中，所述上型硬模與所述上型內(nèi)鋁圈呈間隙配合關(guān)系裝配在一 起，所述上型硬模與所述上石墨冷鐵呈間隙配合關(guān)系裝配在一起。在步驟5中，所述下型硬模與所述下型內(nèi)鋁圈呈間隙配合關(guān)系裝配在一 起，所述下型硬模與所述下石墨冷鐵呈間隙配合關(guān)系裝配在一起。所述上石墨冷鐵下端具有車輪上型輪輞以及輪緣和踏面外側(cè)面的形狀， 所述上砂襯下端具有車輪上型輻板和上型輪轂外表面的形狀。所述下石墨冷鐵上端具有車輪下型輪輞外側(cè)面的形狀，所述下砂村上端 具有車輪下型輻板和下型輪轂外表面的形狀。本發(fā)明提出了一種石墨冷鐵鑄模的制造方法，該方法結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)需要， 不斷創(chuàng)新，使具有復(fù)合結(jié)構(gòu)的石墨冷鐵鑄模各工件得以科學(xué)裝配，并通過(guò)在 車輪的輪輞、輪緣和踏面的熱節(jié)部位表面使用石墨冷鐵直接形成型腔，使該 局部先凝固，并在車輪的輻板和輪轂表面以砂型形成零件表面，使該部位的 凝固時(shí)間落后于上述熱節(jié)部位，產(chǎn)生了良好的鑄造效果，大大提高了產(chǎn)品的 質(zhì)量，同時(shí)減少了石墨冷鐵的體積，使成本降低，更利于保護(hù)石墨型，利于 搬運(yùn)，利于提高生產(chǎn)效率。設(shè)置上型硬模、下型硬模的目的是為了提供一種可以使射砂頭深入到 鑄型內(nèi)部的方法，其中，硬模的外表面是造型用射砂機(jī)射砂頭的配合面， 與以往的技術(shù)相比，采用本方法，射砂頭是可以深入到型內(nèi)的，射砂距離 有大幅度的減小，更有利于避免砂襯遠(yuǎn)端疏松的疑難問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)使砂村的緊實(shí)率更高一些的目的。上型冒口由砂襯和保溫冒口形成，保溫冒口的軸向長(zhǎng)度應(yīng)該盡量長(zhǎng)， 而冒口砂襯部分高度應(yīng)該盡量低，以使保溫冒口下端靠近射砂機(jī)射砂頭最佳射砂點(diǎn)；這樣設(shè)計(jì)有兩個(gè)好處 一是將冒口改用保溫冒口，鋼水冷卻慢， 可以節(jié)約鋼水；二是射砂頭可以更向下一些，砂襯更容易充滿，其緊實(shí)率 更高，更有利于避免砂襯遠(yuǎn)端疏松的疑難問(wèn)題；傳統(tǒng)工藝是冒口整體由砂 村一次射^^、形成。針對(duì)所述下型鑄模和所述上型鑄模而言，設(shè)置上、下型外鋁圈和上、下 型內(nèi)鋁圈的優(yōu)點(diǎn)是a) 可以用小尺寸的石墨生產(chǎn)大尺寸的車輪，節(jié)省石墨用量，降低成本；b) 鋁的導(dǎo)熱性高于石墨，可以使鑄型周轉(zhuǎn)率提高，從而減少鑄型數(shù)量；c) 石墨易損傷，增加外鋁圈有利于石墨型的搬運(yùn)，利于保護(hù)石墨型， 提高石墨型的使用壽命；d) 增加外鋁圈可以省掉套箱，利于使用機(jī)械手，簡(jiǎn)化生產(chǎn)工序，提高 自動(dòng)化程度；e) 針對(duì)所述上型鑄模而言，增加內(nèi)鋁圈可以方便上、下型硬模的安裝 固定。本發(fā)明設(shè)置上、下型壓板的優(yōu)點(diǎn)是a) 方便將內(nèi)鋁圈、外鋁圈、石墨冷鐵組裝到一體；b) 利于保護(hù)上、下石墨冷鐵，以免磕碰損傷；c) 設(shè)置上型壓板可以保護(hù)上石墨冷鐵上的排氣道，以免澆注鋼水時(shí)進(jìn) 入雜物堵塞排氣道；d) 上、下型壓板上可設(shè)置排氣槽，以利于石墨冷鐵上的排氣道和外部大氣連通。