專利名稱：錫青銅鑄件的金屬型重力鑄造模具及鑄造方法
技術領域：
本發明涉及重力鑄造，特別是錫青銅鑄件的金屬型重力鑄造方法。
背景技術：
目前水暖潔具行業的龍頭閥體因為工作環境潮濕，容易產生氧化，并且使用時間長的情況下會發生腐蝕，損壞龍頭閥體的同時也帶來水、油等資源的浪費。現有技術中水龍頭零配件鑄造材料多為鉛黃銅，該合金適合金屬型重力鑄造，但存在易氧化腐蝕等缺點。作為銅合金的另外一個類型，錫青銅可以克服上述鉛黃銅缺點，它具有耐腐蝕，易加工的優點，同時鑄造出來的產品具有表面致密，光潔性能優良等優點。
金屬型重力鑄造與砂型鑄造相比，具有環境污染小、生產效率高和鑄件組織致密的特點，同時還有鑄造設備和模具投資小，操作簡單，易于短時間內形成批量生產的優勢。現有技術中錫青銅的鑄造都是采用砂型鑄造，原因在于錫青銅的流動性能比較差，澆注過程中容易產生氧化，氧化后產生二次氧化渣氣孔。錫青銅砂型鑄造中采用粘土砂型和樹脂砂芯，具有環境污染嚴重、勞動強度大、生產效率低下和鑄件質量差等缺點。錫青銅采用金屬型模具生產會因其流動性差而出現鑄造出的鑄件表面有蜂窩狀孔、光潔性能差、冷隔等諸多的鑄造缺陷。
發明內容
本發明為了克服現有技術的缺點，提供一種錫青銅鑄件的金屬型重力鑄造模具和鑄造方法，對錫青銅鑄件采用金屬型重力澆注機進行生產，可以克服鉛黃銅鑄件耐腐蝕性能和加工性能低下的缺點，提高鑄件的表面光潔度，同時可以解決錫青銅砂型鑄造帶來的環境污染嚴重，生產效率低下的缺點。
本發明的技術方案如下錫青銅鑄件的金屬型重力鑄造模具，包括重力澆注機上的金屬模具和內腔砂芯，其特征是在金屬模具和內腔砂芯之間還設置有一外型砂芯，所述的外型砂芯嵌于金屬模具的凹槽中并貼緊，外型砂芯和內腔砂芯之間形成與待鑄造錫青銅鑄件的形體相對應的腔體。
所述的金屬模具包括固定的金屬模具下模和可以活動的金屬模具上模，所述的金屬模下模上設有金屬模下模澆道、金屬模下模定位銷、與外型砂芯下芯外部形狀吻合的外型砂芯下芯定位槽、金屬模下模外型砂芯定位凹槽、金屬模下模溢流槽、與內腔砂芯的芯頭對應的金屬模下模內腔砂芯定位槽；所述的金屬模上模上設有金屬模上模澆道、與金屬模下模定位銷相對應的金屬模上模定位套、與外型砂芯上芯外部形狀吻合的外型砂芯上芯定位槽、金屬模上模外型砂芯定位凹槽、通過排氣方槽與金屬模外部連通的金屬模上模溢流槽、與內腔砂芯的芯頭對應的金屬模上模內腔砂芯定位槽。
所述的外型砂芯的分為外型砂芯下芯和外型砂芯上芯，所述的外型砂芯下芯上設有外型砂芯下芯澆道、外形砂芯下芯溢流槽、與內腔砂芯的芯頭對應的外型砂芯下芯內腔砂芯定位槽，所述的外型砂芯下芯嵌入所述的金屬模下模外型砂芯定位槽中；所述的外型砂芯上芯上設有外型砂芯上芯澆道、外形砂芯上芯溢流槽，與內腔砂芯的芯頭對應的外型砂芯上芯內腔砂芯定位凹槽，所述的外型砂芯上芯嵌于金屬模上模的外型砂芯上芯定位槽中。
所述的外型砂芯采用50-200目的樹脂覆膜砂制作成型。
前面所述的錫青銅鑄件的重力鑄造模具中金屬模具、外形砂芯和內腔砂芯安裝于重力澆注機上并進行鑄造的步驟為
