專利名稱：銅陽極板砂型鑄造雙面澆鑄模及其制作方法
銅陽極板砂型鑄造雙面澆鑄模及其制作方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于銅的火法冶煉技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種銅陽極板砂型鑄造雙面澆鑄模；本 發(fā)明還涉及一種該雙面澆注模的制作方法。
背景技術(shù)：
銅陽極板澆鑄模是銅冶煉行業(yè)的主耗模具，其質(zhì)量優(yōu)劣直接影響銅陽極板的產(chǎn) 量、質(zhì)量和制造成本。國內(nèi)比較常見的作法是用球墨鑄鐵材質(zhì)的銅陽極模澆鑄銅陽極板， 但該銅陽極模的制造周期長、使用壽命短，造成生產(chǎn)成本高。而采用球墨鑄鐵材質(zhì)的母模 (金屬型)澆鑄銅陽極模，再用澆注的銅陽極模澆鑄銅陽極板，克服了鑄鐵母模制造周期長、 使用壽命短的難題，但由于陽極銅含氣量較高，金屬型陽極模基本沒有透氣性，使得銅陽極 板表面極易形成冷隔、氣孔和氣窩，而且由于澆注過程中的溫度梯度大，造成銅陽極板內(nèi)部 缺陷較多，影響其質(zhì)量，導(dǎo)致陽極板殘極率較高。專利《砂型鑄造銅陽極模工藝》(專利號 ZL200710052781. 9，公告號CN100586609,公告日2010. 02. 03)公開了一種用砂型鑄造銅陽 極模的工藝，在一定程度上提高了砂型鑄造的成品質(zhì)量，但局限于造型材料的配比方面，沒 有涉及陽極模的結(jié)構(gòu)及形狀，在具體實踐中無法將銅的冶煉工序和機械制造行業(yè)的鑄造工 序有機結(jié)合，無法進行推廣應(yīng)用，而且該銅陽極模只能使用一面，使用壽命有限。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種銅陽極板的砂型鑄造雙面澆注模，能夠雙面使用，大幅 提聞了使用壽命。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種上述雙面澆注模的制作方法，重復(fù)使用廢舊銅陽 極澆注模，不另外消耗銅原料，減少了浪費，大大降低了生產(chǎn)成本。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種銅陽極板砂型鑄造雙面澆注 模，包括澆注模本體和澆注模定位塊，澆注模本體上設(shè)有兩個型腔，該兩個型腔通過模底板 隔開，模底板上設(shè)有頂桿孔，兩個型腔通過頂桿孔相通。
本發(fā)明所采用的另一個技術(shù)方案是一種上述銅陽極板砂型鑄造雙面澆注模的制 作方法，采用樹脂制作砂型，將熔煉的銅液注入砂型，得到鑄造毛坯，加工該鑄造毛坯，使加 工后的兩個型腔符合設(shè)計要求，加工后的澆注模體的縱向截面為“工”字形，并保證模底板 的厚度為燒注模體側(cè)壁和模底板的相交處與燒注模體側(cè)壁外表面之間距離的I 1. 5倍, 然后在模底板上加工頂桿孔，完成雙面澆注模的制作。
本發(fā)明雙面澆注模采用結(jié)構(gòu)簡單的雙面澆鑄型腔結(jié)構(gòu)，克服了目前銅冶煉行業(yè)廣 泛使用的球墨鑄鐵材質(zhì)的銅陽極模，或者球墨鑄鐵材質(zhì)的母模(金屬型)澆鑄的銅陽極模， 在表面出現(xiàn)龜裂、點蝕、粘接和裂紋的擴展等失效形式時，導(dǎo)致銅陽極模報廢的現(xiàn)象，當(dāng)一 面澆注型腔出現(xiàn)失效形式，可以用另一面澆注型腔繼續(xù)進行澆注，大幅提高了銅陽極模的 使用壽命。


圖1是本發(fā)明雙面澆注模的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的A-A剖視圖。
