專利名稱：鑄鋼輪心鑄模的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及鑄造領(lǐng)域，尤其涉及內(nèi)燃機(jī)車用的鑄鋼輪心鑄模，以及該鑄鋼輪心鑄模的使用方法。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)車用的鑄鋼輪心現(xiàn)在均由鋼水澆注成型，優(yōu)選方法為底部澆注式，即受壓的鋼水被向上注入到鑄鋼輪心鑄模中。底部澆注的優(yōu)點(diǎn)為使液態(tài)金屬能較平穩(wěn)地充滿型腔，順利排除型腔內(nèi)氣體，然而，通常的底部澆注不利于順序凝固，且對于鑄鋼輪心的鑄造
需求而言充型仍不夠平穩(wěn)快速，存在型腔沖刷。同時，為了實(shí)現(xiàn)補(bǔ)縮，現(xiàn)有技術(shù)通常還在鑄鋼輪心鑄模上設(shè)置冒口。然而，由于鑄鋼輪心其結(jié)構(gòu)的需要造成各個部分壁厚不均，有的部位很厚，在冷卻的過程中就冷卻的慢，壁厚薄的部位就冷卻的快，使得同一個鑄件各個部位冷卻速度不均，產(chǎn)生縮孔縮松等缺陷。此外，現(xiàn)有技術(shù)中多采用水玻璃CO2砂或水玻璃熱硬化砂生產(chǎn)鑄鋼輪心，但存在潰散性差、難清理、水玻璃加入量高等缺點(diǎn)。綜上，采用現(xiàn)有工藝的鑄鋼輪心出品率較低，內(nèi)部易產(chǎn)生縮孔、縮松，表面質(zhì)量較差。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種能使所鑄造的鑄鋼輪心整體質(zhì)量高的鑄鋼輪心鑄模。本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種鑄鋼輪心鑄模，包括上模、下模及澆口系統(tǒng)，上模和下模相扣形成中空的環(huán)形結(jié)構(gòu)，在徑向上由內(nèi)到外依次包括同心的環(huán)形輪轂部、環(huán)形輻板部和環(huán)形輪輞部，所述鑄鋼輪心鑄模下模的底部設(shè)有兩個內(nèi)澆口，所述兩個內(nèi)澆口分別與澆口系統(tǒng)連通，所述輪轂部的頂部均勻間隔設(shè)有兩個輪轂冒口，所述輪輞部的頂部間隔設(shè)有四個輪輞冒口，所述各個輪轂冒口和輪輞冒口處均設(shè)置有補(bǔ)貼。優(yōu)選的，所述輪轂部的底部間隔設(shè)有兩個弧形的成型冷鐵。優(yōu)選的，所述輪輞部的外側(cè)面均勻間隔設(shè)置有四個成型冷鐵，所述四個成型冷鐵和前述四個輪輞冒口在周向上交錯布置。優(yōu)選的，所述兩個內(nèi)澆口分別位于輪輞部的底部和輪轂部的底部，所述澆口系統(tǒng)包括平行于鑄鋼輪心鑄模的中軸線設(shè)置的直澆道，連接所述直澆道、垂直于所述中軸線設(shè)置的橫澆道，連通所述橫澆道和所述兩個內(nèi)澆口的內(nèi)澆道。優(yōu)選的，所述直澆道和所述橫澆道均為直徑60毫米的耐火管，所述內(nèi)澆道為直徑50毫米的耐火管。優(yōu)選的，所述直澆道中設(shè)置有過濾網(wǎng)。優(yōu)選的，所述輻板部的頂部，位于兩個內(nèi)澆口之間的部分的表面上放置有厚度大于10毫米的鉻鐵礦砂。[0013]優(yōu)選的，所述鑄鋼輪心鑄模的輪輞部的分型面設(shè)置有均布的出氣槽。優(yōu)選的，還包括上型板和下型板，所述上模連接在上型板上，下模連接在下型板上；所述上模和下模為鋁材制成，所述上型板和下型板為鑄鐵制成。優(yōu)選的，所述輪輞部的頂部均勻間隔設(shè)有四個輪輞冒口。所述輪輞冒口的規(guī)格為140X210X180mm?；颍鲚嗇灻翱诘囊?guī)格為225 X 150 X 300mm。