CN106424654B - 用于耐热合金低压铸造的升液管及其制造模具和制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于耐热合金低压铸造的升液管，其特征在于：升液管由管体和管口两部分连接而成，管体内设有桶柱状的内管腔体，内管腔体与管口之间通过连接部相连，管口的直径小于内管腔体的直径；内管腔体的顶部通过圆弧状的连接部与管口相连；管体的外侧设有一安装部；连接部的底部与连接部的顶部之间呈圆弧状的渐缩结构。本发明的升液管在使用时避免出现憋气死角，而且升液管内部金属液面呈抛物线凸起状，液面上的氧化物向升液管锥面移动时，都粘在升液管壁上，干净的金属液进入型腔，能够提高升液管的寿命、抗热疲劳和抗高温氧化腐蚀性能，同时降低生产和使用成本。
Description
技术领域
本发明涉及低压及差压铸造的技术领域，具体地说是一种用于耐热合金低压铸造的升液管及其制造模具和制造方法。
背景技术
低压及差压铸造是介于重力铸造和压力铸造之间的一种铸造方法，升液管是该技术的关键。目前低压及差压铸造耐热钢所使用的升液管的寿命较低，抗热疲劳和抗高温氧化腐蚀较差，有的效果较好，但经济价格太昂贵，无法在生产上应用。
比如现有技术中，申请号为“201510977447.9”，名称为“一种用于低压铸造的升液管”的发明专利，描述了如下技术特征“一种用于低压铸造的升液管，包括管子、密封盖、密封填料、保温套，所述管子上端密封垂直焊接密封盖，密封盖下侧设有保温套，密封盖与保温套之间设置密封填料。其结构设计合理，将保温套与管体分离的分体结构形式，在保证不影响升液管使用效果的情况下，使得易损件由整体升液管，变为制作成本较低的管体，从而降低了升液管的使用成本。”但上述的升液管亦然存在寿命较低，抗热疲劳和抗高温氧化腐蚀较差的问题，因此不利于推广应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进的用于耐热合金低压铸造的升液管及其制造模具和制造方法，它可克服现有技术中升液管的寿命较低，抗热疲劳和抗高温氧化腐蚀较差，同时制作升液管工艺复杂的一些不足。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：用于耐热合金低压铸造的升液管，其特征在于：所述的升液管由管体和管口两部分连接而成，管体内设有桶柱状的内管腔体，内管腔体与管口之间通过连接部相连，管口的直径小于内管腔体的直径；内管腔体的底部与管体的底部持平，内管腔体的横截面积从底部至顶部呈逐渐缩小的形式，内管腔体的顶部通过圆弧状的连接部与管口相连，内管腔体的中心线位置与管口的中心点位置相重合；管体的外侧设有一安装部，所述的安装部向外凸起并与管体的外壁连接成一体；连接部的底部与内管腔体的顶部平滑连接，连接部的顶部与管口的底部平滑连接，连接部的底部与连接部的顶部之间呈圆弧状的渐缩结构。
用于耐热合金低压铸造的升液管的制造模具，其特征在于：所述的模具包括底板和外桶，底板与外桶之间通过法兰块相连，外桶内设有内芯，外桶顶部设有夹紧块；所述的内芯由芯柱和芯尾连接而成，所述的芯柱的直径从顶端至底端逐渐缩小，芯柱与芯尾之间通过内芯连接部相连，芯尾与底板固定相连，芯柱顶端与夹紧块固定连接。
升液管的制造方法，其特征在于：所述的制造方法包括如下步骤：a、将模具表面清理干净，然后涂覆一层脱模剂；b、将耐火刚玉材料混合均匀后，通过振动平台，将耐火刚玉材料从模具浇口浇灌入模具，振动成型完成后，在模具浇口用工具抹平；c、成型后的升液管先在常温下干燥24-48小时后脱模，然后将脱模后的升液管放入烤炉中烘烤；d、烘烤过程中，烤炉每半小时升温50℃，升温到900-1400℃条件下烘烤升液管，烘烤时间24-48小时，然后随炉冷却到室温，最后取出升液管，完成制备。
用于耐热合金低压铸造的升液管的使用方法，其特征在于：所述的升液管在使用前需升温烘烤，使用后需降温烘烤；所述的升温时将升液管置于烘炉中，半小时升温到800~1100℃；所述的降温烘烤是使用后的升液管立即放入温度达500~900℃的烘炉中，随炉冷却到室温。
使用时，由于升液管的内管腔体呈减缩式的结构，内管腔体与管口之间通过逐渐缩小的连接部相连，升液管的管口与铸型的浇道口平滑连接，可以避免使用时出现憋气死角，而且升液管内部金属液面呈抛物线凸起状，液面上的氧化物向升液管锥面移动时，都粘在升液管壁上，干净的金属液进入型腔，能够提高升液管的寿命、抗热疲劳和抗高温氧化腐蚀性能，同时降低生产和使用成本。