下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明鑄造火車車輪的鑄模的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明1 —-下型內(nèi)鋁圈；2 -下型壓板；3-下型石墨冷^t;4 -下型外鋁圏；5 -上型外鋁圈；6-上型石墨冷鐵；7-上型壓板；8 -上型內(nèi)鋁圏；9 -上型硬模；10-填充料；11-保溫冒口；12-封蓋；13-上砂村；14-石墨、砂襯結(jié)合面；15-上石墨冷鐵鑄面；16-上砂襯鑄件表面；17-上硬模、砂襯結(jié)合面18-中芯側(cè)面；19-石墨、砂村結(jié)合面；20-下砂襯鑄件表面；21-下硬模、砂村結(jié)合面;22-定位結(jié)構(gòu)；23-下砂襯；24-中芯；25-洋芯;26-雨'淋澆口 ；27-雨淋免口配合面；2829-支撐柱；30-下型硬模；31-補(bǔ)縮通道；32-下石墨冷鐵鑄面；33-子母扣結(jié)構(gòu)；34-下排氣通道；35-上排氣通道。
具體實(shí)施方式
圖1為本發(fā)明鑄造火車車輪的鑄模的結(jié)構(gòu)示意圖。鑄造火車車輪的鑄模包括扣合的上型鑄模和下型鑄模，上型鑄模和下型 鑄模均是由鋁圈、石墨冷鐵和硬模構(gòu)成的復(fù)合材料鑲嵌結(jié)構(gòu)，其中石墨冷鐵 具有火車車輪輪輞、輪緣和踏面的熱節(jié)部位表面形狀，并與砂襯形成鑄件腔，以使該局部先凝固；在車輪的輻板和輪轂表面以砂型形成零件表面，以使該部位的凝固時(shí)間落后于上述熱節(jié)部位。具體地，本發(fā)明下型鑄模包括下石墨冷鐵3，下石墨冷鐵3的上端設(shè)置 成具有車輪下型輪輞內(nèi)側(cè)面形狀，形成下石墨冷鐵鑄面32,下型內(nèi)鋁圏l和 下型外鋁圏4通過(guò)下型壓板2與下石墨冷鐵3配合，下型硬模30與下型內(nèi)鋁 圏1連接，并與下石墨冷鐵3緊密配合共同形成石墨、砂襯結(jié)合面19和下硬 模、砂襯結(jié)合面21，下砂襯23設(shè)置在上述結(jié)合面上。上型鑄模包括上石墨冷鐵6，上石墨冷鐵6的下端設(shè)置成具有車輪上型 輪輞內(nèi)側(cè)面以及輪緣和^"面形狀，形成上石墨冷鐵鑄面15，上型內(nèi)鋁圈8和 上型外鋁圈5通過(guò)上型壓板7與上石墨冷鐵6配合；上型硬;漠9與上型內(nèi)鋁 圈8連接，并與上石墨冷鐵6緊密配合共同形成石墨、砂襯結(jié)合面14和上硬 模、砂襯結(jié)合面17，上砂襯13設(shè)置在上述結(jié)合面上。由于石墨冷鐵和鋁兩種材質(zhì)的線膨脹系數(shù)相差很大，同時(shí)鑄模的最高工 作溫度通常在200°C ~ 30(TC的高溫，如果在室溫時(shí)鋁圈和石墨冷鐵之間的配 合間隙為零，隨著溫度的上升，二者之間發(fā)生的膨脹量差距很大，外鋁圏的 膨脹量遠(yuǎn)大于石墨冷鐵的膨脹量，這樣兩者之間會(huì)出現(xiàn)間隙，導(dǎo)致二者之間的導(dǎo)熱變得很差，也導(dǎo)致上型鑄模和下型鑄模之間定位精度變的很差，甚至 會(huì)使二者之間錯(cuò)位、脫落。為此，本發(fā)明提出了如下解決方案假設(shè)外鋁圈在最高工作溫度能夠與石墨保持間隙為零，計(jì)算自由狀態(tài)下 外鋁圈在常溫下的尺寸，并以此尺寸在常溫下加工外鋁圈。裝配時(shí)，將外鋁圏加熱到高于工作溫度，這時(shí)外鋁圈受熱膨脹，將外鋁 圏和石墨冷鐵裝配到一起。在工作溫度范圍內(nèi)，外鋁圈和石墨冷鐵之間始終 保持過(guò)盈配合，外鋁圏保持在材料彈性區(qū)。當(dāng)鑄模暫時(shí)停止使用時(shí)，為了防止鑄模溫度降至常溫導(dǎo)致石墨冷鐵和外 鋁圏之間應(yīng)力過(guò)大造成材料損壞，可以對(duì)鑄模型進(jìn)行保溫，使之溫度始終保 持在安全區(qū)內(nèi)。