CN101559476B - 一种圆柱形保温冒口 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种圆柱形保温冒口，包括侧壁和顶壁，顶壁上设有出气孔，所述顶壁在出气孔的周围形成有向下凸出的环形凸起。本技术方案在出气孔周围采用加厚结构，从而提高出气孔周围的局部抗折强度。

Description

一种圆柱形保温冒口

技术领域

本发明属于铸造领域，特别是涉及一种在铸造工艺中使用的圆柱形暗保温冒口。

背景技术

在铸造工序中，金属液浇注入铸型后，由于冷却凝固，由液态转为固态，产生体积收缩。当体积收缩得不到金属液补充时，在凝固后，铸件内模数较大的部位会产生缩孔和缩松。对于那些体积收缩较大的铸造合金，这种缺陷经常发生。缩孔和缩松会降低铸件的致密性、减小铸件的有效截面积，使力学性能大大降低，因此必须设法控制凝固，防止缺陷产生。使用冒口，是目前在铸造行业中控制凝固、补偿收缩的最有效、最普及的工艺措施。

冒口的最主要作用是补缩，以防止部件产生缩孔。冒口还有以下作用：

1)排气作用。浇注时型腔内的大量气体通过冒口顺利地排出型外；

2)集渣作用。由于冒口通常设在铸件顶部，熔渣上浮聚集在冒口中；

3)冒口可以作为液态金属注满型腔的标志等。

冒口要达到补缩铸件的目的，必须满足以下基本条件：

1)必须在有效的补缩距离之内；

2)冒口的模数必须大于铸件的模数，即冒口的凝固时间一定要比铸件的凝固时间长；

3)冒口内要有足够量的金属液供给补缩铸件用；

4)冒口与铸件间的补缩通道，在凝固期间要保证畅通。

冒口根据其顶部是否被型砂所覆盖可以分成明冒口和暗冒口，明冒口因为需要从外面添加覆盖剂，所以为圆柱管形或者圆锥管形，暗冒口因为在砂型内部不需要外加覆盖剂，所以在顶部只留有出气孔。

普通砂型冒口由于散热能力较强，冒口金属的热传导和热辐射损失大，凝固速度快，其补缩效率仅为10％～14％，绝大部分冒口金属实际上是一种无功消耗。为了提高补缩效率，最有效的措施是对冒口金属进行保温，由此产生了保温冒口，所谓保温冒口由具有良好的蓄热性和耐火性的材料制成，采用保温冒口可以减少热损失，延长金属液凝固时间，扩大补缩通道，把不直接发生补缩作用的金属量减少到很低限度，从而提高补缩效率和工艺出品率。

现有保温冒口中的圆柱形暗冒口，包括侧壁和顶壁，在顶壁上设有出气孔，一般采用等壁厚结构，出气孔位于最高位置。浇注时，金属液进入型腔，型腔内的大量气体通过暗冒口的出气孔地排出型外，在气体排出过程中，一则型腔内的气体受金属液的排挤冲入暗冒口，因为暗冒口的出气孔较小所以会产生远高于外界大气压的高压，再则型腔内的气体受热膨胀更提高了暗冒口内的气压，虽然说气体压力是各方向相同的，但是因为气体流动的主要方向是向上的，所以暗冒口的顶壁尤其是出气孔位置要承受远大于侧壁的气体压力，而采用上述等壁厚结构，暗冒口各部位的抗折强度是相同的，因而存在出气孔位置容易开裂脱落影响铸件质量的问题，如果采用壁厚较厚的冒口又浪费材料。

公开号为CN1748905A的专利文献公开了一种纤维复合型保温冒口套生产工艺，用6号石英砂700～860公斤为主料，加入硅酸铝纤维棉碎料50～90公斤，矿棉碎料30～60公斤，纸张碎料30～60公斤，以食用淀粉30～90公斤作为粘结剂，将上述原料按比例称量倒入搅拌桶内搅拌并加入适量的水打成浆料，然后用真空吸滤成型，用窑炉余热在300℃以下烘干，成为内在颗粒均匀有立体网状结构，具有质量轻、耐高温、保温性能强的纤维复合型保温冒口套。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种圆柱形保温冒口，在出气孔周围采用加厚结构，从而提高出气孔周围的局部抗折强度。

为了达到上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种圆柱形保温冒口，包括侧壁和顶壁，顶壁上设有出气孔，所述顶壁在出气孔的周围形成有向下凸出的环形凸起。

设置环形凸起提高了出气孔周围的局部抗折强度，使得保温冒口在使用过程中不会出现出气孔周围开裂或者脱落的问题，并且因为环形凸起是向下凸出的，使得出气孔的位置不再是冒口顶壁的最高位置，冒口顶壁的最高位置在环形凸起与冒口顶壁的接触根部，这样型腔内的气体在排出过程中会受到一定程度的阻碍，这样在一定程度上延长了气体在保温冒口内的停留时间，可以起到增加冒口内气体压力和减小冒口内气体与外界气体热交换效率的作用，前者可以增加冒口内金属液的补缩压力，后者可以延长冒口中金属液凝固时间，两者都可以提高冒口的补缩效率。

