CN102941322B - 耐蚀合金板材的生产方法及所用的分体式浇注模具 - Google Patents

Abstract

本发明针对采用现有技术浇注用模具及生产方法进行板材生产，加工工序复杂、且耗费能源多的不足，提供一种耐蚀合金板材的生产方法及所用的分体式浇注模具，该模具本体由半方筒形的阴模和半方筒形的阳模组合而成，所述阴模和所述阳模通过阴模配合面和阳模配合面相结合形成方筒型的型腔，所述阴模和所述阳模由紧固装置紧固成一体；该方法为：采用上述模具进行真空浇注得到毛板坯-为毛板坯去除氧化皮及冒口得到板坯-板坯轧制成板材，采用本结构的模具及方法，由于模具本体内腔与板材所需要的板坯形状一致，浇注形成的毛板坯只需去除氧化皮及冒口就成为需要的板坯，省去了锻造工序，加工成本降低约20％。

Description

耐蚀合金板材的生产方法及所用的分体式浇注模具

技术领域

本发明涉及一种板材的生产方法及所用的浇注模具，特别是涉及加工高的长宽比的耐蚀合金板材的生产方法及所用的分体式浇注模具。

背景技术

当前，锭坯浇注所用的模具由模具本体、底盘和保温帽组成，其模具本体为一体式的结构，为了便于锭坯从模具内取出，模具本体的内腔在高度方向上设置成一定的锥度。由于在钢液浇注过程中，经常会出现粘模，即钢锭和模具部分连在一起，采用上述结构的模具浇铸锭坯时，由于模具本体是整体式的，需要强行将锭坯从整体结构的模具本体内腔中取出来。所以需用重力锤击锭坯，或用外力拉锭坯，这样不仅操作难度大，且耗费人力和物力；再者，为了便于脱模，上述结构的模具本体的内腔在高度方向上具有一定的锥度，所以制作出的锭坯本身也具有一定的锥度，需要在后续的加工过程中用锻造的方法去除该锥度，这样使得加工工序复杂，加工工作量大，且耗费能源。

现今的板材加工方法包括如下步骤：1、铸造：铸成带有一定锥度的钢锭-2、去除氧化皮及冒口-3、锻造：去除铸造过程中形成的钢锭锥度，同时消除铸造组织缺陷，得到板材坯料即毛板坯-4、修整：去除毛板坯的氧化皮得到板坯-5、轧制：将板坯轧制成板材。采用上述模具及方法进行板材加工，不仅需要锻造过程去除铸件在浇铸过程中形成的锥度，还得去除锻造过程中形成的氧化皮，所以使得加工工序复杂，加工工作量大，且耗费能源。

采用上述模具及方法，尤其当浇注的板坯，其宽厚比大于等于2.5、长宽比大于等于1、且板坯的厚度小于等于200mm时，其所生产的锭坯易产生缩孔，原因在于：由于锭坯的厚度远小于锭坯的宽度，所以在浇注过程中，金属液主要沿锭坯的厚度方向向锭坯的芯部逐渐凝固，使金属液积聚在锭坯的芯部，芯部金属液积在高度方向越长，聚得越多，越不利于补缩，使锭坯易产生缩孔，影响了锭坯的成才率。

发明内容

本发明的目的是，针对采用现有技术浇注用模具及生产方法进行板材生产，加工工序复杂、且耗费能源多的不足，提供一种耐蚀合金板材的生产方法及所用的分体式浇注模具。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

一种生产耐蚀合金板材用的分体式浇注模具，包括模具本体、底盘和保温帽，所述的模具本体由半方筒形的阴模和半方筒形的阳模组合而成，所述阴模和所述阳模通过阴模配合面和阳模配合面相结合形成方筒型的型腔，所述阴模和所述阳模由紧固装置紧固成一体；

所述的阳模配合面上设置有凹止口，所述阴模配合面上设置有与所述凹止口相匹配的凸止口，所述阳模配合面与所述阴模配合面通过所述的凹止口(2)和所述的凸止口实现相结合；

所述紧固装置由分别设置所述阳模两侧的阳模唇边、设置在所述阴模上的阴模唇边和紧固件组成，当所述的阴模和所述的阳模组合在一起时，所述的阳模唇边和所述的阴模唇边相对设置，在所述的阴模唇边及所述的阳模唇边上对应设置有唇边插孔，所述紧固件通过所述的唇边插孔固定连接阳模唇边和阴模唇边；

所述紧固件为螺栓螺母组合，所述螺栓穿过所述的唇边插孔，由螺母锁紧螺栓实现所述的固定连接阳模唇边和阴模唇边；

所述的底盘表面为平面，所述模具本体的底部与所述底盘面配合连接；

所述的模具其在长度和高度方向上形成的面的壁厚由下端向上端逐渐减少形成斜面i，所述斜面i的锥度大于等于8％小于等于15％。

一种耐蚀合金板材的生产方法，包括如下步骤：采用上述的模具进行真空浇注，得到与所述模具内腔形状和尺寸相匹配的毛板坯-为毛板坯去除氧化皮及冒口得到板坯-板坯轧制成板材，得到所需的板材。