同時(shí)，將石墨冷鐵和外鋁圈之間的配合面設(shè)置成錐形面，只能向一頭脫 落，即使工作溫度高于設(shè)計(jì)溫度，兩者之間出現(xiàn)縫隙，也能保證兩者之間始 終是一體。進(jìn)一步地，將內(nèi)鋁圏和石墨冷鐵之間的配合采取常溫下的間隙配合，在 工作時(shí)，由于溫度升高，內(nèi)鋁圈膨脹量大于石墨冷鐵，二者之間變成了過(guò)盈 配合，間隙為零，但要保證過(guò)盈量在材料的安全區(qū)內(nèi)。內(nèi)鋁圏和石墨冷鐵之間的配合面也是錐形面，只能向一頭脫落，即使溫 度低于設(shè)計(jì)溫度，兩者之間出現(xiàn)縫隙，也能保證兩者之間始終是一體。在上述設(shè)計(jì)思想下，本發(fā)明下型外鋁圏4與下石墨冷鐵3之間的配合為 下型外鋁圈4被加熱到高于工作溫度時(shí)與下石墨冷4失3無(wú)間隙配合，上型外 鋁圈5與上石墨冷鐵6之間的配合為上型外鋁圈5被加熱到高于工作溫度時(shí) 與上石墨冷鐵6無(wú)間隙配合。下型外鋁圈4與下石墨冷鐵3的配合面為錐形面，上型外鋁圈5與上石 墨冷鐵6的配合面為錐形面。進(jìn)一步地，下型內(nèi)鋁圈1與下石墨冷鐵3之間的配合為常溫下的間隙配 合，上型內(nèi)鋁圈8與上石墨冷鐵6之間的配合為常溫下的間隙配合。下型內(nèi) 鋁圏1與下石墨冷鐵3的配合面為錐形面，上型內(nèi)鋁圈8與上石墨冷鐵6的 配合面為4,形面。下型壓板2通過(guò)螺栓連接下型內(nèi)鋁圈1和下型外鋁圏4，并使下型內(nèi)鋁 圈1和下型外鋁圈4壓住下石墨冷鐵3，組成下型鑄模整體，下型壓板2的 上表面設(shè)置有下排氣通道34。上型壓板7通過(guò)螺栓連接上型內(nèi)鋁圈8和上型外鋁圏5，并使上型內(nèi)鋁 圏8和上型外鋁圈5壓住上石墨冷鐵6,組成上型鑄^i整體，上型壓板7的 下表面設(shè)置有上排氣通道35。下型壓板2和上型壓板7可以選用鑄鐵，但并不排除其他合適的材質(zhì)。下型硬模30用于和下石墨冷鐵3的局部共同形成砂襯結(jié)合面，造型時(shí)，下砂襯23在其上掛砂。下型硬模30和下型內(nèi)鋁圈1之間采用螺栓(或螺釘)連接結(jié)構(gòu)，使之成 為一整體，下型硬模30和下型內(nèi)鋁圈1之間也要保證在工作溫度時(shí)不得有間 隙，否則影響傳熱。下型硬模30和下石墨冷鐵3之間也需要緊密配合。上型硬模9用于和上石墨冷鐵6的局部共同形成砂襯結(jié)合面，造型時(shí)， 上砂襯13在其上掛砂。上型硬模9和上型內(nèi)鋁圈8之間采用螺栓(或螺釘)連接結(jié)構(gòu)，使之成 為一整體，上型硬模9和上型內(nèi)鋁圈8之間也要保證在工作溫度時(shí)不得有間 隙，否則影響傳熱。上型硬模9和上型石墨冷鐵6之間也需要緊密配合。下型硬模30和上型硬模9的材質(zhì)可以使用灰鑄鐵，但不排除其他合適的 材料。在下砂襯23上，設(shè)有用于給中芯24定位的定位結(jié)構(gòu)22，中芯24通過(guò) 定位結(jié)構(gòu)22設(shè)置在下砂襯23上，中芯側(cè)面18形成輪轂孔，中芯24上設(shè)有 三個(gè)支撐柱29，支撐柱29的上頂面與雨淋澆口 26下底面在雨淋澆口配合面 27處配合，雨淋澆口 26上設(shè)有數(shù)個(gè)雨淋孔28,雨淋孔28是洗注通道，雨淋 澆口 26中部開(kāi)設(shè)中心孔作為補(bǔ)縮通道31,澆注時(shí)由浮芯25蓋住，免注完成 后浮芯25上浮，打開(kāi)補(bǔ)縮通道31。鑄模型腔由上石墨冷鐵鑄面15、下石墨冷鐵鑄面32、上砂村鑄件表面 16、下砂襯鑄件表面20、中芯側(cè)面18、雨淋澆口配合面27組成，雨淋澆口 26以上是冒口。