①將金屬模上模和金屬模下模分別安裝在重力澆注機的操作臺上，其中金屬模下模為固定不動的靜模，金屬模上模為可自由翻轉移動的動模；②將外型砂芯下芯嵌于金屬模下模的外型砂芯下芯定位槽中，使外型砂芯下芯澆道與金屬模下模澆道對接吻合，外型砂芯下芯溢流槽與金屬模下模溢流槽對接吻合，外型砂芯下芯內腔砂芯定位槽與金屬模下模內腔砂芯定位槽對接吻合；③將內腔砂芯嵌于外型砂芯下芯的腔體中，使內腔砂芯的芯頭置于相吻合的由外型砂芯下芯內腔砂芯定位槽與金屬模下模內腔砂芯定位槽形成的內腔砂芯芯頭定位槽中；④將外型砂芯上芯放置于外型砂芯下芯上，使外型砂芯上芯澆道與外型砂芯下芯澆道相吻合，外型砂芯上芯溢流槽與外型砂芯下芯溢流槽相吻合，外型砂芯定位臺的上部嵌入所述的金屬模下模的外型砂芯上芯定位凹槽中；⑤啟動重力澆注機，將金屬模上模通過金屬模下模定位銷和金屬模上模定位套合并于金屬模下模上，使金屬模上模澆道、金屬模下模澆道、外型砂芯上芯澆道和外型砂芯下芯澆道圍成一通向內腔砂芯的完整澆道，金屬模上模溢流槽、金屬模下模溢流槽、外型砂芯上芯溢流槽和外型砂芯下芯溢流槽圍成一完整排氣溢流槽，并通過金屬模上模上的排氣方槽與外部連通；⑥操作重力澆注機，使金屬模澆道置于易澆入金屬液位置進行澆注，操作完成后取下鑄件并自然冷卻。
本發明錫青銅鑄件的金屬型鑄造模具及鑄造方法帶來如下的優點1.解決了錫青銅不適于金屬型重力鑄造的問題。錫青銅因為熔化后的流動性差，本發明的方法可以解決錫青銅在金屬型重力鑄造中出現成型不完整、表面光潔度差等缺點，使錫青銅鑄件的鑄造采用金屬型重力鑄造這個先進的鑄造方法，大大提高了生產效率。
2.大大提高鑄件的耐腐蝕性能。采用錫青銅替代已有的黃銅來鑄造工作于潮濕環境中的諸如閥體等鑄件，可以大大提高鑄件的耐腐蝕性能，延長閥體等鑄件的使用壽命。
3.符合當今社會的環保和節能要求。本發明的錫青銅鑄件的金屬型重力鑄造方法摒棄了以往錫青銅鑄造中所采用砂型鑄造方法，降低了因為砂型鑄造所帶來的能源耗費嚴重、環境污染大等弊端，同時清潔了工作人員的勞動環境。
圖1是本發明錫青銅鑄件的重力鑄造模具及鑄造方法的實施例中金屬模、外型砂芯和內腔砂芯的安裝示意圖。
圖2是本發明錫青銅鑄件的重力鑄造模具及鑄造方法的實施例中金屬模上模示意圖。
圖3是本發明錫青銅鑄件的重力鑄造模具及鑄造方法的實施例中金屬模下模示意圖。
圖4是本發明錫青銅鑄件的重力鑄造模具及鑄造方法的實施例中外型砂芯上芯示意圖。
圖5是本發明錫青銅鑄件的重力鑄造模具及鑄造方法的實施例中外型砂芯下芯示意圖。
圖6是本發明錫青銅鑄件的重力鑄造模具及鑄造方法的實施例中內腔砂芯示意圖。
圖中
1-金屬模11-金屬模下模111-金屬模下模澆道112-金屬模下模定位銷113-外型砂芯下芯定位槽114-金屬模下模外型砂芯上芯定位凹槽115-金屬模下模溢流槽1161-第一金屬模下模內腔砂芯定位槽1162-第二金屬模下模內腔砂芯定位槽1163-第三金屬模下模內腔砂芯定位槽12-金屬模上模121-金屬模上模澆道122-金屬模上模定位套123-外型砂芯上芯定位槽124-金屬模上模外型砂芯上芯定位凹槽125-金屬模上模溢流槽126-排氣方槽1271-第一金屬模上模內腔砂芯定位槽1172-第二金屬模上模內腔砂芯定位槽1173-第三金屬模上模內腔砂芯定位槽2-外型砂芯21-外型砂芯下芯211-外型砂芯下芯澆道212-外型砂芯下芯溢流槽2131-第一外型砂芯下芯內腔砂芯定位凹槽2132-第二外型砂芯下芯內腔砂芯定位凹槽2133-第三外型砂芯下芯內腔砂芯定位凹槽22-外型砂芯上芯221-外型砂芯上芯澆道222-外型砂芯上芯定位臺223-外型砂芯上芯溢流槽2241-第一外型砂芯上芯內腔砂芯定位凹槽2242-第二外型砂芯上芯內腔砂芯定位凹槽2243-第三外型砂芯上芯內腔砂芯定位凹槽3-內腔砂芯31-第一內腔砂芯芯頭32-第二內腔砂芯芯頭33-第三內腔砂芯芯頭具體實施方式
