專利名稱：磨球鑄造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種涉及鐵(鋼)水在澆注時(shí)，是用堵塞器、定量杯、過濾器、蓋箱、中間框、半球組合上模及金屬型底模、振動(dòng)平臺(tái)、振動(dòng)電機(jī)組合而成的磨球鑄造裝置。用該裝置制造磨球不僅使磨球產(chǎn)量高速度快，而且最為突出的是能實(shí)現(xiàn)磨球澆注后，在直澆道和縱橫澆道里沒有鐵水，這是一種前所未有的先進(jìn)技術(shù)。使用該技術(shù)生產(chǎn)磨球，可以使磨球成品率達(dá)到80-90％；同時(shí)磨球鐵水是在震動(dòng)之下結(jié)晶的，這從根本上細(xì)化了磨球的結(jié)晶組織，使磨球的綜合性能得到很大的提高。該項(xiàng)技術(shù)的出現(xiàn)將改變我國(guó)磨球生產(chǎn)工藝的落后狀態(tài)，實(shí)施此項(xiàng)技術(shù)將使企業(yè)獲得不可估量的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)磨球工藝主要有砂型、金屬型和半金屬型三種；砂型又分為兩箱造型和疊箱造型。所有這些方法不僅成品率低，而且無(wú)法克服磨球在生產(chǎn)中所產(chǎn)生的砂眼、渣孔、氣孔、縮孔、縮松、裂紋，以及使用時(shí)產(chǎn)生嚴(yán)重的剝落現(xiàn)象。同時(shí)在這些生產(chǎn)方法中磨球的結(jié)晶凝固完全是在不受控制(也無(wú)法控制)的情況下發(fā)生的。所以磨球的組織粗大；抗磨性能低；磨球的單耗量高。這些正是本發(fā)明裝置所要解決的問題。
本發(fā)明的目的是提供一種由金屬型底模、半球組合上模(注)中間框、蓋箱、定量杯組合而成的蘑球制造工藝系統(tǒng)。并將該系統(tǒng)用緊固裝置固定在振動(dòng)臺(tái)上的振動(dòng)平臺(tái)上，當(dāng)磨球開始澆注后，振動(dòng)電機(jī)立即拖動(dòng)振動(dòng)平臺(tái)使其產(chǎn)生振動(dòng)，當(dāng)磨球型腔及其補(bǔ)縮腔被鐵水澆滿之后，縱、橫澆道里殘存著一定高度的鐵水、這些鐵水在磨球及其補(bǔ)縮腔進(jìn)行液態(tài)收縮時(shí)會(huì)迅速地流入補(bǔ)縮腔中，這就可以實(shí)現(xiàn)該磨球鑄造裝置，在澆注后直澆道與縱、橫澆道里沒有水。這是本發(fā)明主要特征之一，同時(shí)磨球在結(jié)晶時(shí)受到振動(dòng)，在此種情況下的結(jié)晶。能使鑄件金屬的原子排列很緊密、結(jié)晶晶粒很細(xì)，有利于液態(tài)鐵水排渣、除氣，在振動(dòng)情況下結(jié)晶和凝固的磨球殘余應(yīng)力很小，這又是本發(fā)明另一個(gè)主要特征。而且該裝置中所使用的中心定位銷是首次推出，它與目前國(guó)內(nèi)外所使用扣箱定位裝置相比是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、定位準(zhǔn)確、操作方便的扣箱定位裝置，它的被使用就構(gòu)成了本發(fā)明的第三個(gè)主要特征。所以使用本發(fā)明裝置在鑄造磨球或者其他鑄件時(shí)，不僅使成品率有效地提高，而且還可以消除磨球的砂眼、氣孔、渣孔、縮孔、縮松、裂紋、破碎、剝落等鑄造缺陷。這就可以獲得高質(zhì)量的磨球。同時(shí)操作方便，勞動(dòng)生產(chǎn)率高。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的在金屬型底模中放置半球組合上模，將砂型補(bǔ)縮腔放入半球組合上模之中后，再在金屬型底模上扣上其有縱、橫澆道及溢流槽和溢流孔的中間框；在其上再扣上蓋箱；在蓋箱上固定安裝著定量杯；在定量杯中放置有過濾器并安裝有堵塞器，從而組成了磨球制造工藝裝備系統(tǒng)。