冒口上部是保溫冒口 11,保溫冒口 11與上型內(nèi)鋁圈8之間填充有填充 料10,填充料10上部設(shè)置封蓋12，填充料10可以是干砂，以提高保溫效果， 封蓋12的材料一般用已硬化的水玻璃砂制成；需要特別說(shuō)明的是在其它實(shí)施例，所述保溫冒口外側(cè)面是錐形，其直 徑自上而下逐漸變大，在所述保溫冒口外側(cè)面套設(shè)壓鐵。上型鑄模和下型鑄模之間采用子母扣結(jié)構(gòu)33配合。 正是基于上述復(fù)雜的鑄模結(jié)構(gòu)，為了達(dá)到該鑄模的特有的鑄造效果，本 發(fā)明特提供一種石墨冷鐵鑄模的制造方法，包括以下步驟步驟1、將上型外鋁圈加熱到高于工作溫度后與上石墨冷鐵呈無(wú)間隙 配合關(guān)系裝配到一起，然后，將上型內(nèi)鋁圈在常溫下與所述上石墨冷鐵呈間 隙配合關(guān)系裝配在一起；步驟2、上型壓板通過(guò)螺栓連接所述上型內(nèi)鋁圈和所述上型外鋁圈， 并使所述上型內(nèi)鋁圈和所述上型外鋁圈夾持住所述上石墨冷鐵；步驟3、將上型硬模與所述上型內(nèi)鋁圏通過(guò)螺釘連接為一體，并使所 述上型硬模和所述上石墨冷鐵的局部共同形成上砂襯結(jié)合面；步驟4、將射砂機(jī)射砂頭與所述上型硬模上表面配合，在所述上砂襯 結(jié)合面射砂以制作上砂襯；制作上砂襯前，先通過(guò)支撐柱將雨淋澆口精確定 位，然后射砂，使所述雨淋澆口精確固定在所述上砂襯上；并以此裝配成上型鑄模；步驟5、依次重復(fù)步驟l、步驟2、步驟3和步驟4的裝配工藝，將下 型外鋁圈、下石墨冷鐵、下型內(nèi)鋁圈、下型壓板和下型硬模裝配在一起，并 在形成的下砂襯結(jié)合面射砂制作下砂襯，制作下砂襯前，先通過(guò)定位結(jié)構(gòu)將 中芯精確固定，然后射砂；并以此裝配成下型鑄模；步驟6、將所述上型鑄模和所述下型鑄模通過(guò)子母扣結(jié)構(gòu)裝配于一體， 并以此形成具有由上、下石墨冷鐵和上、下砂村構(gòu)成鑄件腔的石墨冷鐵鑄模。 步驟7、通過(guò)數(shù)控加工設(shè)備對(duì)所述鑄件腔進(jìn)行精加工。 步驟8、依次在所述上型鑄模的上部安裝保溫冒口，在所述保溫冒口 與所述上型內(nèi)鋁圈之間設(shè)置填充料，在所述填充料上部安裝封蓋；所述保 溫冒口下端靠近射砂機(jī)射砂頭最佳射砂點(diǎn)。裝配時(shí)，還特別需要注意上、下型硬模與內(nèi)鋁圏的裝配限位面裝配時(shí)應(yīng)控制其裝配高度，與石墨冷鐵接觸的圓周面與石墨冷鐵間隙配合，間隙量通過(guò)計(jì)算硬模與石墨冷鐵不同的膨脹量，實(shí)現(xiàn)在工作溫度20(TC時(shí)配 合間隙成為過(guò)渡配合；與內(nèi)鋁圈接觸的圓周面與內(nèi)鋁圈配合，常溫下與工 作溫度200。C均為間隙配合；基于上述設(shè)計(jì)思想，在步驟4中，所述上型硬模與所述上型內(nèi)鋁圏呈間 隙配合關(guān)系裝配在一起，所述上型硬模與所述上石墨冷鐵呈間隙配合關(guān)系裝 配在一起；在步驟5中，所述下型硬模與所述下型內(nèi)鋁圈呈間隙配合關(guān)系裝配在一 起，所述下型硬模與所述下石墨冷鐵呈間隙配合關(guān)系裝配在一起。 鑄型腔形狀、尺寸的加工和修復(fù)1、 鑄型腔形狀、尺寸的精加工，是在裝配成一體后進(jìn)行，加工設(shè)備 采用數(shù)控車床；2、 當(dāng)工作一段時(shí)間后，石墨冷鐵可能會(huì)有損傷，需要修復(fù)時(shí)也是一 體力口工的；3、 當(dāng)工作一段時(shí)間后，如果外鋁圈和石墨冷鐵之間在工作溫度產(chǎn)生 間隙，就需要將壓蓋拆卸下來(lái)，并從外鋁圈的壓蓋裝配端加工，由于外鋁 圈和石墨芯的結(jié)合面是錐面，這樣就使得石墨和外鋁圈又變成緊密配合 了；并將加工好的外鋁圈按本方法裝配到一體后，反過(guò)來(lái)再一體加工石墨 冷鐵、內(nèi)鋁圈、外鋁圈。