作为优选，上述环形凸起呈环形斜坡状并与顶壁圆滑过渡。这样可以适当减小环形凸起对气体排出的阻碍，避免其因受到冲击较大而开裂和脱落，影响铸件品质。上述环形凸起的环形斜坡的坡角为25°～40°，这样在提高补缩效率和避免环形凸起开裂之间有一个较好的平衡。

作为优选，上述环形凸起的环形斜坡的坡角为30°。

作为优选，上述保温冒口材料按重量百分比，组分如下：石英粉84％～87％，纸渣3.5％～4.5％，矿渣棉4.5％～6％，淀粉4.5％～6％。其中，石英粉为耐火材料，其足够的含量保证了保温冒口的耐火度；矿渣棉为耐火材料，呈纤维状，在冒口成型后形成立体网状结构，该立体网状结构内主要充满石英粉等其他材料；纸渣为纸纤维，一则可以补充促进矿渣棉的立体网状结构的形成，二则在接触金属液的高温下可以燃烧发热，达到改善冒口蓄热保温效果的作用；淀粉为粘接剂，保证冒口内部的立体网状结构牢固稳定，石英粉在该立体网状结构内分布均匀并结合牢固。

本发明保温冒口材料组分相对于公开号为CN1748905A的专利文献，省去了硅酸铝纤维棉碎料，并采用石英粉代替6#石英砂。硅酸铝纤维棉碎料和矿棉碎料虽然成分不同但是在原有配方中所起的作用是基本相同的，都是在粘接剂的粘接作用下形成稳定的立体网状结构，本发明仅采用矿渣棉，减少了材料成分，降低了材料成本；6#石英砂的粒度为40～80目，本发明采用石英粉(其细度在120目以上)，因而与矿渣棉和粘接剂具有更好的结合性和致密性，大大提高了保温冒口的耐火度和隔热保温效果。并且，本发明的材料配比在保温冒口的耐火度、储热性和抗折强度之间具有了一个较好的平衡，因而相对于现有技术具有一定性能提升，使其不仅可以满足铸造工艺的较高要求，而且降低了制造成本。本发明保温冒口材料的容重为800～850kg/m³，耐火度大于1600℃，常温抗折强度大于0.85Mpa(采用上述加厚结构的出气孔位置的抗折强度更高)，导热系数小于0.3W/m·K，本发明保温冒口的补缩效率相对于现有技术来说可以提高5％～7％。

作为优选，上述石英粉是细度为600～900目的粗制石英粉，或者石英石料采用水法生产并经600目筛网筛分后剩下的石英废料粉。这些石英粉相对于6#石英砂成本更低，尤其是后者完全是废物利用，大大降低了材料成本，并且因为其中含有粘土等杂质更有利于粘接成型。

作为优选，上述淀粉为玉米淀粉，取材方便，降低成本。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是图1的俯视图。

图4是图1的后视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。

实施例1：

如图1～图4所示的一种圆柱形保温冒口，包括侧壁1和顶壁3，顶壁3上设有出气孔2，所述顶壁3在出气孔2的周围形成有向下凸出的环形凸起4。所述环形凸起4呈环形斜坡状并与顶壁3圆滑过渡；所述环形凸起4的环形斜坡的坡角为30°。

该保温冒口采用如下方法制得：

废纸碎成的纸渣30公斤，矿渣棉40公斤，玉米淀粉40公斤和用细度为600～900目的粗制石英粉或者石英石料采用水法生产并经600目筛网筛分后剩下的石英废料粉600～700公斤，按照上述比例配料。在搅拌桶内加入适量水，加入纸渣、矿渣棉，搅拌均匀后加入玉米淀粉和石英粉，搅拌均匀制成浆料，通过成型模具真空吸滤成型湿冒口，将湿冒口放在干燥车上送入隧道式干燥炉内烘烤干燥，干燥温度150～200℃，根据冒口产品壁厚不同干燥温度在5～12小时，干燥出炉后即可。

Claims (8)

1.一种圆柱形保温冒口，包括侧壁(1)和顶壁(3)，顶壁(3)上设有出气孔(2)，其特征在于，所述顶壁(3)在出气孔(2)的周围形成有向下凸出的环形凸起(4)。

2.根据权利要求1所述的一种圆柱形保温冒口，其特征在于，所述环形凸起(4)呈环形斜坡状并与顶壁(3)圆滑过渡。

3.根据权利要求2所述的一种圆柱形保温冒口，其特征在于，所述环形凸起(4)的环形斜坡的坡角为25°～40°。

4.根据权利要求2所述的一种圆柱形保温冒口，其特征在于，所述环形凸起(4)的环形斜坡的坡角为30°。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种圆柱形保温冒口，其特征在于，按重量百分比，组分如下：石英粉84％～87％，纸渣3.5％～4.5％，矿渣棉4.5％～6％，淀粉4.5％～6％。

6.根据权利要求5所述的一种圆柱形保温冒口，其特征在于，所述石英粉为细度为600～900目的粗制石英粉。

7.根据权利要求5所述的一种圆柱形保温冒口，其特征在于，所述石英粉为石英石料采用水法生产并经600目筛网筛分后剩下的石英废料粉。

8.根据权利要求5所述的一种圆柱形保温冒口，其特征在于，所述淀粉为玉米淀粉。

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