當(dāng)磨球制造工藝裝備系統(tǒng)形成之后，將其吊裝到振動(dòng)臺(tái)上，并用緊固裝置固定在振動(dòng)平臺(tái)上。在振動(dòng)平臺(tái)的下面安裝有振動(dòng)電機(jī)。這就組成了振動(dòng)臺(tái)和本裝置的全部機(jī)構(gòu)。
當(dāng)澆注鐵水的量在定量杯中達(dá)到定量指示線后立即停止?jié)沧?。并抬高或者抬出堵塞器，使鐵水通過過濾器、直澆道、縱澆道、橫澆道后，到達(dá)補(bǔ)縮腔而進(jìn)入磨球型腔之中，當(dāng)全部磨球的縱、橫澆道中鐵水達(dá)到h高度之后，多余的鐵水就會(huì)通溢流槽流向溢流孔注入手登包中，當(dāng)磨球開始澆注的時(shí)候應(yīng)立即啟動(dòng)振動(dòng)電機(jī)使振動(dòng)平臺(tái)產(chǎn)生振動(dòng)，直到鑄件凝固之后，將磨球制造工藝裝備系統(tǒng)從振動(dòng)平臺(tái)上卸下。待磨球表面溫度下降到1100℃時(shí)即可出模。
本發(fā)明裝置的補(bǔ)縮腔可以供給磨球在液態(tài)收縮及凝固收縮時(shí)所需鐵水，因而可以保證磨球在鑄造后不會(huì)產(chǎn)生縮孔、縮松。
本發(fā)明裝置中的縱、橫澆道的截面結(jié)構(gòu)形狀能保證磨球迅速而有秩序的將磨球型腔填滿鐵水。同時(shí)當(dāng)鐵水在縱、橫澆道中超過h高時(shí)，多余的鐵水會(huì)從溢流槽流出，留在縱、橫澆道的鐵水可以流入補(bǔ)縮腔中的液態(tài)鐵水會(huì)產(chǎn)生體積收縮，縱、橫澆道的鐵水可以流入補(bǔ)縮腔中，至使實(shí)現(xiàn)本發(fā)明裝置在澆注凝固后直澆道及縱、橫澆道中無(wú)鐵水存在。這保證了磨球成品率的提高，也實(shí)現(xiàn)了磨球的單個(gè)收縮。單個(gè)自由收縮的磨球不會(huì)產(chǎn)生鑄造裂紋和較大的內(nèi)應(yīng)力，這樣也可以延長(zhǎng)磨球在金屬型中的停置時(shí)間。
該發(fā)明裝置可以根據(jù)鐵水的流動(dòng)性而確定鐵水在澆道里最大的流程，現(xiàn)在該發(fā)明已經(jīng)將直徑φ120、φ110、φ100、φ90、φ80、φ70、φ60、φ50、φ40毫米的磨球一次分別澆注成20、20、30、30、42、56、72、90、156件，它們的成品率都可以達(dá)到80-90％。
本發(fā)明裝置由于使用振動(dòng)電機(jī)拖動(dòng)振動(dòng)平臺(tái)，這樣磨球的結(jié)晶和凝固是在振動(dòng)下進(jìn)行的。能使得樹枝狀晶體被振碎。使其長(zhǎng)大受到限制，被振碎的晶體可以形成新的結(jié)晶晶核。這無(wú)疑會(huì)使磨球(鑄件)的結(jié)晶組織細(xì)化。從而改善了磨球的綜合性能。
本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)以下的實(shí)例其圖一給出。
圖一是根據(jù)本發(fā)明提出磨球鑄造裝置的剖面圖。
下面結(jié)合圖一、圖二、詳細(xì)說明依據(jù)，本發(fā)明提出的具體裝置的細(xì)節(jié)及工作情況。