整體鑄型的保養(yǎng)由于工作溫度200。C時(shí)，要求外鋁圈和石墨型之間是緊密配合的，這 樣才能保證傳熱的良好，上下型合型定位的精確，又由于鋁的熱膨脹系數(shù) 很大，而石墨的熱膨脹系數(shù)很小，在連續(xù)生產(chǎn)時(shí)由于鑄型的溫差不大，應(yīng) 該不成問(wèn)題；但是，在非連續(xù)生產(chǎn)時(shí)，如果鑄型長(zhǎng)時(shí)間不用，可能導(dǎo)致鑄 型溫度下降到常溫，此時(shí)由于二者熱膨脹系數(shù)的差異，產(chǎn)生過(guò)大的內(nèi)應(yīng)力， 導(dǎo)致鑄型受損。解決的方法是，將不用的鑄型放入保溫爐中保溫，溫度控制在工作溫度或略低于工作溫度。以避免產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力。本發(fā)明所述方法結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)需要，不斷創(chuàng)新，使具有復(fù)合結(jié)構(gòu)的石墨 冷鐵鑄模各工件得以科學(xué)裝配，并通過(guò)在車輪的輪輞、輪緣和踏面的熱節(jié)部 位表面使用石墨冷鐵直接形成型腔，使該局部先凝固，并在車輪的輻板和輪 轂表面以砂型形成零件表面，使該部位的凝固時(shí)間落后于上述熱節(jié)部位，產(chǎn) 生了良好的鑄造效果，大大提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)減少了石墨冷鐵的體積， 使成本降低，更利于保護(hù)石墨型，利于搬運(yùn)，利于提高生產(chǎn)效率。需要特別說(shuō)明的是本發(fā)明的技術(shù)不僅僅應(yīng)用于火車車輪鑄模的制造， 更可廣泛應(yīng)用于其它需石墨冷鐵鑄模的制造。最后應(yīng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制， 盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng) 理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技 術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1、一種石墨冷鐵鑄模的制造方法，其特征在于，包括以下步驟步驟1、將上型外鋁圈加熱到高于工作溫度后與上石墨冷鐵呈無(wú)間隙配合關(guān)系裝配到一起，然后，將上型內(nèi)鋁圈在常溫下與所述上石墨冷鐵呈間隙配合關(guān)系裝配在一起；步驟2、上型壓板通過(guò)螺栓連接所述上型內(nèi)鋁圈和所述上型外鋁圈，并使所述上型內(nèi)鋁圈和所述上型外鋁圈夾持住所述上石墨冷鐵；步驟3、將上型硬模與所述上型內(nèi)鋁圈通過(guò)螺釘連接為一體，并使所述上型硬模和所述上石墨冷鐵的局部共同形成上砂襯結(jié)合面；步驟4、將射砂機(jī)射砂頭與所述上型硬模上表面配合，在所述上砂襯結(jié)合面射砂以制作上砂襯，并以此裝配成上型鑄模；步驟5、依次重復(fù)步驟1、步驟2、步驟3和步驟4的裝配工藝，將下型外鋁圈、下石墨冷鐵、下型內(nèi)鋁圈、下型壓板和下型硬模裝配在一起，并在形成的下砂襯結(jié)合面射砂制作下砂襯，并以此裝配成下型鑄模；步驟6、將所述上型鑄模和所述下型鑄模通過(guò)子母扣結(jié)構(gòu)裝配于一體，并以此形成具有由上、下石墨冷鐵和上、下砂襯構(gòu)成鑄件腔的石墨冷鐵鑄模。