本實(shí)用新型的有益效果主要體現(xiàn)在通過在鑄模底部設(shè)置兩個內(nèi)澆口，使充型迅速平穩(wěn)，同時有利于型腔氣體排出；通過在輪彀部和輪輞部設(shè)置冒口加補(bǔ)貼，對厚大部位進(jìn)行補(bǔ)縮，縮孔縮松減少；輪彀部僅在冒口下設(shè)置補(bǔ)貼，減輕泥芯烘烤從而減少夾砂，同時提高出品率；綜上所述，本實(shí)用新型整體的鑄造質(zhì)量好，所鑄輪心完全達(dá)到TB/T1400-2005要 求，并且經(jīng)整體超聲波探傷可以達(dá)到DIN EN12680-1 一級，解剖檢查未發(fā)現(xiàn)縮孔縮松，超過TB/T1400-2005規(guī)定要求。出品率達(dá)到65%以上，成品率高達(dá)90%以上。通過在輪彀部的底部間隔設(shè)有兩個弧形的成型冷鐵，可使輪彀部自上而下形成順序凝固溫度梯度，促進(jìn)冒口補(bǔ)縮；通過在輪輞部的外側(cè)面冒口之間均勻間隔設(shè)置四個成型冷鐵，可使冷鐵部位鋼液率先凝固，避免輪輞部冒口因補(bǔ)縮距離過長而難以補(bǔ)縮該部位導(dǎo)致的縮孔縮松缺陷；通過采用耐火管澆口系統(tǒng)，避免鋼液澆注對砂型沖刷造成的夾砂缺陷；直澆道設(shè)置過濾網(wǎng)，避免固態(tài)鋼渣進(jìn)入型腔造成夾渣缺陷；因內(nèi)澆口處輻板表面鋼液溫度較高，通過設(shè)置鉻鐵礦砂，增加熱吸收，減弱鋼液對該部位砂型烘烤，從而減少表面夾砂、夾雜；通過在輪輞部的分型面設(shè)一圈排氣槽，增強(qiáng)了排氣效果，減少鑄件表面氣孔。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。圖I為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
的剖視圖。圖2為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
的俯視圖。
具體實(shí)施方式
以下參照
本實(shí)用新型的實(shí)施方式。參照圖I和圖2，本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
中，鑄造鑄鋼輪心的鑄鋼輪心鑄模I為采用酯硬化水玻璃砂制成的兩箱造型制芯，即鑄鋼輪心鑄模由上模和下模相扣而成。且該鑄鋼輪心鑄模還包括型板，型板包括上型板和下型板，前述的上模連接在上型板上，下模連接在下型板上。鑄鋼輪心鑄模為鋁質(zhì)，型板為鑄鐵制成。泥芯15安裝在泥芯盒中。鑄鋼輪心鑄模I加工裝配好后，上模和下模組合成中空的環(huán)形，在徑向上由內(nèi)到外依次包括同心的環(huán)形的輪轂部10、環(huán)形的輻板部11和環(huán)形的輪輞部12，和所鑄造的輪心相配，輪轂部10和輪輞部12均在環(huán)形的軸向上，即鑄鋼輪心鑄模I的中軸線方向的兩端對稱的凸起，而輻板部11則處于下陷位置。在鑄造時，由于輪轂部10和輪輞部12的結(jié)構(gòu)較為厚大，而輻板部11的厚度較小，因此，輪心上的輪轂和輪輞為最后凝固的部位，需在鑄鋼輪心鑄模I上的對應(yīng)位置，即輪轂部10和輪輞部12設(shè)置冒口進(jìn)行補(bǔ)縮。鑄鋼輪心鑄模I上設(shè)有一個底部澆注式的澆口系統(tǒng)，該澆口系統(tǒng)的兩個內(nèi)澆口 7連通到鑄鋼輪心鑄模I底部。具體的，兩個內(nèi)澆口 7分別位于輪輞部10的底部和輪轂部12的底部。澆口系統(tǒng)包括平行于鑄鋼輪心鑄模I的中軸線設(shè)置的直澆道5，連接所述直澆道