本發(fā)明裝置主要由磨球制造工藝裝備系統(tǒng)和振動(dòng)臺(tái)組成。磨球制造工藝裝備系統(tǒng)有用半球組合上模填料(3)制成的半球組合上模(2)，并將其置于金屬型底模(1)中。用型砂制造補(bǔ)縮腔(4)并將其放入半球組合上模中，再用填料(3)加工成具有縱澆道(6)橫澆道(7)。溢流槽(24)、溢流孔(23)的中間框(5)并將其通過如圖二所表示的中心定位銷。這種中心定位銷是利用模型分型面上的兩條互相垂直的中心線，并在其兩個(gè)邊緣上選定一點(diǎn)作為上、下箱的中心定位點(diǎn)，這種定位方法解決了金屬模受熱后會(huì)發(fā)生水平方向的變形的定位問題是因?yàn)樵谶@種情況下發(fā)生的變形，其中心線是不會(huì)發(fā)生變化的，所以用中心線來定位，而中心定位裝置在技術(shù)上正是利用了這一特點(diǎn)。所以它在技術(shù)上是很獨(dú)特的。定位銷(14)放置在金屬型底模上，再用填料(3)制成的具有直澆道(12)的蓋箱(8)，在其蓋箱上安裝有定量杯(9)，在定量杯上制造有很明顯的階梯形定量指示線(13)，在定量杯中安裝有過濾器(10)、堵塞器(11)，并通過中心定位銷將蓋箱安放在中間框上。這樣就構(gòu)成了磨球工藝系統(tǒng)。
振動(dòng)臺(tái)是由振動(dòng)平臺(tái)(16)和振動(dòng)電機(jī)(17)及上定位碗(18)，下定位碗(20)與鋼球(19)及振動(dòng)臺(tái)支架(21)組成的。用緊固裝置(15)將磨球制造工藝裝備系統(tǒng)固定在振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)平臺(tái)上，這是本發(fā)明結(jié)構(gòu)特征。
本發(fā)明具體實(shí)施是這樣的按圖一制造或購(gòu)置有關(guān)的工藝裝備及設(shè)備。如購(gòu)置振動(dòng)電機(jī)及電器、制造振動(dòng)臺(tái)及磨球制造工藝裝備系統(tǒng)中的金屬型底?？v、橫澆道模具，補(bǔ)縮腔模具、定位銷緊裝置、手登包(22)并按圖一安裝。
在設(shè)計(jì)制造金屬型底模時(shí)，兩球之間的中心距(l)應(yīng)當(dāng)比兩球的半徑之和大10-80mm，溢流槽處的高度為h＝0.5－10mm，而縱、橫澆道截面下部寬度b＝0-12mm。當(dāng)b為零時(shí)。即縱、橫澆道的截面為三角形。同時(shí)此處也可以采用圓孤或曲線過渡。
為了保證該系統(tǒng)中縱、橫澆道在澆注后不殘存鐵水，則在溢流槽處的高度h與縱、橫澆道的截面積所構(gòu)成的總體積為全部磨球及其補(bǔ)縮腔的型腔總體積和的3-7％。
在制造中間框時(shí)應(yīng)注意上、下平面的平行度，特別是縱、橫澆道的底平面與水平面的平行要控制好。否則就造成在縱、橫澆道里沒有鐵水或鐵水高于b而出現(xiàn)有的磨球澆不足或使縱、橫澆道殘存鐵水。
最后將磨球制造工藝裝備系統(tǒng)用緊固裝置(15)固定在振動(dòng)平臺(tái)上，從而構(gòu)成了本發(fā)明裝置。
當(dāng)澆注時(shí)，鐵水在定量杯中的高度達(dá)到階梯形定量指示線后，應(yīng)立即停止?jié)沧?。此時(shí)如果鐵水溫度很高，可以鐵水溫度達(dá)到澆注溫度后即可抬起堵塞器。磨球開始澆注，同時(shí)啟動(dòng)振動(dòng)電機(jī)使鐵水在振動(dòng)之下冷卻結(jié)晶。而本發(fā)明裝置所使用的振動(dòng)強(qiáng)度為每平方厘米8-9千克，因此在震動(dòng)時(shí)對(duì)組合模的砂型部分不會(huì)形成破裂現(xiàn)象。磨球在該裝置中冷卻到1100℃時(shí)即可出型進(jìn)行空冷。隨后將所產(chǎn)生的磨球經(jīng)過專用工具打磨后，只需進(jìn)行低溫退火后即成成品。
本發(fā)明裝置用于磨球生產(chǎn)，將不僅使磨球的成品率高，綜合性能好，而且能節(jié)省能源、降低成本、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度提高生產(chǎn)效率。該發(fā)明的實(shí)施將會(huì)給磨球生產(chǎn)帶來深遠(yuǎn)影響；將是蘑球生產(chǎn)工藝史上的一場(chǎng)革命。
