一種防止合金錠產生鑄造縮孔的復合模具的制作方法
【專利摘要】一種防止合金錠產生鑄造縮孔的復合模具，屬于鑄造技術領域。包括不銹鋼管、上部保溫材料、中部保溫材料；上部保溫材料通過粘結劑與不銹鋼管上部連接，中部保溫材料通過粘結劑與不銹鋼管中部連接。優點在于：復合模具能顯著消除大長徑比合金鑄件軸心部位的宏觀縮孔疏松，提高鑄件致密度和成材率；同時，由于模具外形結構簡單，可以多支模具組成模組使用，易于規模化生產，極大提高生產效率。
【專利說明】
一種防止合金錠產生鑄造縮孔的復合模具
技術領域
[0001]本發明屬于鑄造技術領域，特別涉及一種防止合金錠產生鑄造縮孔的復合模具。能有效消除大長徑(高厚)比合金鑄件縮孔缺陷，保證合金錠質量。
【背景技術】
[0002]在鑄造生產中，液態合金澆滿鑄型后，合金液向側向和縱向兩個方向散熱，產生側向和縱向兩個溫度梯度方向，導致柱狀晶向兩個方向生長。在凝固初期，兩個生長方向互不干擾，合金液的補縮通道暢通，不會產生縮孔疏松；由于側向固液界面是以平直方式向前推進，隨著凝固過程的進行，有些側向位置的柱狀晶接觸閉合，此時縱向合金液的補縮通道被堵塞，導致下方合金液在凝固過程中得不到上方合金液的及時補充，下方沒有完全凝固的位置就會因固液兩相密度差而產生縮孔疏松。
[0003]在現有金屬型鑄造過程中，多采用在不銹鋼管或鑄鐵管上端使用保溫冒口的方法來減小縮孔疏松的產生。如專利CN201120329874.3公開了一種金屬型鑄造用保溫冒口，用于提高冒口補縮效果;CN201010527041.8中公開了一種提高明冒口保溫效果的方法，用于消除縮孔。以上方法對上方補縮效果明顯，能夠消除鑄錠頂部縮孔疏松，但對于鑄錠中下部位縮孔的減小效果卻不顯著。CN200910086665.8中公開了一種外加小溫度梯度消除鑄件縮孔疏松的凝固過程控制方法，這種方法雖然能夠提高單個鑄件合格率，但對于有幾十個不銹鋼管的模組來說，對每個模組中的不銹鋼管都分段式加熱，操作困難，不易于實現，同時會大大增加生產成本。CN201510364562.9中公開了一種防止合金錠產生鑄造縮孔的復合鑄型，雖然能夠減少鑄型中上部位的熱量散失，但仍不能夠實現合金液完全意義上的自下而上順序凝固，因此非常有必要尋找一種簡單、易操作、成本低并且能夠有效實現鑄錠完全自下而上順序凝固，消除鑄錠心部縮孔的方法。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種防止合金錠產生鑄造縮孔的復合模具，解決了高溫合金錠鑄造過程中產生縮孔大的問題。在原有復合鑄型的基礎上，通過設計不銹鋼管中上部位保溫層厚度，使合金液散熱量自下而上梯度減少，實現合金液從下部到上部的順序凝固，提高合金液補縮效果，有效消除縮孔，保證合金錠鑄造質量。
[0005]本發明的原理是通過采用一種自下而上具有不同厚度保溫層的復合模具，不須外加熱量，依靠減小鑄型自身側向熱量流失，使鑄型形成自上而下的正溫度梯度，實現金屬液自下而上的順序凝固。
[0006]—種防止合金錠產生鑄造縮孔的復合模具，包括不銹鋼管1、上部保溫材料2、中部保溫材料3;上部保溫材料2通過粘結劑與不銹鋼管I上部連接，中部保溫材料3通過粘結劑與不銹鋼管I中部連接；原有模具為上下端直徑和壁厚均一致長400?1000mm，內徑30?90mm，壁厚5?20mm的不銹鋼管；在原有模具基礎上，將復合模具上部設計為:內徑尺寸不變，復合模具不銹鋼管I上部壁厚在原有模具壁厚基礎上減薄20 %?30 %，減薄部分外壁涂上粘結劑，然后緊貼一層厚度為原有模具壁厚20%?30%的上部保溫材料2，使用緊固件將上部保溫材料2緊固在減薄部分外壁形成復合模具的上部;復合模具中部設計為:內徑尺寸不變，復合模具不銹鋼管I中部壁厚在原有模具壁厚基礎上減薄10 %?15 %，減薄部分外壁涂上粘結劑，然后緊貼一層厚度為原有模具壁厚10%?15%的中部保溫材料3，使用緊固件將中部保溫材料3緊固在減薄部分外壁形成復合模具的中部;復合模具不銹鋼管I下部壁厚在原有模具壁厚基礎上不變，仍為5?20mm;上部保溫材料2和中部保溫材料3長度分別占復合模具總長度的20%?30 %。
[0007]上部保溫材料2、中部保溫材料3的50°C導熱率小于等于0.08w/m.k，上部保溫材料2、中部保溫材料3能夠承受2000 °C及以上高溫。
[0008]一種防止合金錠產生鑄造縮孔的復合模具的使用方法，具體步驟及參數如下:
[0009]I)將4?6支復合模具排列成一排，形成一組，將3?8組復合模具固定在一個底盤上，形成一個模組；
[0010]2)將模組放入600°C保溫箱中預熱，達到溫度后澆入合金液實施鑄造。
[0011]本發明的優點在于:復合模具結構簡單、成本低、易于規模化生產。復合模具中上端能夠依次減少85 %和90 %以上側向熱量散失，能夠顯著減少鑄件中的縮孔疏松，提高鑄件質量。
【附圖說明】
