金屬型及其本體、制備方法及使用該金屬型的鑄造模具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及鑄造技術(shù)，特別涉及金屬型及其本體、制備方法及使用該金屬型的鑄造模具。金屬型，包括筒狀的本體和覆蓋于本體型腔內(nèi)壁上的涂料，覆蓋有涂料的本體的型腔的內(nèi)壁上開(kāi)設(shè)有沿上下方向間隔設(shè)置的多個(gè)環(huán)形的溝槽，各個(gè)溝槽的體積從上往下逐漸增大。采用本發(fā)明的金屬型可以縮小ZL201合金管型鑄件在澆鑄過(guò)程中內(nèi)、壁冷卻速度之間的差異，減小裂紋的產(chǎn)生，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)從上往下的順序凝固，避免在壓氣缸的上部產(chǎn)生縮松缺陷，進(jìn)而可以顯著提高ZL201合金管型鑄件的質(zhì)量。
【專利說(shuō)明】金屬型及其本體、制備方法及使用該金屬型的鑄造模具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鑄造技術(shù)，特別涉及金屬型及其本體、制備方法及使用該金屬型的鑄造模具。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，高壓斷路器滅火室用壓氣缸是一種由金屬型鑄造方法制備的ZL201合金鑄件，該鑄件易產(chǎn)生裂紋。上述金屬型鑄造方法所采用的模具包括金屬型和砂芯，金屬型包括筒狀的本體和噴涂于本體型腔內(nèi)壁上的涂料，砂芯裝配于本體的型腔中。涂料具有絕熱作用，可以降低溶液的冷卻速度；同時(shí)具有保護(hù)金屬型，防止溶液的侵蝕，使鑄形容易分離。上述鑄件容易產(chǎn)生裂紋是由于以下四方面的原因造成的:1.ZL201合金為固溶性合金，凝固溫度區(qū)間較寬，熱裂傾向較大，鑄造性能較差；2.金屬型幾乎沒(méi)有退讓性，冷卻速度快，容易造成鑄件內(nèi)應(yīng)力增大而產(chǎn)生裂紋；3.上述壓氣缸為空心結(jié)構(gòu)，為解決內(nèi)壁表面縮孔、縮松問(wèn)題而在砂芯上放置冷鐵，但是冷鐵會(huì)加快ZL201合金液在澆鑄過(guò)程中的冷卻速度，從而會(huì)使鑄件產(chǎn)生更嚴(yán)重的裂紋；4.盡管砂芯的外壁上設(shè)有冷鐵，金屬型本體的型腔內(nèi)壁設(shè)有涂料，但是金屬型的導(dǎo)熱率仍比砂芯大得多，在澆鑄過(guò)程中，鑄件的外壁的冷卻速度顯著大于內(nèi)壁而會(huì)導(dǎo)致裂紋。另外，上述金屬型鑄造采用底注式澆注，底注式澆注合金液的凝固通常為同時(shí)凝固，難以實(shí)現(xiàn)順序凝固，壓氣缸的上部易產(chǎn)生縮松缺陷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種金屬型，以解決現(xiàn)有的ZL201合金壓氣缸在澆鑄過(guò)程中鑄件內(nèi)、外壁冷卻速度差異大的問(wèn)題。本發(fā)明還提供了上述金屬型的本體、金屬型的制備方法及使用上述金屬型的鑄造模具。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的金屬型的制備方法采用如下技術(shù)方案:金屬型的制備方法，包括以下步驟:
A):I)在筒狀的本體的型腔的內(nèi)壁上加工出沿上下方向間隔設(shè)置的多個(gè)環(huán)形的溝槽，各個(gè)溝槽的體積從上往下逐漸增大；
B):預(yù)熱本體,接著向本體的型腔的內(nèi)壁上噴涂料,涂料填滿覆蓋溝槽以使本體型腔的內(nèi)壁呈圓柱面結(jié)構(gòu)。
[0005]各個(gè)溝槽的槽深從上往下逐漸加深、各個(gè)溝槽的槽寬從上往下逐漸變寬。
[0006]所述步驟A中還包括步驟2):用沿上下方向延伸的刀刃沿徑向方向?qū)ο噜彍喜壑g形成的環(huán)形的凸筋進(jìn)行敲打，使溝槽沿圓周方向斷開(kāi)為多段而在本體的型腔的內(nèi)壁上形成麻點(diǎn)，所述的涂料覆蓋于麻點(diǎn)上。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的金屬型采用如下技術(shù)方案:金屬型，包括筒狀的本體和覆蓋于本體型腔內(nèi)壁上的涂料，所述覆蓋有涂料的本體的型腔的內(nèi)壁上開(kāi)設(shè)有沿上下方向間隔設(shè)置的多個(gè)環(huán)形的溝槽，各個(gè)溝槽的體積從上往下逐漸增大。