下面結合實施例和附圖對本發明作進一步說明，但不應以此限制本發明的保護范圍。
金屬型重力鑄造的模具，包括重力澆注機上的金屬模具和內腔砂芯，鑄件的外形一般都是由金屬模具的型腔來組成，本發明錫青銅鑄件的金屬型重力鑄造模具，金屬模具和內腔砂芯之間還設置有一外型砂芯，所述的外型砂芯嵌于金屬模具的凹槽中并貼緊，將金屬模具作為外型砂芯的一個支撐，外型砂芯與內腔砂芯之間形成與待鑄造錫青銅鑄件的形體相對應的腔體。
實施例圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6是本發明錫青銅鑄件重力鑄造模具及鑄造方法的一個錫青銅閥體鑄件鑄造的實施例，下面針對本實施例作出詳細說明。
金屬模具1包括固定的金屬模下模11和可以活動的金屬模上模12，請看圖2，圖2是本發明錫青銅鑄件的重力鑄造方法的金屬模上模示意圖。金屬模上模12上設有一金屬模上模澆道121、兩個與金屬模下模定位銷112相對應的金屬模上模定位套122、與外型砂芯上芯22外部形狀吻合的外型砂芯上芯定位槽123、兩個金屬模上模外型砂芯上芯定位凹槽124、通過兩個平行于金屬模上模澆道121的排氣方槽126與外部連通的兩個金屬模上模溢流槽125，與內腔砂芯3的第一內腔砂芯芯頭31對應的第一金屬模上模內腔砂芯定位槽1271，與內腔砂芯3的第二內腔砂芯芯頭32對應的第二金屬模上模內腔砂芯定位槽1272，與內腔砂芯3的第三內腔砂芯芯頭33對應的第三金屬模上模內腔砂芯定位槽1273；請看圖3，圖3是本發明錫青銅鑄件的重力鑄造方法的金屬模下模示意圖。所述的金屬模下模11上設有一金屬模下模澆道111、兩個與金屬模上模定位銷122對應的金屬模下模定位套112、一個與外型砂芯下芯21外部形狀吻合的外型砂芯下芯定位槽113、兩個位于外型砂芯下芯定位槽113側壁上對應分布的金屬模下模外型砂芯上芯定位凹槽114、兩個位于鑄型兩側端面的金屬模下模溢流槽115、與內腔砂芯3的第一內腔砂芯芯頭31對應的第一金屬模下模內腔砂芯定位槽1161，與內腔砂芯3的第二內腔砂芯芯頭32對應的第二金屬模下模內腔砂芯定位槽1162，與內腔砂芯3的第三內腔砂芯芯頭33對應的第三金屬模下模內腔砂芯定位槽1163；外型砂芯2的分為外型砂芯下芯21和外型砂芯上芯22，采用50-200目的樹脂覆膜砂制作成型。
圖4是本發明錫青銅鑄件的重力鑄造方法的外型砂芯上芯示意圖。外型砂芯上芯22嵌于金屬模上模外型砂芯上芯定位槽123中，外型砂芯上芯22上設有一外型砂芯上芯澆道221、兩個上部嵌入金屬模上模外型砂芯上芯定位凹槽124中，下部嵌入金屬模下模外型砂芯上芯定位凹槽114中起固定作用的外型砂芯上芯定位臺222、兩個外形砂芯上芯溢流槽223，與第一內腔砂芯芯頭31對應的第一外型砂芯上芯內腔砂芯定位槽2241，與第二內腔砂芯芯頭32對應的第二外型砂芯上芯內腔砂芯定位槽2242，與第三內腔砂芯芯頭33對應的第三外型砂芯上芯內腔砂芯定位槽2243；圖5是本發明錫青銅鑄件的重力鑄造方法的外型砂芯下芯示意圖。外型砂芯下芯21嵌入所述的金屬模下模外型砂芯定位槽113中，外型砂芯下芯21上設有一外型砂芯下芯澆道211、兩個起排氣冒口作用的外形砂芯下芯溢流槽212，與第一內腔砂芯芯頭31對應的第一外型砂芯下芯內腔砂芯定位槽2131，與第二內腔砂芯芯頭32對應的第二外型砂芯下芯內腔砂芯定位槽2132，與第三內腔砂芯芯頭33對應的第三外型砂芯下芯內腔砂芯定位槽2133；