5、垂直于所述中軸線設(shè)置的橫澆道9，以及連通所述橫澆道的所述兩個內(nèi)澆口 7。直澆道5中設(shè)置有過濾網(wǎng)6，直澆道5和橫澆道9均為直徑60毫米的耐火管，內(nèi)澆道為直徑50毫米的耐火管。通過設(shè)置兩個內(nèi)澆口 7，本實(shí)用新型的鑄鋼輪心鑄模在鑄造時充型迅速平穩(wěn)，型腔沖刷得到降低。繼續(xù)參照圖I和圖2，輪轂部10的頂部均勻間隔設(shè)有兩個輪轂冒口 2，輪轂冒口 2的規(guī)格為225X 150X300mm。輪轂部10上，兩個輪轂冒口 2的對應(yīng)位置設(shè)置有補(bǔ)貼；輪輞部12的頂部均勻間隔設(shè)有四個輪輞冒口 3，輪輞冒口 3的規(guī)格為140X210X180mm。輪輞部12上，四個輪輞冒口 3的對應(yīng)位置同樣設(shè)置有補(bǔ)貼。通過設(shè)置冒口和補(bǔ)貼，能夠降低縮孔和縮松的出現(xiàn)概率。同時，為了配合前述各個冒口，使得鋼水在一定時間內(nèi)順序的冷卻，在輪轂部10的底部間隔設(shè)有兩個弧形的成型冷鐵8，其基本沿著輪轂部10的環(huán)形形狀延伸；在輪輞部12的外側(cè)面間隔設(shè)置有四個成型冷鐵4，優(yōu)選為均勻的間隔設(shè)置四個成型冷鐵4。四個成型冷鐵4也成弧形，厚度為30mm，貼合在輪輞部12的外側(cè)，和四個輪輞冒口 3在周向上交錯布置。設(shè)置冷鐵后，還能通過激冷使得鑄造產(chǎn)品的內(nèi)部組織更加致密。輻板部11的頂部，位于兩個內(nèi)澆口 7之間的部分的表面上放置有厚度大于10毫·米，優(yōu)選為15毫米的鉻鐵礦砂16，可極大減少夾渣、夾砂缺陷；指定局部放置鉻鐵礦砂16即可達(dá)到效果，節(jié)省成本。同時，鑄鋼輪心鑄模I的輪輞部的分型面13處設(shè)置有均布的排氣槽14，減少表面氣孔。本實(shí)用新型的實(shí)施例無需設(shè)置集砂窩，因為澆出的毛坯砂眼少。本實(shí)施例中，鋁、硅的含量符合ZG310-570標(biāo)準(zhǔn)牌號即可，氣孔較少。無需通過刻意控制鋁、硅的總含量及其比例來減少氣孔和縮孔。通常鋁含量小于等于0. 035%，避免殘余鋁高導(dǎo)致材料的塑性降低。前述的鑄鋼輪心鑄模的使用方法包括以下步驟采用酯硬化水玻璃砂造型制芯；使用生鐵和/或低碳廢鋼作為原料，在中頻爐冶煉成澆注鋼水，出鋼溫度1600度到1620度；此外，出鋼前3-5min插鋁lKg/T鋼水。鋼水在1565度到1585度時，采用漏包澆注向鑄鋼輪心鑄模澆注20秒到30秒，可
使夾雜、夾砂更好的上浮于冒口中，提高表面質(zhì)量。本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
中，所要制造的鑄鋼輪心為符合ZG310-570成分范圍的鑄鋼，需要滿足的化學(xué)成分和機(jī)械性能依次如表I和表2所示。
權(quán)利要求1.一種鑄鋼輪心鑄模，包括上模、下模及澆口系統(tǒng)，上模和下模相扣形成中空的環(huán)形結(jié)構(gòu)，在徑向上由內(nèi)到外依次包括同心的環(huán)形輪轂部、環(huán)形輻板部和環(huán)形輪輞部，其特征在于，所述鑄鋼輪心鑄模下模的底部設(shè)有兩個內(nèi)澆口，所述兩個內(nèi)澆口分別與澆口系統(tǒng)連通，所述輪轂部的頂部均勻間隔設(shè)有兩個輪轂冒口，所述輪輞部的頂部間隔設(shè)有四個輪輞冒口，所述各個輪轂冒口和輪輞冒口處均設(shè)置有補(bǔ)貼。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鑄鋼輪心鑄模，其特征在于所述輪轂部的底部間隔設(shè)有兩個弧形的成型冷鐵。