CN1006962B - 生产无浇冒口球‘墨铸铁球’用的金属模具 - Google Patents

Abstract

本发明属于自动密封机真空处理球墨铸铁，应用上下密封机真空压铸无浇冒口的球墨铸铁球的铸造生产，特别是大规模压铸无浇冒口球墨铸铁球代替钢球应用于冶金企业选矿厂和水泥工业、火力发电厂的金属模具，该模具在上下压力机联接的压盘上各装有100个至400个压杆，有上中下三个金属模，有两个装有薄膜的浇口，有真空抽气嘴。压铸出来的铁球无浇冒口、无缩孔、无气孔，节约了铁水，解决了清理浇冒口麻烦问题，极大地提高了生产率，如向全国推广，每年可节约两亿元以上。

Description

本发明涉及一种自动密封机真空加镁加低稀土处理球墨铸铁，然后应用上下密封压力机真空压铸无浇冒口球墨铸铁球代替钢球，特别是大规模生产球墨铸铁球代替钢球应用于冶金企业选矿厂和水泥工业、火力发电厂的金属模具。

大中型冶金企业选矿厂全国每年需要钢球数十万吨，全国的水泥工业和火力发电厂每年需要钢球二十万吨以上，球墨铸铁的机械性能接近于钢，当前钢材供应紧张，球墨铸铁球成本比钢球低得多，故以球墨铸铁球代替钢球有很大的经济价值。但是铸造球墨铸铁球有这样的问题，根据金川公司机修厂过去铸造球墨铸铁球的方法是用人工上螺丝卡子锁紧上下模子，金属的利用率只有60%，有40%消耗在浇冒口，直径60毫米的铁球一吨就有一千多个，清理浇冒口很麻烦，并且铸出的铁球有气孔，都停产了。

为了推广球墨铸铁球，球铁杂志82年1期（广东科技出版社）报导过，若全国水泥工业全部采用球墨铸铁球代替钢球，每年可为国家节约五千万元左右，经济效益很大。张瑞龙在85年4月1日向中国专利局申请的专利，自动密封机压铸无浇冒口和有浇口球铁球（代替钢球），申请号85200352，提出了压铸无浇冒口球铁球的方法，但并没有解决消除气孔问题，也没有解决压杆对准的问题，也没有提出当铁球顶出后快速取走数百个铁球的方法。东北工学院等编，铸铁及其熔化（冶金工业出版社，1978年版）指出，球墨铸铁凝固时体积膨胀，如果铸型有足够的刚度，石墨生成的膨胀向内作用，可提高铸件的致密性，消除缩松，很适合金属型铸造。关洪野等编著的球墨铸铁基本知识（广东版，1980年）指出，黑龙江佳木斯农机厂，根据球墨铸铁凝固膨胀转化为补缩的原理，采用钢性铸型，无冒口铸造球墨铸铁成功，消除了缩孔和缩松，但他们的有浇口，他们并没有解决铸造出来的铁球无浇冒口问题，也没有解决消除气孔问题，因每天浇注三十吨铁球直径60毫米的有三万个，因此压铸无浇冒口无气孔的球墨铸铁球极待解决。

本发明的目的是要提供张瑞龙在83年2期新技术新工艺杂志（国防工业出版社）发表的球墨铸铁自动密封真空加镁加低稀土处装置，改装成为上下压力机，联合应用，这不仅消除缩松，而且压铸出来的球墨铸铁球无浇冒口又无气孔，解决了清理浇冒口困难问题和提高了质量，并解决了顶出铁球后述速取走问题。

发明是这样实现的，将图1所示的传动螺旋式的自动密封机进行改装，以图1所示的下部螺旋运动，螺母直线走动的原理，在上部卸掉气缸，再安装一个螺旋压力机，此传动螺旋是采用油膜循环润滑的多头螺旋，其螺旋导角20°～30°，和上压力机联接的压盘上装100个至400个压杆，和下压力机联接的压盘上装100个至400个压杆，压杆的末端是弧形的球截盖，此弧形球截盖和球形腔截面结合时正好成为一个完整的空球体。压杆和金属模对准的方 法是把压杆固定的另一端做成四至六个压板，联接盘上的孔比压杆大得多，把压杆通过压盘的孔放进金属模的孔内，用螺钉把压杆的压板和联接盘固定起来，然后再往压盘的孔内浇注低熔点金属。为了防止抽真空时漏气，上压杆和下压杆联接的上、下金属模的背面装有塑性的填料（可用柔性石墨或其它塑性材料），并用压板将填料压紧（上螺丝）。上中下金属模接触处带止口，防止移动，上中下金属模为圆形的，加工时配作成D₃和d₃的公差关系，止口是斜的。上中下金属模各有100个至400个孔。金属模和压杆用3G18Ni25Si2。上中模的重量要大于浮力4倍以上。上模和中模的止口外边都开槽装有塑性的密封圈，用螺钉固定。上金属模设有浇口，为了保证1至4秒钟浇注完100个至400个铁球的铁水，浇口的直径为120毫米至180毫米，左右各一个高度为160毫米至250毫米。在浇口放有浇口杯，浇口杯压住塑料薄片（或低熔点金属的薄片），以便抽真空和浇注时熔化掉薄片。下金属模固定在下压力机的底座上。在安装时用水平仪把金属模找正，使其水平。上中下金属模要在止口加工后组装在一起加工各孔，使各孔配作成中心距一致。根据不同的铁球，算出中模圆柱形孔的高度，如压模直径60毫米的铁球。压杆的直径为40毫米，则中模40毫米直径的高度为4毫米。铁水在浇注前按图1所示进行真空处理和球化处理，在此真空处理过程中也就乘机通过软管和上金属模的气嘴联接，抽掉金属模内的空气。把球化处理后的铁水定量浇入金属模内（可用电子称过磅），然后开动上压力机，使上压杆往下压铸，待凝固后，吊起上中模再开动下压力机，使下压杆顶出铁球，然后再用电磁盘沿着导轨开进去吸起铁球，再使电磁盘退出来断电放下铁球，便一次压铸成100个至400个无浇冒口的球墨铸铁球。