圖中，1.澆注模本體，2.頂桿孔，3.澆注模定位塊，4.模底板，5.第一澆注模型腔， 6.第二澆注模型腔。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明進行詳細說明。
本發(fā)明提供了一種用于生產(chǎn)銅陽極板的雙面澆注模，當(dāng)一面出現(xiàn)龜裂、點蝕、粘接 和裂紋的擴展的失效形式，無法使用后，調(diào)換另一面進行使用，大幅提高了澆注模的使用壽 命。該雙面澆注模的結(jié)構(gòu),如圖1和圖2所示，包括澆注模本體1，澆注模本體I外側(cè)壁上對 稱設(shè)有澆注模定位塊3 ;澆注模本體I的兩個端面上分別設(shè)有凹陷的第一澆注模型腔5和 第二燒注模型腔6,第一燒注模型腔5和第二燒注模型腔6通過模底板4隔開,模底板4上 對稱設(shè)有兩個頂桿孔2，頂桿孔2的兩端分別與第一澆注模型腔5和第二澆注模型腔6相 通；澆注模本體I的縱向截面為“工”字形，如圖2所示，模底板4與澆注模本體I側(cè)壁相 交處與澆注模本體I側(cè)壁外表面之間的距離為邊界厚度H，模底板4的厚度為底面厚度L， L=I 1. 5H。頂桿孔2的表面粗糙度不得低于RaO. 063。
本發(fā)明還提供了一種上述雙面澆注模的制作方法采用樹脂制作砂型，將報廢的 澆注模切割后直接融化，將熔煉的銅液注入樹脂制成的砂型，冷卻后得到鑄造毛坯，加工 該鑄造毛坯，使加工后的兩個型腔符合圖紙設(shè)計要求，使加工后的澆注模體的縱向截面為 “工”字形，并保證澆注模本體I的底面厚度為澆注模本體I邊界厚度的I 1. 5倍，然后采 用成型刀具鏜削或鉆削加工在模底板上加工兩個頂桿孔，保證該兩個頂桿孔的幾何精度， 即頂桿孔2的表面粗糙度不得低于RaO. 063，完成雙面澆注模的制作。
將本發(fā)明雙面澆注模安裝于圓盤澆注機上，陽極爐或反射爐中的銅液經(jīng)澆鑄系統(tǒng) 注入雙面澆注模的一個型腔內(nèi)，待銅液冷卻后形成銅陽極板，將頂桿從沒有澆注的另一個 型腔內(nèi)穿入頂桿孔，通過頂桿頂起銅陽極板，用吊具吊起該銅陽極板并移除澆鑄模，完成一 個循環(huán)后進入下一個循環(huán)過程。
銅陽極板澆鑄模在高溫銅液的熱沖擊和起模后激冷的工況中，驟熱和驟冷的條件 使得銅陽極模產(chǎn)生熱應(yīng)力下的塑性變形，當(dāng)局部產(chǎn)生應(yīng)力集中程度大于其強度時，即產(chǎn)生 微裂紋。在反復(fù)的交替變化中，裂紋的尖端應(yīng)力更加集中，所以裂紋和龜裂逐漸的向四周和 深部擴展，造成銅陽極模表面凹凸不平，因而使?jié)茶T的銅陽極板表面產(chǎn)生突起和毛刺，銅陽 極模趨于報廢。
為了延長銅陽極模的使用壽命，本發(fā)明澆鑄模采用雙面對稱結(jié)構(gòu)，可在一個工作 型腔失效后，使用其背面的另外一個工作型腔，大幅提高壽命，降低生產(chǎn)成本。該雙面澆注 模的縱向截面為“工”字形，其邊界厚度和底面厚度盡量接近一致，使得金屬溶液冷卻時能 夠均勻冷卻，冷卻過程溫度梯度小，產(chǎn)生縮松、氣孔等缺陷的幾率小，澆鑄模的整體質(zhì)量好。 該雙面澆注模采用樹脂砂型鑄造而成，提高了鑄模表面質(zhì)量，不易與銅溶液發(fā)生粘接現(xiàn)象； 減薄澆鑄模中部受熱沖擊部位的厚度，提高散熱能力，減少鑄造的銅陽極板的變形，從而減 小了銅陽極板和銅澆鑄模表面發(fā)生粘接的可能性，降低了澆注模表面點蝕和裂紋產(chǎn)生、延展等失效形式的發(fā)生，延長了使用壽命；同時，增大澆鑄模四周的厚度，提高整體剛度，使得 澆注模在鑄造陽極板過程中不易變形，在保證澆鑄模有足夠的強度和剛度時可吸收足夠的 熱量，進一步延長了澆注模的使用壽命，降低生產(chǎn)成本。