[0008]各個(gè)溝槽的槽深從上往下逐漸加深、各個(gè)溝槽的槽寬從上往下逐漸變寬。
[0009]相鄰溝槽之間具有環(huán)形的凸筋，所述凸筋沿圓周方向分為多段以使本體的型腔的內(nèi)壁上形成麻點(diǎn)，所述涂料覆蓋于麻點(diǎn)上。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的金屬型的本體采用如下技術(shù)方案:金屬型的本體，所述本體為筒狀結(jié)構(gòu)，本體的型腔的內(nèi)壁上開(kāi)設(shè)有沿上下方向間隔設(shè)置的多個(gè)環(huán)形的溝槽，各個(gè)溝槽的體積從上往下逐漸增大。
[0011]各個(gè)溝槽的槽深從上往下逐漸加深、各個(gè)溝槽的槽寬從上往下逐漸變寬。
[0012]相鄰溝槽之間具有環(huán)形的凸筋，所述凸筋沿圓周方向分為多段以使本體的型腔的內(nèi)壁上形成麻點(diǎn)。
[0013]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的鑄造模具采用如下技術(shù)方案:鑄造模具，包括金屬型，金屬型包括筒狀的本體和覆蓋于本體型腔內(nèi)壁上的涂料，本體內(nèi)設(shè)有砂芯，所述覆蓋有涂料的本體的型腔的內(nèi)壁上開(kāi)設(shè)有沿上下方向間隔設(shè)置的多個(gè)環(huán)形的溝槽，各個(gè)溝槽的體積從上往下逐漸增大。
[0014]各個(gè)溝槽的槽深從上往下逐漸加深、各個(gè)溝槽的槽寬從上往下逐漸變寬。
[0015]相鄰溝槽之間具有環(huán)形的凸筋，所述凸筋沿圓周方向分為多段以使本體的型腔的內(nèi)壁上形成麻點(diǎn)，所述涂料覆蓋于麻點(diǎn)上。
[0016]本發(fā)明的金屬型的有益效果:一方面，溝槽可以增大金屬型的型腔內(nèi)壁上噴涂的涂料厚度和噴涂量，涂料具有絕熱作用，本發(fā)明顯著降低了型腔內(nèi)壁處的ZL201合金液的冷卻速度，進(jìn)而可以減小金屬型與砂芯之間的熱導(dǎo)率的差異，從而縮小了 ZL201合金管型鑄件在澆鑄過(guò)程中內(nèi)、壁冷卻速度之間的差異，還實(shí)現(xiàn)了減少金屬型內(nèi)的金屬液的整體冷卻速度，因此，減小了裂紋的產(chǎn)生；另一方面，各個(gè)溝槽的體積從上往下逐漸增大，可以使金屬型的型腔的內(nèi)壁上的涂料厚度和噴涂量從上往下逐漸增大，進(jìn)而可以使合金液的冷卻速度從上往下逐漸減小，實(shí)現(xiàn)了從上往下的順序凝固，避免了在壓氣缸的上部產(chǎn)生縮松缺陷。因而，采用本發(fā)明可以顯著提高ZL201合金管型鑄件的質(zhì)量。
[0017]進(jìn)一步的，麻點(diǎn)可以提供涂料的附著力。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本發(fā)明的鑄造模具的實(shí)施例1的使用狀態(tài)圖；
圖2是圖1中金屬型的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是圖2中A處的局部放大圖；
圖4是圖3中的麻點(diǎn)的作業(yè)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]本發(fā)明的鑄造模具的實(shí)施例1，如圖1-4所示:鑄造模具包括砂芯I和金屬型，該模具采用底注式澆注方式。砂芯I為塊狀結(jié)構(gòu)，金屬型包括筒狀的本體2和覆蓋于本體2型腔內(nèi)壁上的涂料，砂芯I插裝與本體2的型腔中，砂芯I的外壁與本體2的內(nèi)壁之間具有用于澆鑄ZL201合金的空腔。管型鑄件4具有砂芯I的外壁貼合配合內(nèi)壁、與本體2的內(nèi)壁貼合配合的外壁。覆蓋有涂料的本體2的型腔的內(nèi)壁上開(kāi)設(shè)有沿上下方向間隔設(shè)置的多個(gè)環(huán)形的溝槽20，各個(gè)溝槽20的體積從上往下逐漸增大。