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的石墨冷鐵鑄模的制造方法，其特征在于通過(guò) 數(shù)控加工設(shè)備對(duì)所述鑄件腔進(jìn)行精加工。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的石墨冷鐵鑄模的制造方法，其特征在于依次 在所述上型鑄模的上部安裝保溫冒口 ，在所述保溫冒口與所述上型內(nèi)鋁圏之 間設(shè)置填充料，在所述填充料上部安裝封蓋。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的石墨冷鐵鑄模的制造方法，其特征在于所述 保溫冒口下端靠近射砂機(jī)射砂頭最佳射砂點(diǎn)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨冷鐵鑄模的制造方法，其特征在于在步 驟4中，制作上砂襯前，先通過(guò)支撐柱將雨淋澆口精確定位，然后射砂，使 所述雨淋澆口精確固定在所述上砂襯上。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨冷鐵鑄模的制造方法，其特征在于在步 驟5中，制作下砂襯前，先通過(guò)定位結(jié)構(gòu)將中芯精確固定，然后射砂。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨冷鐵鑄模的制造方法，其特征在于在步 驟4中，所述上型硬模與所述上型內(nèi)鋁圏呈間隙配合關(guān)系裝配在一起，所述 上型硬模與所述上石墨冷鐵呈間隙配合關(guān)系裝配在一起。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨冷鐵鑄模的制造方法，其特征在于在步 驟5中，所述下型硬模與所述下型內(nèi)鋁圈呈間隙配合關(guān)系裝配在一起，所述 下型硬模與所述下石墨冷鐵呈間隙配合關(guān)系裝配在一起。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨冷鐵鑄模的制造方法，其特征在于所述 上石墨冷鐵下端具有車輪上型輪輞以及輪緣和踏面外側(cè)面的形狀，所述上砂 襯下端具有車輪上型輻板和上型輪轂外表面的形狀。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨冷鐵鑄模的制造方法，其特征在于所 述下石墨冷鐵上端具有車輪下型輪輞外側(cè)面的形狀，所述下砂襯上端具有車 輪下型輻板和下型輪轂外表面的形狀。
全文摘要
本發(fā)明提供一種石墨冷鐵鑄模的制造方法，該方法包括以下步驟將外鋁圈加熱到高于工作溫度后與石墨冷鐵呈無(wú)間隙配合關(guān)系裝配到一起，然后，將內(nèi)鋁圈在常溫下與石墨冷鐵呈間隙配合關(guān)系裝配在一起；通過(guò)壓板固定內(nèi)鋁圈和外鋁圈；將硬模與內(nèi)鋁圈連為一體形成砂襯結(jié)合面；射制砂襯，并以此裝配成上、下型鑄模；將上型鑄模和下型鑄模扣合于一體，并以此形成具有鑄件腔的石墨冷鐵鑄模。該方法巧妙的把石墨冷鐵及其組裝件裝配在一起，并由石墨冷鐵和砂襯組合成鑄件腔，達(dá)到了使車輪的輪輞、輪緣和踏面局部先凝固，車輪的輻板和輪轂表面后凝固的鑄造效果，使產(chǎn)品質(zhì)量得以大副提升，生產(chǎn)效率提高，生產(chǎn)成本降低。
文檔編號(hào)B22C9/28GK101234409SQ20081004931
公開(kāi)日2008年8月6日 申請(qǐng)日期2008年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月6日
發(fā)明者付順利, 平向紅, 黃毅春 申請(qǐng)人:天瑞集團(tuán)鑄造有限公司