同時(shí)該裝置也適用于其他類型的鑄件鑄造。
(注)組合模是指用造型材料與金屬型制造型腔的摸具。
權(quán)利要求
1，一種磨球鑄造裝置。其特征是用磨球制造工藝裝備和振動(dòng)臺(tái)組成。磨球制造工藝裝備系統(tǒng)有用半球組合上模填料(3)制成的半球組合上模(2)并將其置于金屬型底模(1)之中。用型砂制造補(bǔ)縮腔(4)，并將其放入半球組合上模中。用填料(3)加工成具有縱澆道(6)橫澆道(7)溢流槽(24)溢流孔(23)的中間框(5)，并將其通過中心定位銷(14)放置在金屬型底模上。再用填料(3)制成的具有直澆道(12)的蓋箱(8)，在其蓋箱上安裝有定量杯(9)在定量杯上制造有很明顯的階梯形指示線(13)，在定量杯中安裝有過濾器(10)、堵塞器(11)。并通過中心定位銷將蓋箱安放在中間框上，這樣就構(gòu)成了磨球的工藝裝備系統(tǒng)。振動(dòng)臺(tái)由振動(dòng)平臺(tái)(16)和振動(dòng)電機(jī)(17)及上定位碗(18)，下定位碗(20)與鋼球(19)及振動(dòng)臺(tái)支架(21)組成的。用緊固裝置(15)將磨球制造工藝固定在振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)平臺(tái)上。這是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征。
2，根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征在設(shè)計(jì)制造金屬型底模(1)時(shí)，兩不之間的中心距(l)應(yīng)當(dāng)比兩個(gè)球的半徑之和大于10-80mm。
3，根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征是溢流槽(24)處的高度h＝0.5－10mm，即縱，橫澆道截面上部寬度b＝0－12mm。當(dāng)b為零時(shí)，即縱橫澆道的截面為三角形，同時(shí)此處也可以采用圓孤或曲線過渡。
4，根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征是將磨球制造工藝裝備系統(tǒng)用緊固裝置(15)固定在振動(dòng)平臺(tái)上，磨球開始澆注后應(yīng)立即啟動(dòng)振動(dòng)電機(jī)。
5，根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置其特征是上，下箱的中心定位裝置。
全文摘要
本發(fā)明是由磨球制造工藝裝備系統(tǒng)和振動(dòng)臺(tái)組成。用該裝置制造磨球時(shí)，能實(shí)現(xiàn)磨球澆注后在直澆道和縱、橫澆道里沒有鐵水。這是一件前所未有的先進(jìn)技術(shù)，使用該技術(shù)生產(chǎn)磨球，可以使磨球成品率達(dá)到80-90％；磨球的鐵水是在震動(dòng)下結(jié)晶和凝固的，這使磨球樹枝狀晶體被振碎，使其知大受到限制，細(xì)化了磨球的結(jié)晶組織，鑄件的金屬原子排列緊密，同時(shí)也有利于液態(tài)鐵水的排渣、除氣，使磨球的綜合性能大為提高。
文檔編號(hào)B22C9/06GK1139029SQ9412015
公開日1997年1月1日 申請(qǐng)日期1994年12月20日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月20日
發(fā)明者薛友松, 朱定華, 薛斌, 胡應(yīng)年, 庫(kù)倫智, 薛鷗 申請(qǐng)人:薛友松