在本實(shí)施例中，各個(gè)溝槽20的槽深從上往下逐漸加深、各個(gè)溝槽20的槽寬從上往下逐漸變寬。相鄰溝槽20之間具有環(huán)形的凸筋，凸筋沿圓周方向分為多段以使本體的型腔的內(nèi)壁上形成麻點(diǎn)，涂料覆蓋于麻點(diǎn)上。涂料填滿覆蓋于溝槽20內(nèi)和麻點(diǎn)上以使型腔的內(nèi)壁呈圓柱面結(jié)構(gòu)。砂芯I的外壁上套設(shè)有冷鐵，冷鐵呈筒狀結(jié)構(gòu)且由軟鋁線纏繞而成。冷鐵的內(nèi)壁貼合于砂芯I外壁上，以對(duì)管型鑄件4的內(nèi)壁進(jìn)行冷卻。
[0020]本發(fā)明包括由軟鋁線纏繞而成的冷鐵，由于鋁的散熱速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鐵，因而本發(fā)明可以提高砂芯的散熱速度，減小了砂芯的散熱速度與金屬型之間的差異，減小了鑄件內(nèi)、外壁之間的冷卻速度的差異，減小了鑄造應(yīng)力，從而減少了熱裂紋的產(chǎn)生的可能性，提高了ZL201合金管型鑄件的質(zhì)量。
[0021]在本發(fā)明的鑄造模具的其它實(shí)施例中，各個(gè)溝槽的槽深從上往下逐漸加深，而各個(gè)溝槽的寬度相同。
[0022]在本發(fā)明的鑄造模具的其它實(shí)施例中，各個(gè)溝槽的槽寬從上往下逐漸變寬，而各個(gè)溝槽的深度相同。
[0023]在本發(fā)明的鑄造模具的其它實(shí)施例中，還可以不包括麻點(diǎn)，而通過(guò)增加涂料的粘度來(lái)提高涂料在金屬型內(nèi)壁上的附著力。
[0024]本發(fā)明的金屬型的制備方法的實(shí)施例1，采用該制備方法可以得到上述鑄造模具實(shí)施例1中的金屬型，該方法包括以下步驟:
A): I)在筒狀的本體2的型腔的內(nèi)壁上加工出沿上下方向間隔設(shè)置的多個(gè)環(huán)形的溝槽20，各個(gè)溝槽20的體積從上往下逐漸增大，各個(gè)溝槽20的槽深從上往下逐漸加深、各個(gè)溝槽20的槽寬從上往下逐漸變寬；2):用沿上下方向延伸的刀刃3沿徑向方向?qū)ο噜彍喜?0之間形成的環(huán)形的凸筋進(jìn)行敲打，使溝槽20沿圓周方向斷開(kāi)為多段而在本體2的型腔的內(nèi)壁上形成麻點(diǎn)，所述的涂料覆蓋于麻點(diǎn)上。
[0025]B ):預(yù)熱本體2，本體2的預(yù)熱溫度為400 V，接著向本體2的型腔的內(nèi)壁上噴涂料，涂料填滿覆蓋溝槽20和麻點(diǎn)以使本體型腔的內(nèi)壁呈圓柱面結(jié)構(gòu)，然后進(jìn)一步將本體2預(yù)熱至其工作溫度。
[0026]本發(fā)明的金屬型的制備方法的另一種實(shí)施例，包括以下步驟:
A)在筒狀的本體的型腔的內(nèi)壁上加工出沿上下方向間隔設(shè)置的多個(gè)環(huán)形的溝槽，各個(gè)溝槽的體積從上往下逐漸增大,各個(gè)溝槽的槽深從上往下逐漸加深、各個(gè)溝槽的槽寬從上往下逐漸變寬。
[0027]B)預(yù)熱本體，本體的預(yù)熱溫度為400°C，接著向本體的型腔的內(nèi)壁上噴涂料，使涂料填滿覆蓋溝槽以使本體型腔的內(nèi)壁呈圓柱面結(jié)構(gòu)，然后進(jìn)一步將本體預(yù)熱至其工作溫度。
[0028]在本發(fā)明的金屬型的制備方法的其它實(shí)施例，各個(gè)溝槽的槽寬從上往下逐漸變寬，而各個(gè)溝槽的深度相同。
[0029]在本發(fā)明的金屬型的制備方法的其它實(shí)施例，各個(gè)溝槽的槽深從上往下逐漸加深，而各個(gè)溝槽的寬度相同。
[0030]本發(fā)明的金屬型的實(shí)施例，該金屬型的結(jié)構(gòu)與上述鑄造模具實(shí)施例中的金屬型的結(jié)構(gòu)相同，在此不再重復(fù)敘述。
[0031 ] 本發(fā)明的金屬型的本體的實(shí)施例，該金屬型的本體的結(jié)構(gòu)與上述鑄造模具實(shí)施例中的金屬型的本體的結(jié)構(gòu)相同，在此不再重復(fù)敘述。
【權(quán)利要求】