本发明因为球铁凝固时体积膨胀，金属模有足够的硬度阻止膨胀转化为补缩，使铸出的铁球无浇冒口，无缩孔，使组织致密。因铁水经过真空处理，并抽掉了金属模内的空气，故铸出的铁球无气孔，无氧化皮。因机器压铸，故生产率高，成本低，铁水的利用率百分之百（手工铸造铁水利用率最高只有百分之七十），不用人工清理浇冒口，球铁球每吨价600元，钢球每吨价1200元，故每年全国冶金、水泥、火力发电厂推广，经济效益为每年两亿元以上。

发明的具体结构由以下的实施例及其附图，图1、图2、图3、图4、图5给出。

图1至图5详细说明依据本发明提出的具体装置的细节及工作情况。

该装置包括自动密封真空加镁加低稀土处理机（图1），自动密封真空加镁处理机改装的上下压力机，上中下三个金属模（图2）。如图2所示有：上压杆〔1a〕，上压盘〔2b〕，锁紧压杆的螺钉〔3c〕，低熔点金属〔4d〕，上金属模〔5e〕，和上模联接的真空抽气嘴〔6f〕，塑性填料〔7g〕，中模〔8h〕，下模〔9i〕，下压杆〔10j〕，下压盘〔11k〕，支承架〔12l〕，抽真空的孔〔13m〕，浇口杯〔14n〕，塑料薄片（或低熔点金属片）〔15o〕，塑性填料（可用柔性石墨）〔16p〕，压板〔17Q〕，压紧螺钉〔18R〕等。另有电磁盘能沿着导轨移动（未画出）。

铁水经过图1所示的真空处理和球化处理后定量过称，（第一次要预热金属模）同时在此真空处理时，也就使软管联接气嘴（6f），抽掉金属模的空气，两包铁水向两浇口杯〔14n〕浇入金属模内，开动上压力机带动上压杆〔1a〕100个至400个往下压，当上压杆下部的弧形球截盖下面四周正好压到中模截球面时，停止下压（见图3）。上中下金属模接触处有止口，防止移动，金属模是圆形的。下模用支承架〔12l〕固定在底座上。金属模在安装时用水平仪找水平。上、中模的四周开槽装有塑性填料〔7g〕，用螺钉固定。上模和下模的背面都装有填料〔16p〕用压板〔17Q〕上螺丝〔18R〕压紧，防止漏气。压杆的公差为d₃，金属模的压杆的孔的公差为D₃。浇口杯压紧薄片（塑料或低熔点金属）〔15o〕，以便真空抽掉金属模内的气体，浇注时把薄片熔化掉。为了在1至4秒内浇完铁水，浇口的底部直径为120至180毫米左右各1个，高160至250毫米。待铁水凝固后，吊起上、中模，开动下压力机，带动100至400个下压杆顶出铁球，再使电磁盘沿着轨道推进去吸起铁球，电磁盘退出后断电放下铁球。（图5是有浇冒口浇注，清理麻烦）。金属模和压杆的材料用3Cr18Ni25Si2或1Gr25Ni2DSi2，3Gr24Ni7SiNRe，或ZGCr18Ni12Mo2Ti，3W23Cr4Mo2Ti，9Cr18MoV或特种陶瓷代替。图2B-B上金属模有两个浇口杯〔14n〕压紧薄片〔15o〕，有抽真空的孔〔13m〕，真空抽气嘴〔6f〕（安装软管），在真空处理铁水的同时抽掉金属 模内的空气。铁水经过图1所示的真空处理和球化处理后，根据图2的中模所示的要求，定量过秤，不包括浇冒口的铁水，如一次压铸100个铁球，就按100个铁球的重过秤，浇入金属模内，开动上压力机带动上压杆往下压铸。浇入的铁水凝固后，用图4所示的方法，吊起上中模，下压力机带动下压杆顶出铁球。生产率高，成本低，铁水的利用率百分之百，不用人工清理浇道上的金属。口杯压紧薄片〔15o〕（薄片为塑料或低熔点金属），铁水浇入后化掉。

Claims (6)

1、一种真空铸造无浇冒口球墨铸铁球用的金属模具，有上中下三个金属模，其特征在于：

a、和上压力机联接的上压盘上装有100个至400个上压杆[1a]，

b、和下压力机联接的下压盘上装有100个至400个下压杆[10j]，

c、用上中下三个金属模，下金属模支承架[12l]固定在底座上，

d、压杆的末端是弧形球截盖，和中模的球形腔截面结合时正好成一个完整的空球体，

e、和上模联接的真空抽气嘴[6f]安装软管，

f、浇口杯[14n]压紧薄片[15o]左右各一个，

g、上下金属模背面装有塑性填料[16p]。

2、根据权利要求1所述的模具，其特征是上下压杆是浇注低熔点金属〔4d〕对正固定在压盘上。

3、根据权利要求1所述的模具，其特征是上中下金属模带止口，金属模为圆形。

4、根据权利要求1所述的模具，其特征是真空抽气嘴〔6f〕接通抽真空的孔〔13m〕，在真空处理铁水的同时抽掉金属模内的空气。

5、根据权利要求1所述的模具，其特征是浇口杯压紧的簿片〔15o〕为塑料或低熔点金属。

6、根据权利要求1所述的模具，其特征是上下金属模背面装塑性填料〔16p〕用压板〔17Q〕上螺钉固定。

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