CN104889328B - 复合型曲轴铸造模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合型曲轴铸造模具，涉及曲轴铸造模具，本发明包括模具本体，所述模具本体包括石膏内模和金属外模，所述石膏内模具位于所述金属外模内，沿曲轴的分型面将模具本体分成了上下模,所述上下模的金属外模壁体内设有加热道和冷却道，所述石膏内模成份为天然石膏14份、脱硫石膏37份、石英粉19份、高铝矾土28份、玻璃纤维0.7份、减水剂F15G0.5‑0.7份、缓凝剂柠檬酸CA0.03‑0.04份、消泡剂P8850为0.4‑0.7份，本发明的综合了传统金属模具和石膏模具的优点，进一步降低了球墨铸铁中的S含量。

Description

复合型曲轴铸造模具

技术领域

本发明涉及球墨铸铁的铸造模具，尤其涉及一种复合型曲轴铸造模具。

背景技术

球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨，有效地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度。球墨铸铁的综合性能接近于钢，正是基于其优异的性能，已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。

由于S属于表面活化物质，它能吸附于正在生长的石墨晶核表面，一是阻碍了碳原子由铁溶液内部向表面扩散，从而阻碍石墨的析出，二是处使石墨沿基面方向生长，使石墨形状变坏；同时再加上由于燃烧的焦炭由于脱硫不彻底，导致焦炭中的S会和流动的铁液发生反应，反应后以FeS形式存在，这样反而增加了铁液中的S含量。同时研究表明，只有当铁液中S含量小于0.03%，石墨才具有成球的条件，所以使用生铁冶炼球墨铸铁过程中，需要除去熔体中的S，但是传统的方法还很难将S的含量降到0.05%以下。

发明内容

本发明目的在于解决目前使用生铁为原材料冶炼后铸造曲轴过程中由于S含量超标，曲轴的机械性能不足，致使曲轴的使用寿命低。

为了解决上述问题，本发明提出了复合型曲轴铸造模具，包括模具本体，模具本体包括石膏内模和金属外模，石膏内模位于金属外模内，沿曲轴的分型面将模具本体分成了上下模,上下模的金属外模壁体内设有加热道和冷却道，石膏内模成分为天然石膏14份、脱硫石膏37份、石英粉19份、高铝矾土28份、玻璃纤维0.7份、减水剂F15G0.5-0.7份、缓凝剂柠檬酸CA0.03-0.04份、消泡剂P8850为0.4-0.7份。

本发明的有益效果为：模具本体包括石膏内模和金属外模，石膏内模位于金属外模内，以石膏为内模能使用石膏中的有效成份能进一步去除冶炼后铁水中的S，能降低S对球墨铸铁成型过程中石墨析出的阻碍，从了提高了球墨铸铁中石墨的析出率，达到提高球墨铸铁的机械性能，金属外模壁体内开设有加热道和冷却道，通过往加热道内置入热偶电阻能对石膏模具进行加热和保温，实现曲轴热处理过程中的回火，避免由于石膏内模温度低不能满足球墨铸铁成型温度过程中，以及如果采用烧结石膏模具对石膏模具进行加热来满足球墨铸铁的成型温度，这样因为每次对石膏烧结需要先将温度逐渐提高到700℃后再将到200-300℃的过程中多能源的浪费，冷却道加快铸件的冷却速度，虽然使用金属模具能实现铸件的降温，但是由于其直接接触铁水，这种会导致铸件中的成份因为骤冷而导致铸件表面存在应力，致使铸件由于应力导致的变形量大，而本发明使用的则会因为有石膏内模为温度缓冲层，则温度下降温速度会慢一些，避免了因骤冷导致的应力过大铸件变型；石膏内模的成分为天然石膏14份、脱硫石膏37份、石英粉19份、高铝矾土28份、玻璃纤维0.7份、减水剂F15G0.5-0.7份、缓凝剂柠檬酸CA0.03-0.04份、消泡剂P8850为0.4-0.7份，该组份能有效降低石膏模具在烧结过程由于石膏出现裂纹的机率，脱硫石膏能除去铸件中的S，该组份配成可石膏模具具有机械加工性，加工精度可达到±0.300mm，能够满足中高精度的铸造。

进一步优化，上下模配合的分型面处的石膏内模分型面凸出于金属外模外，石膏模具的重复使用过程正难免会出现模具缺陷，特别是石膏内模会因为其硬度低于金属铸件的硬度，开模过程中工件会碰损石膏内模的模具型腔，从而导致现缺料，尤其是石膏内模的分型面处，从而存在石膏内模修补，修补过程中难以保证石膏内模的分型面与金属外模的分型面共面，所以同时在上下模具配合过程中为了降低修补难度，只对石膏内模进行修补，从而将石膏内模凸出于所述金属外模。