1.金屬型的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: A): I)在筒狀的本體的型腔的內(nèi)壁上加工出沿上下方向間隔設(shè)置的多個(gè)環(huán)形的溝槽，各個(gè)溝槽的體積從上往下逐漸增大； B ):預(yù)熱本體，接著向本體的型腔的內(nèi)壁上噴涂料,涂料填滿覆蓋溝槽以使本體型腔的內(nèi)壁呈圓柱面結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬型的制備方法，其特征在于，各個(gè)溝槽的槽深從上往下逐漸加深、各個(gè)溝槽的槽寬從上往下逐漸變寬。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金屬型的制備方法，其特征在于，所述步驟A中還包括步驟2):用沿上下方向延伸的刀刃沿徑向方向?qū)ο噜彍喜壑g形成的環(huán)形的凸筋進(jìn)行敲打，使溝槽沿圓周方向斷開(kāi)為多段而在本體的型腔的內(nèi)壁上形成麻點(diǎn)，所述的涂料覆蓋于麻點(diǎn)上。
4.金屬型，包括筒狀的本體和覆蓋于本體型腔內(nèi)壁上的涂料，其特征在于，所述覆蓋有涂料的本體的型腔的內(nèi)壁上開(kāi)設(shè)有沿上下方向間隔設(shè)置的多個(gè)環(huán)形的溝槽，各個(gè)溝槽的體積從上往下逐漸增大。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的金屬型，其特征在于，各個(gè)溝槽的槽深從上往下逐漸加深、各個(gè)溝槽的槽寬從上往下逐漸變寬。
6.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述金屬型，其特征在于，相鄰溝槽之間具有環(huán)形的凸筋，所述凸筋沿圓周方向分為多段以使本體的型腔的內(nèi)壁上形成麻點(diǎn)，所述涂料覆蓋于麻點(diǎn)上。
7.金屬型的本體，所述本體為筒狀結(jié)構(gòu)，其特征在于:本體的型腔的內(nèi)壁上開(kāi)設(shè)有沿上下方向間隔設(shè)置的多個(gè)環(huán)形的溝槽，各個(gè)溝槽的體積從上往下逐漸增大。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的金屬型的本體，其特征在于:各個(gè)溝槽的槽深從上往下逐漸加深、各個(gè)溝槽的槽寬從上往下逐漸變寬。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的金屬型的本體，其特征在于:相鄰溝槽之間具有環(huán)形的凸筋，所述凸筋沿圓周方向分為多段以使本體的型腔的內(nèi)壁上形成麻點(diǎn)。
10.鑄造模具，包括金屬型，金屬型包括筒狀的本體和覆蓋于本體型腔內(nèi)壁上的涂料，本體內(nèi)設(shè)有砂芯，其特征在于:所述覆蓋有涂料的本體的型腔的內(nèi)壁上開(kāi)設(shè)有沿上下方向間隔設(shè)置的多個(gè)環(huán)形的溝槽，各個(gè)溝槽的體積從上往下逐漸增大。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的鑄造模具，其特征在于:各個(gè)溝槽的槽深從上往下逐漸加深、各個(gè)溝槽的槽寬從上往下逐漸變寬。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的鑄造模具，其特征在于:相鄰溝槽之間具有環(huán)形的凸筋，所述凸筋沿圓周方向分為多段以使本體的型腔的內(nèi)壁上形成麻點(diǎn)，所述涂料覆蓋于麻點(diǎn)上。
【文檔編號(hào)】B22C9/06GK104128563SQ201310361282
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2013年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月19日
【發(fā)明者】雷咸倫, 王路平, 常林晶, 王賞, 王大偉 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 河南平高電氣股份有限公司, 平高集團(tuán)有限公司