圖6是本發明錫青銅鑄件的重力鑄造方法的內腔砂芯示意圖。內腔砂芯3包含有第一內腔砂芯芯頭31、第二內腔砂芯芯頭32和第三內腔砂芯芯頭33。
利用圖2、圖3、圖4、圖5、圖6所示的錫青銅鑄件的模具進行鑄造的方法是將金屬模具1、外形砂芯2和內腔砂芯3安裝于重力澆注機上并進行澆注，其具體步驟為①將金屬模上模12和金屬模下模11分別安裝在重力澆注機的操作臺上，其中金屬模下模11為固定不動的靜模，金屬模上模12為可自由翻轉移動的動模；②將外型砂芯下芯21嵌于金屬模下模11的外型砂芯下芯定位槽113中，使外型砂芯下芯澆道211與金屬模下模澆道111對接吻合，外型砂芯下芯溢流槽212與金屬模下模溢流槽115相吻合；③將內腔砂芯3嵌于外型砂芯下芯21的腔體中，使第一內腔砂芯芯頭31放入第一外型砂芯下芯內腔砂芯定位凹槽2131和金屬模下模內腔砂芯第一定位槽1161中吻合；④將外型砂芯上芯22放置于外型砂芯下芯21上，使外型砂芯上芯澆道221與外型砂芯下芯澆道211合并成一個澆道，外型砂芯上芯溢流槽223與外型砂芯下芯溢流槽212相吻合，外型砂芯定位臺222的上半部嵌入所述的金屬模下模11的外型砂芯上芯定位凹槽114中，使第一外型砂芯上芯內腔定位凹槽2241包合第一內腔砂芯芯頭31，第二外型砂芯上芯內腔定位凹槽2242包合第二內腔砂芯芯頭32，第三外型砂芯上芯內腔定位凹槽2243包合第三內腔砂芯芯頭33；⑤啟動重力澆注機，將金屬模上模12通過金屬模下模定位銷112和金屬模上模定位套122合于金屬模下模11上，金屬模上模外型砂芯定位凹槽124嵌合住外型砂芯上芯定位臺222的下半部，使金屬模上模澆道111、金屬模下模澆道121、外型砂芯上芯澆道221和外型砂芯下芯澆道211圍成一通向內腔砂芯3的澆道，金屬模上模溢流槽125、金屬模下模溢流槽115、外型砂芯上芯溢流槽223和外型砂芯下芯溢流槽212圍成兩個完整的排氣溢流槽，并通過金屬模上模12上的兩個連接外界與排氣溢流槽的排氣方槽126排氣；⑥操作重力澆注機使金屬模澆道置于易澆入金屬液位置進行澆注，操作完成后取下鑄件并自然冷卻。
本發明的錫青銅鑄件的金屬型重力鑄造模具及鑄造方法很好的解決了錫青銅鑄件不適于金屬型重力鑄造的問題，大大改善所生產錫青銅鑄件的質量，提高了生產的效率，摒棄污染嚴重的傳統錫青銅鑄件的砂型鑄造也有利于環境的保護。
權利要求
1.錫青銅鑄件的金屬型重力鑄造模具，包括重力澆注機上的金屬模具和內腔砂芯，其特征是在金屬模具和內腔砂芯之間還設置有一外型砂芯，所述的外型砂芯嵌于金屬模具的凹槽中并貼緊，外型砂芯和內腔砂芯之間形成與待鑄造錫青銅鑄件的形體相對應的腔體。
2.按照權利要求1所述的錫青銅鑄件的金屬型重力鑄造模具，其特征在于所述的金屬模具包括固定的金屬模具下模和可以活動的金屬模具上模，所述的金屬模下模上設有金屬模下模澆道、金屬模下模定位銷、與外型砂芯下芯外部形狀吻合的外型砂芯下芯定位槽、金屬模下模外型砂芯定位凹槽、金屬模下模溢流槽、與內腔砂芯的芯頭對應的金屬模下模內腔砂芯定位槽；所述的金屬模上模上設有金屬模上模澆道、與金屬模下模定位銷相對應的金屬模上模定位套、與外型砂芯上芯外部形狀吻合的外型砂芯上芯定位槽、金屬模上模外型砂芯定位凹槽、通過排氣方槽與金屬模外部連通的金屬模上模溢流槽、與內腔砂芯的芯頭對應的金屬模上模內腔砂芯定位槽。