采用本发明结构的分体式浇注模具及板材生产方法，由于模具本体内腔与所生产的板材所需要的板坯的形状一致，所以浇注形成的毛板坯只需去除氧化皮及冒口就成为所需要的板坯，省去了锻造工序，简化了工艺，节约了加工工时，提高了生产效率、极大地降低了能耗，加工成本降低约20％，以生产耐蚀合金为例，生产成本的节约量占板材加工总成本的20％，取得的经济效益非常显著。而与此同时，与现有的经锻造工序去除锥度的生产工艺相比板材的机械性能基本保持不变；另外，由于模具本体为分体式，所以当发生粘膜现象时铸锭很容易从模具内腔中取出，减少了工作量和工作强度。

附图说明

图1是本发明的生产耐蚀合金板材用的分体式浇注模具阳模/阴模施例结构主视图示意图；

图2是本发明的生产耐蚀合金板材用的分体式浇注模具阳模实施例结构俯视图示意图；

图3是本发明的生产耐蚀合金板材用的分体式浇注模具阴模实施例结构俯视图示意图；

图4是本发明的生产耐蚀合金板材用的分体式浇注模具装配图实施例结构主视图示意图。

图5是图4的左视图示意图.

附图标记说明

1-阳模配合面  2-凹止口  5-阴模配合面  6-凸止口  8-底盘  9-紧固装置  10-模具本体  11-保温帽  14-螺母  15-螺栓  17-阳模唇边  18-阴模唇边  19-唇边插孔

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步地描述：

如图4所示，本发明结构的生产耐蚀合金板材用的分体式浇注模具，包括模具本体10、与模具本体10底部配合的底盘8及保温帽11，保温帽11设置在模具本体10的顶部，模具本体10的内腔与板坯的外部形状相匹配，如当板坯为矩形时，模具本体10的内腔则为与之相匹配的长方体。由于模具内腔无锥度设置，为了便于板坯从模具内取出，模具本体作成分体式。它由阳模和阴模组成，如图1-3所示，为了方便在浇注过程中组装阳模和阴模，在阳模的阳模配合面1上设置有凹止口2，在阴模的阴模配合面5上设置有凸止口6。对模具进行组装时，先将阴模的凸止口6和阳模的凹止口2对正，使模具本体10内腔形成方筒状结构，再用紧固装置9紧固成一体，保证阴模和阳模被箍紧，防止钢液外流。优选本发明的紧固装置由设置在阴模外侧壁的阴模唇边18、设置在阳模外侧壁的阳模唇边17、及连接阳模唇边和阴模唇边的连接件组成，连接件可为螺栓螺母的配合。阴模唇边18成对分设在阴模配合面5的两侧，阳模唇边17成对分设在阳模配合面1的两侧，在阴模唇边18和阳模唇边17上均设置有唇边插孔19，当阴模和阳模组合在起时，阴模唇边18和阳模唇边17相对，阳模和阴模上设置的唇边插孔19对正，螺栓14穿过阴模唇边18和阳模唇边17上设置的唇边插孔19，用螺母15完成紧固。

如图4、5所示，使用时，先将阴模的凸止口6和阳模的凹止口2对正，阴模唇边18和阳模唇边17上设置的唇边插孔19两两配对对正，将螺栓15穿过对正的唇边插孔19，用螺母14紧固；保温帽11放到模具顶部；组装好之后，将模具本体放到底盘8上并对正，模具完成组装。当浇注完毕，板坯凝固之后，松开螺母，抽出螺栓，使阴模和阳模处于分开的状态，顺利取出板坯。即使在使用过程中阴模和阳模有些粘连，只需轻轻敲打，阳模和阴模便会与板坯分离。减少了发生粘膜现象时的L作量，降低工人的劳动强度。

由于本发明的浇注模具是分体式的，阴模和阳模在卸模过程中分开，所以相比整体式的模具，散热更加迅速，模具降温等待的时间短，所以模具周转效率高，可节约模具的数量，提高生产率。

本发明的板材加工方法包括如下步骤：采用前述的浇注用分体式模具进行真空浇铸，按设备的不同合理选用适当的真空度，一般小于10Pa；浇铸完毕分开阴模和阳模，取出铸锭，得到与所要得到的板材形状和尺寸相匹配的毛板柸，用铣床铣去毛板坯表面的氧化皮及用锯床去除冒口得到板坯，对板坯进行轧制，得到所需的板材。

为了尽可能地减少在浇铸过程中产生的缩孔和缩松，模具设置成宽a与高H形成的面相互平行的四棱台形，长b与高H形成的面的壁厚由下至上依次减少，形成斜面i，该斜面i的锥度以模具的最厚壁与模具的最薄壁间的差值与模具高度的比值计，斜面i的锥度大于等于8％小于等于15％。这样结构的模具尤其适用于制造宽厚比大于等于2小于等于3、长宽比小于等于2大于等于1、且厚度小于等于200mm的板坯。采用此种结构的模具，模具在长度×高度(对应板坯的宽度×长度)形成的两个斜面i上，其上端壁厚小于模具下端的壁厚，且模具的壁厚是逐渐减少的，可加速新浇入模具内的钢液的凝固速度，降低芯部金属液积存的数量和占用的空间，有利于钢液在浇注过程中按由下至上的顺序凝固，降低锭坯产生缩孔的倾向，并最终使缩孔上升到冒口部位，降低缩松的尺寸和数量，提高锭坯的质量和成材率；锭坯芯部缩松尺寸降低后，使锭柸在轧制过程中更容易焊合，降低板材出现铸造缺陷的几率，提高了成材率。