[0012]圖1為原有模具結構示意圖。
[0013]圖2為本發明的結構示意圖。其中，不銹鋼管1、上部保溫材料2、中部保溫材料3。
[0014]圖3為模組示意圖。其中，不銹鋼管1、上部保溫材料2。
【具體實施方式】
[0015]實施例1
[0016]參照附圖2和附圖3，現有模具為長400mm，內徑90mm，壁厚20mm的不銹鋼管;在現有上下端直徑和壁厚均一致的不銹鋼管模具基礎上，將復合模具上部設計為:內徑尺寸90mm不變，復合模具不銹鋼管I上部壁厚在原來模具壁厚基礎上減薄30%，減薄部分外壁涂上粘結劑，然后緊貼一層厚度為原來模具壁厚30 %的上部保溫材料2，使用緊固件將上部保溫材料2緊固在減薄部分外壁形成復合模具的上部;復合模具中部設計為:內徑尺寸90mm不變，復合模具不銹鋼管I中部壁厚在原來模具壁厚基礎上減薄15%，減薄部分外壁涂上粘結劑，然后緊貼一層厚度為原來模具壁厚15%的中部保溫材料3，使用緊固件將中部保溫材料3緊固在減薄部分外壁形成復合模具的中部;復合模具不銹鋼管I下部壁厚不變，仍為20mm;復合模具的上部和中部長度分別占復合模具總長度的20%。
[0017]上部保溫材料2、中部保溫材料3的50°C導熱率小于等于0.08w/m.k，上部保溫材料2、中部保溫材料3能夠承受2000 °C及以上高溫。
[0018]將6支復合模具排列成一排，形成一組，將3組復合模具固定在一個底盤上，形成一個模組；具體使用過程為將模組放入600°C保溫箱中預熱，達到溫度后澆入合金液實施鑄造。
[0019]實施例2
[0020]參照附圖2和附圖3，現有模具為長1000mm，內徑30mm，壁厚5mm的不銹鋼管;在現有上下端直徑和壁厚均一致的不銹鋼管模具基礎上，將復合模具上部設計為:內徑尺寸30mm不變，復合模具不銹鋼管I上部壁厚在原來模具壁厚基礎上減薄20%，減薄部分外壁涂上粘結劑，然后緊貼一層厚度為原來模具壁厚20 %的上部保溫材料2，使用緊固件將上部保溫材料2緊固在減薄部分外壁形成復合模具的上部;復合模具中部設計為:內徑尺寸30mm不變，復合模具不銹鋼管I中部壁厚在原來模具壁厚基礎上減薄10%，減薄部分外壁涂上粘結劑，然后緊貼一層厚度為原來模具壁厚10%的中部保溫材料3，使用緊固件將中部保溫材料3緊固在減薄部分外壁形成復合模具的中部;復合模具不銹鋼管I下部壁厚不變，仍為5mm;復合模具的上部和中部長度分別占復合模具總長度的30%。
[0021]上部保溫材料2、中部保溫材料3的50°C導熱率小于等于0.05w/m.k，上部保溫材料2、中部保溫材料3能夠承受2000 °C及以上高溫。
[0022]將4支復合模具排列成一排，形成一組，將8組復合模具固定在一個底盤上，形成一個模組；具體使用過程為將模組放入600°C保溫箱中預熱，達到溫度后澆入合金液實施鑄造。
【主權項】
1.一種防止合金錠產生鑄造縮孔的復合模具，其特征在于，包括不銹鋼管(I)、上部保溫材料(2)、中部保溫材料(3);上部保溫材料(2)通過粘結劑與不銹鋼管(I)上部連接，中部保溫材料(3)通過粘結劑與不銹鋼管(I)中部連接;原有模具為上下端直徑和壁厚均一致長400?1000mm，內徑30?90mm，壁厚5?20mm的不銹鋼管；在原有模具基礎上，將復合模具上部設計為:內徑尺寸不變，復合模具不銹鋼管(I)上部壁厚在原有模具壁厚基礎上減薄20 %?30%，減薄部分外壁涂上粘結劑，然后緊貼一層厚度為原有模具壁厚20%?30%的上部保溫材料(2)，使用緊固件將上部保溫材料(2)緊固在減薄部分外壁形成復合模具的上部；復合模具中部設計為:內徑尺寸不變，復合模具不銹鋼管(I)中部壁厚在原有模具壁厚基礎上減薄10%?15%，減薄部分外壁涂上粘結劑，然后緊貼一層厚度為原有模具壁厚10%?15%的中部保溫材料(3)，使用緊固件將中部保溫材料(3)緊固在減薄部分外壁形成復合模具的中部;復合模具不銹鋼管(I)下部壁厚在原有模具壁厚基礎上不變，仍為5?20mm;上部保溫材料(2)和中部保溫材料(3)長度分別占復合模具總長度的20 %?30 %。2.根據權利要求1所述的復合模具，其特征在于，上部保溫材料(2)、中部保溫材料(3)的50 °C導熱率小于等于0.08w/m.k，上部保溫材料(2)、中部保溫材料(3)能夠承受2000 V及以上高溫。3.根據權利要求1所述的復合模具，其特征在于，使用時具體步驟及參數如下: 1)將4?6支復合模具排列成一排，形成一組，將3?8組復合模具固定在一個底盤上，形成一個模組； 2)將模組放入600°C保溫箱中預熱，達到溫度后澆入合金液實施鑄造。
【文檔編號】B22D7/06GK105921705SQ201610515664
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年7月1日
【發明人】安寧, 李振瑞, 牛永吉, 張志偉, 田建軍, 高楊
【申請人】北京北冶功能材料有限公司