而且本發(fā)明銅陽極板澆鑄模使用廢 舊陽極澆鑄模作為鑄造原料制成，導(dǎo)熱效果好，重復(fù)使用報廢的銅陽極澆鑄模，重復(fù)利用率 接近100%，不另外消耗銅原料，達到了材料的重復(fù)循環(huán)利用，降低成本。采用成型刀具鏜削 或鉆削加工銅陽極板澆鑄模頂桿孔，保證了頂桿孔的幾何精度，便于使用頂桿頂起陽極板； 在銅陽極板澆注過程中不出現(xiàn)由于間隙過大引起的液體滲漏或頂桿孔堵死，對頂桿頂起陽 極板活動自如和提高陽極澆鑄模的壽命有至關(guān)重要的作用。
權(quán)利要求
1.一種銅陽極板砂型鑄造雙面澆注模，包括澆注模本體(I)和澆注模定位塊(3)，其特征在于，澆注模本體(I)上設(shè)有兩個型腔，該兩個型腔通過模底板(4 )隔開，模底板(4 )上設(shè)有頂桿孔(2 )，兩個型腔通過頂桿孔(2 )相通。
2.如權(quán)利要求1所述的銅陽極板砂型鑄造雙面澆注模，其特征在于，所述澆注模本體(1)的縱向截面為“工”字形，模底板(4)的厚度為澆注模本體(I)側(cè)壁和模底板(4)的相交處與澆注模本體(I)側(cè)壁外表面之間距離的I 1. 5倍。
3.如權(quán)利要求1所述的銅陽極板砂型鑄造雙面澆注模，其特征在于，所述頂桿孔(2)的表面粗糙度不低于RaO. 063。
4.一種權(quán)利要求1所述銅陽極板砂型鑄造雙面澆注模的制作方法，其特征在于，采用樹脂制作砂型，將熔煉的銅液注入砂型，得到鑄造毛坯，加工該鑄造毛坯，使加工后的兩個型腔符合設(shè)計要求，加工后的澆注模體的縱向截面為“工”字形，并保證模底板(4)的厚度為澆注模體側(cè)壁和模底板(4)的相交處與澆注模體側(cè)壁外表面之間距離的I 1. 5倍，然后在模底板(4)上加工頂桿孔，完成雙面澆注模的制作。
5.如權(quán)利要求4所述的銅陽極板砂型鑄造雙面澆注模，其特征在于，將報廢的澆注模切割后直接融化成銅液。
6.如權(quán)利要求4所述的銅陽極板砂型鑄造雙面澆注模，其特征在于，所述頂桿孔(2)的表面粗糙度不得低于RaO. 063。
7.如權(quán)利要求4或6所述的陽極板砂型鑄造雙面澆注模，其特征在于，所述的頂桿孔(2)為兩個。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種銅陽極板砂型鑄造雙面澆注模及其制作方法，澆注模包括澆注模本體和澆注模定位塊，澆注模本體上設(shè)有通過模底板隔開的兩個型腔，模底板上設(shè)有連通兩個型腔的頂桿孔。將熔煉的銅液注入樹脂制作的砂型，加工鑄造毛坯，使加工后的兩個型腔符合設(shè)計要求，加工后的澆注模體縱向截面為“工”字形，保證模底板的厚度為澆注模體側(cè)壁和模底板的相交處與澆注模體側(cè)壁外表面之間距離的1～1.5倍，在模底板上加工頂桿孔，制成雙面澆注模。本雙面澆注模的散熱能力得到提高，減少了銅陽極板的變形，從而減小了銅陽極板和銅澆鑄模表面發(fā)生粘接的可能性，降低了澆注模表面點蝕和裂紋產(chǎn)生、延展等失效形式的發(fā)生，使用壽命大幅提高。
文檔編號C25C7/02GK103008538SQ20121038574
公開日2013年4月3日 申請日期2012年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月12日
發(fā)明者甘立恒, 李維舟, 楊翰元, 仲相成, 黨延春, 張堪牢, 王軍年 申請人:金川集團股份有限公司, 金川集團機械制造有限公司