进一步优化，金属外模内有供石膏内膜沿垂直于模具分型面大方向移动的空腔，空腔中设有定位调节装置，定位调节装置在垂直于模具分型面方向上推动石膏内模。在定位调节装置的推动下，石膏内模移动过程中能够更好实现两个石膏内模的配合，避免了由于石膏内模修复过程中导致石膏内模和金属外模的分型面不共面的问题。

进一步优化，定位调节装置为气、液压缸或弹簧或调节螺杆，气、液压缸或弹簧，气、液压缸或弹簧的调节过程中可以避免在使用一些刚性调节装置过程中对石膏内模的施力不可数字化或者不柔性可调节，致使石膏内模的分型面配合过程中因为局部压力过大而破损石膏内模。

附图说明

图1为本发明复合型曲轴铸造模具实施例1结构示意图；

图2为本发明复合型曲轴铸造模具实施例2结构示意图；

附图说明：上模1、下模2、模具3、上金属外模11、上石膏内模12、上冷却道13、上加热道14、下金属外模21、下石膏内模22、下加热道23、下冷却道24、气缸25、顶块26.

具体实施方式

本发明石膏内膜包括各成份的百分比分别为：所述石膏内模成份为天然石膏14份、脱硫石膏37份、石英粉19份、高铝矾土28份、玻璃纤维0.7份、减水剂F15G0.5-0.7份、缓凝剂柠檬酸CA0.03-0.04份、消泡剂P8850为0.4-0.7份。

实施例1

如图1所示，模具3由上模1和下模2组成，上模1包括上金属外模11和上石膏内模12，上模石膏外模11凸出于上金属外模12没在上金属外模11的顶部加工有上冷却道13和加热道14；下模2包括下金属外模21和下石膏内模22，下石膏内模22凸出于下金属外模21，在金属外模21的底部加工有下冷却道24和下加热到23，上石膏内模12与下石膏内模22在使用过程中配合在一起。

上石膏内模12凸出于上金属外模，下石膏内模凸出于下金属外模，这样会在上下石膏模配合使用过程中于上石膏内模12和下石膏内模22的结合处没有金属外模，这样能降低由于上石膏内模12和下石膏内模22再配合过程中收到上金属外模11和下金属外模21的影响。

使用过程中将上模1和下模2扣合在一起，然后通过给上加热道14和下加热道23中通入热偶电阻，模具3进行加热，同时也可以注入铁水后通过上加热道14和下加热道23对铸件保温加热，也可以通过上冷却道13和下冷却道24对工件进行冷却，同时可以根据控制上加热道14、下加热道23和上冷却道13和下冷却道24来对工件进行热处理。

实施例2

图2所示，模具3由上模1和下模2组成，上模1包括上金属外模11和上石膏内模12，上模石膏外模11凸出于上金属外模12没在上金属外模11的顶部加工有上冷却道13和加热道；下模2包括下金属外模21和下石膏内模22，下石膏内模22凹陷于下金属外模21内，在金属外模21的侧壁上加工有下冷却道24和下加热到23，在下石膏内模22的底部设有定位调节装置，该定位调节装置为气缸25，气缸25的底座固定在下金属外模21的底部，在气缸25的活塞杆螺纹连接在顶块26上，在上模1扣合到下模2上时，下石膏内模在气缸25的推动下向上移动，实现上石膏内模12与下石膏内模22的配合，形成待铸造的曲轴模具型腔。

在本实施例中采用的定位调节装置可以为液压缸、气压缸或者弹簧，使用定位调节装置也能有效的避免上石膏内模12和下石膏内模22间局部接触压强过大而破损。

与实施例1一样可以通过给加热道14、下加热道23和上冷却道13、下冷却道24对铸件结晶过程中进行温度控制。

本实施例中是对下模安装定位调节装置，同是也可以采用对上模安装定位调节装置。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以采用其他加热方式对模具进行加热，比如微波加热、煅烧加热等，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (2)

1.复合型曲轴铸造模具，包括模具本体，其特征在于，所述模具本体包括石膏内模和金属外模，所述石膏内模位于所述金属外模内，沿曲轴的分型面将模具本体分成了上下模,所述上下模的金属外模壁体内设有加热道和冷却道，所述石膏内模成分为天然石膏14份、脱硫石膏37份、石英粉19份、高铝矾土28份、玻璃纤维0.7份、减水剂F15G0.5-0.7份、缓凝剂柠檬酸CA0.03-0.04份、消泡剂P8850为0.4-0.7份，所述上下模配合的分型面处的所述石膏内模分型面凸出于所述金属外模外，所述金属外模内有供石膏内膜沿垂直于模具分型面大方向移动的空腔，所述空腔中设有定位调节装置，所述定位调节装置在垂直于模具分型面方向上推动石膏内模。

2.如权利要求1所述的复合型曲轴铸造模具，其特征在于，所述定位调节装置为液压缸或弹簧。