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鑄鋼輪心鑄模，其特征在于所述輪輞部的外側(cè)面均勻間隔設(shè)置有四個成型冷鐵，所述四個成型冷鐵和前述四個輪輞冒口在周向上交錯布置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求I所述的鑄鋼輪心鑄模，其特征在于所述兩個內(nèi)澆口分別位于輪輞部的底部和輪轂部的底部，所述澆口系統(tǒng)包括平行于鑄鋼輪心鑄模的中軸線設(shè)置的直澆道，連接所述直澆道、垂直于所述中軸線設(shè)置的橫澆道，連通所述橫澆道和所述兩個內(nèi)澆口的內(nèi)澆道。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鑄鋼輪心鑄模，其特征在于所述直澆道和所述橫澆道均為直徑60毫米的耐火管，所述內(nèi)澆道為直徑50毫米的耐火管。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鑄鋼輪心鑄模，其特征在于所述直澆道中設(shè)置有過濾網(wǎng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鑄鋼輪心鑄模，其特征在于所述輻板部的頂部，位于兩個內(nèi)澆口之間的部分的表面上放置有厚度大于10毫米的鉻鐵礦砂。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鑄鋼輪心鑄模，其特征在于所述鑄鋼輪心鑄模的輪輞部的分型面設(shè)置有均布的出氣槽。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鑄鋼輪心鑄模，其特征在于還包括上型板和下型板，所述上模連接在上型板上，下模連接在下型板上；所述上模和下模為鋁材制成，所述上型板和下型板為鑄鐵制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鑄鋼輪心鑄模，其特征在于，所述輪輞部的頂部均勻間隔設(shè)有四個輪輞冒口。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的鑄鋼輪心鑄模，其特征在于所述輪輞冒口的規(guī)格為140 X 210 X 180mm。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鑄鋼輪心鑄模，其特征在于所述輪轂冒口的規(guī)格為225X150X300mm。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種鑄鋼輪心鑄模，包括上模、下模及澆口系統(tǒng)，上模和下模相扣形成中空的環(huán)形結(jié)構(gòu)，在徑向上由內(nèi)到外依次包括同心的環(huán)形輪轂部、環(huán)形輻板部和環(huán)形輪輞部，所述鑄鋼輪心鑄模下模的底部設(shè)有兩個內(nèi)澆口，所述兩個內(nèi)澆口分別與澆口系統(tǒng)連通，所述輪轂部的頂部均勻間隔設(shè)有兩個輪轂冒口，所述輪輞部的頂部間隔設(shè)有四個輪輞冒口，所述各個輪轂冒口和輪輞冒口處均設(shè)置有補(bǔ)貼。本實(shí)用新型的有益效果主要體現(xiàn)在通過設(shè)置兩個內(nèi)澆口，使充型迅速平穩(wěn)；通過在厚大的部位設(shè)置冒口加冷鐵，促進(jìn)鋼液順序凝固，縮孔縮松減少。
文檔編號B22C9/08GK202479451SQ20122001092
公開日2012年10月10日 申請日期2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者徐貴寶, 曹松, 朱正鋒, 程鳳軍, 陳紅圣 申請人:南車戚墅堰機(jī)車車輛工藝研究所有限公司