3.按照權利要求1所述的錫青銅鑄件的金屬型重力鑄造模具，其特征在于所述的外型砂芯的分為外型砂芯下芯和外型砂芯上芯，所述的外型砂芯下芯上設有外型砂芯下芯澆道、外形砂芯下芯溢流槽、與內腔砂芯的芯頭對應的外型砂芯下芯內腔砂芯定位槽，所述的外型砂芯下芯嵌入所述的金屬模下模外型砂芯定位槽中；所述的外型砂芯上芯上設有外型砂芯上芯澆道、外形砂芯上芯溢流槽，與內腔砂芯的芯頭對應的外型砂芯上芯內腔砂芯定位凹槽，所述的外型砂芯上芯嵌于金屬模上模的外型砂芯上芯定位槽中。
4.按照權利要求1所述的錫青銅鑄件的金屬型重力鑄造模具，其特征在于所述的外形砂芯采用50-200目的樹脂覆膜砂制作成型。
5.利用權利要求1-3所述的錫青銅鑄件的金屬型鑄造模具進行鑄造的方法，其特征在于所述的金屬模具、外形砂芯和內腔砂芯安裝于重力澆注機并鑄造的步驟為①將金屬模上模和金屬模下模分別安裝在重力澆注機的操作臺上，其中金屬模下模為固定不動的靜模，金屬模上模為可自由翻轉移動的動模；②將外型砂芯下芯嵌于金屬模下模的外型砂芯下芯定位槽中，使外型砂芯下芯澆道與金屬模下模澆道對接吻合，外型砂芯下芯溢流槽與金屬模下模溢流槽對接吻合，外型砂芯下芯內腔砂芯定位槽與金屬模下模內腔砂芯定位槽對接吻合；③將內腔砂芯嵌于外型砂芯下芯的腔體中，使內腔砂芯的芯頭置于相吻合的由外型砂芯下芯內腔砂芯定位槽與金屬模下模內腔砂芯定位槽形成的內腔砂芯芯頭定位槽中；④將外型砂芯上芯放置于外型砂芯下芯上，使外型砂芯上芯澆道與外型砂芯下芯澆道相吻合，外型砂芯上芯溢流槽與外型砂芯下芯溢流槽相吻合，外型砂芯定位臺的上部嵌入所述的金屬模下模的外型砂芯上芯定位凹槽中；⑤啟動重力澆注機，將金屬模上模通過金屬模下模定位銷和金屬模上模定位套合并于金屬模下模上，使金屬模上模澆道、金屬模下模澆道、外型砂芯上芯澆道和外型砂芯下芯澆道圍成一通向內腔砂芯的完整澆道，金屬模上模溢流槽、金屬模下模溢流槽、外型砂芯上芯溢流槽和外型砂芯下芯溢流槽圍成一完整排氣溢流槽，并通過金屬模上模上的排氣方槽與外部連通；⑥操作重力澆注機，使金屬模澆道置于易澆入金屬液位置進行澆注，操作完成后取下鑄件并自然冷卻。
全文摘要
本發明涉及錫青銅鑄件的金屬型重力鑄造模具及鑄造方法，鑄造模具包括金屬模具、外型砂芯和內腔砂芯，外型砂芯嵌于金屬模具的凹槽中并貼緊，外型砂芯和內腔砂芯之間形成與待鑄造錫青銅鑄件的形體相對應的腔體；金屬模具包括下模和上模，外型砂芯的分為下芯和上芯，金屬模具和外型砂芯上設置有澆道、溢流槽、排氣孔和定位銷和定位套；鑄造模具的安裝和鑄造方法是將金屬模具上下模、外型砂芯上下芯和內腔砂芯對裝固定，使澆道、溢流槽相吻合，澆注錫青銅熔液，冷卻成型。本發明錫青銅鑄件的金屬型重力鑄造模具及鑄造方法解決了錫青銅不適于金屬型重力鑄造的問題，提高鑄件的耐腐蝕性能，延長鑄件的使用壽命，符合當今社會的環保和節能要求。
文檔編號B22D39/04GK1915559SQ20061003061
公開日2007年2月21日 申請日期2006年8月31日 優先權日2006年8月31日
發明者蔣明川 申請人:上海天申銅業有限公司