采用本方法和模具，生产的耐蚀合金板材，其机械性能与采用现有技术和模具生产的耐蚀合金板材的机械性能相当，能满足用户需求，其加工成本可降低约20％，其生产率可提高30％～40％。取得了明显的经济效益和社会效益。

实施例1

所生产的板材材质为NiCu合金，板坯的长度为500mm，宽度为500mm，厚度为200mm。

采用本发明的分体式浇注模具，其型腔无锥度，外观呈四棱台型，模具壁的最小厚度为100mm，最大厚度为175mm，锥度为15％；浇注时，浇眼直径13-15mm，浇眼个数为两个，均匀分布，进行真空浇注，真空度为小于10Pa。

实施例1的对比例

所生产的板材的材质及规格同实施例1；

用现有技术的带有锥度的整体式浇注模具浇注铸锭，得到锭身尺寸为Φ400/Φ300×810mm的铸锭；用车床对铸锭扒皮，随后用锯床锯切冒口，然后对铸锭进行锻造去除铸锭本身的锥度，形成毛板坯，毛板坯先用锯床去除头尾两端由于锻造工序形成的板坯头，然后再用铣床铣削锻造时在毛坯表面形成的氧化皮，形成所需要的板坯，板坯再经轧制轧制成所需规格和尺寸的板材。

实施例2

板坯的规格为：长度为600mm，宽为400mm，厚度为150mm；

模具壁的最小厚度为100mm，最大厚度为150mm，锥度为8％，其余同实施例1。

实施例2的对比例

所生产的板材的材质及规格同实施例2。

铸锭锭身部分的尺寸为Φ340/Φ340×830mm，其余同实施例1的对照例。

实施例3

板坯的规格：长度为870mm，宽度为600mm，厚度为300mm。模具壁最小壁厚为100，最厚处200，锥度11.5％，其余同实施例1。

实施例3的对比例

所生产的板材的材质及规格同实施例3。

铸锭锭身部分尺寸为Φ600/Φ530×815mm，其余同实施例1的对照例。

表1本发明方法所生产的耐蚀合金板材与现有技术生产的耐蚀合金板材机械性能对比

本表中，板材的宽度对应于相应的实施例中的板坯的长度。

Claims (6)

1.一种生产耐蚀合金板材用的分体式浇注模具，包括模具本体(10)、底盘(8)和保温帽(11)，其特征在于，所述的模具本体(10)由半方筒形的阴模和半方筒形的阳模组合而成，所述阴模和所述阳模通过阴模配合面(1)和阳模配合面(5)相结合形成方筒型的型腔，所述阴模和所述阳模由紧固装置(9)紧固成一体，所述的模具其在长度和高度方向上形成的面的壁厚由下端向上端逐渐减少形成斜面i，所述斜面i的锥度大于等于8％小于等于15％。

2.如权利要求1所述的生产耐蚀合金板材用的分体式浇注模具，其特征在于，所述的阳模配合面(1)上设置有凹止口(2)，所述阴模配合面(5)上设置有与所述凹止口(2)相匹配的凸止口(6)，所述阳模配合面与所述阴模配合面通过所述的凹止口(2)和所述的凸止口(6)实现相结合。

3.如权利要求1或2所述的生产耐蚀合金板材用的分体式浇注模具，其特征在于，所述紧固装置(9)由分别设置所述阳模两侧的阳模唇边(17)、设置在所述阴模上的阴模唇边(18)和紧固件组成，当所述的阴模和所述的阳模组合在一起时，所述的阳模唇边和所述的阴模唇边相对设置，在所述的阴模唇边及所述的阳模唇边上对应设置有唇边插孔(19)，所述紧固件通过所述的唇边插孔(19)固定连接阳模唇边(17)和阴模唇边(18)。

4.如权利要求3所述的生产耐蚀合金板材用的分体式浇注模具，其特征在于，所述紧固件为螺栓螺母组合，所述螺栓穿过所述的唇边插孔(19)，由螺母锁紧螺栓实现所述的固定连接阳模唇边(17)和阴模唇边(18)。

5.如权利要求1或2所述的生产耐蚀合金板材用的分体式浇注模具，其特征在于，所述的底盘(8)表面为平面，所述模具本体的底部与所述底盘面配合连接。

6.一种耐蚀合金板材的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：采用权利要求1-5各项之一所述的模具进行真空浇注，得到与所述模具内腔形状和尺寸相匹配的毛板坯一为毛板坯去除氧化皮及冒口得到板坯一板坯轧制成板材，得到所需的板材。