具体操作时，经自然干燥和中温烧结后升液管的抗热疲劳和抗高温氧化腐蚀性能较高，可以重复使用多次；使用前需经升温烘烤，使用后需降温烘烤 ；该升液管适用于铸铁、铸钢等黑色金属低压铸造；该专利中升液管是由高纯度刚玉浇注料浇注振动成型，气孔率≤ 5%，在加压时气体不容易通过升液管壁进入钢液中；但是由于刚玉浇注料的抗激冷激热性能较差，体积密度较高，因此升液管在使用前需要经过 800℃～1100℃烘烤，使用后还需要降温烘烤，大大提高升液管的使用寿命。
同时，本发明的制造模具的结构简单、效果突出，采用该制造模具来制备升液管降低了制造工艺的难度和复杂度，克服了现有升液管的耐温不够，提高了升液管的使用寿命。
附图说明
图1为本发明升液管的结构示意图。
图2为本发明升液管的制造模具一实施例的结构示意图。
图3为图2的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
各附图的标号表示如下：
附图中各部件的标记如下：1、夹紧块；2、外桶；3、法兰块；4、底板；5、紧固螺栓A；6、内芯；7、法兰盖板；8、固定块；9、紧固螺栓B；
21管体、22管口、23内管腔体、24安装部、25连接部。
本发明用于耐热合金低压铸造的升液管，其与现有技术的区别在于：所述的升液管由管体和管口两部分连接而成，管体内设有桶柱状的内管腔体，内管腔体与管口之间通过连接部相连，管口的直径小于内管腔体的直径；内管腔体的底部与管体的底部持平，内管腔体的横截面积从底部至顶部呈逐渐缩小的形式，内管腔体的顶部通过圆弧状的连接部与管口相连，内管腔体的中心线位置与管口的中心点位置相重合；管体的外侧设有一安装部，所述的安装部向外凸起并与管体的外壁连接成一体；连接部的底部与内管腔体的顶部平滑连接，连接部的顶部与管口的底部平滑连接，连接部的底部与连接部的顶部之间呈圆弧状的渐缩结构。
优选的，所述的内管腔体的任意一段横截面呈圆形或者椭圆形；内管腔体的腔体壁与管体的外壁之间形成一个夹角，夹角的范围为1-3度；内管腔体的底部直径与管口的直径之比为1:0.5-0.8。
可选的，内管腔体由第一渐缩部、第二渐缩部和第三渐缩部依次平滑连接而成，这里的第一渐缩部、第二渐缩部和第三渐缩部的斜率不相同，可以起到更好的去除憋气死角和气泡，同时保证金属液体的上升速度；
可选的，安装部设置于内管腔体与连接部结合处的前后5cm范围内；安装部呈向外凸起的圆环状。
可选的，所述的升液管由刚玉浇注而成，其中刚玉的含量达到85%~95%。
用于耐热合金低压铸造的升液管的制造模具，所述的模具包括底板和外桶，底板与外桶之间通过法兰块相连，外桶内设有内芯，外桶顶部设有夹紧块；所述的内芯由芯柱和芯尾连接而成，所述的芯柱的直径从顶端至底端逐渐缩小，芯柱与芯尾之间通过内芯连接部相连，芯尾与底板固定相连，芯柱顶端与夹紧块固定连接。
进一步，所述的内芯连接部由至少一个圆弧面和一个倾斜面连接而成，内芯连接部的顶端与芯柱的底端平滑连接，内芯连接部的底端与芯尾之间平滑连接，内芯连接部顶端的直径大于内芯连接部底端的直径。
进一步，法兰块上方设有与法兰块相配合的法兰盖板，法兰盖板上设有与外桶相配合的卡槽；所述的夹紧块与内芯之间通过紧固螺栓A固定连接，夹紧块内设有容置空腔，夹紧块的内壁处设有与外桶的外壁相配合的夹紧块卡槽。
更进一步，芯尾呈圆柱状，所述的芯尾设有一固定块，底板上设有固定槽，固定槽的顶部设有固定块，芯尾通过紧固螺栓B与固定块固定连接。
制备升液管的制造方法，其与现有技术的区别在于：所述的制造方法包括如下步骤：a、将模具表面清理干净，然后涂覆一层脱模剂；b、将耐火刚玉材料混合均匀后，通过振动平台，将耐火刚玉材料从模具浇口浇灌入模具，振动成型完成后，在模具浇口用工具抹平；c、成型后的升液管先在常温下干燥24-48小时后脱模，然后将脱模后的升液管放入烤炉中烘烤；d、烘烤过程中，烤炉每半小时升温50℃，升温到900-1400℃条件下烘烤升液管，烘烤时间24-48小时，然后随炉冷却到室温，最后取出升液管，完成制备。
可选的，a步骤中，脱模剂为重油基或水基脱模剂；b步骤中，所述的耐火刚玉材料含刚玉85%-95%，耐火刚玉材料混合均匀后保存时间小于等于1小时。
升液管的使用方法，其与现有技术的区别在于：所述的升液管在使用前需升温烘烤，使用后需降温烘烤；所述的升温时将升液管置于烘炉中，半小时升温到800-1100℃；所述的降温烘烤是使用后的升液管立即放入温度达500-900℃的烘炉中，随炉冷却到室温。
实施例1
1）将制造模具表面清理干净，然后涂抹一层黄油。
2）将含有85%刚玉的耐火材料浇注料混合均匀后，启动振动平台，将刚玉浇注料从模具浇口浇灌，振动成型完成后，上端口用工具抹平。
3）将成型后的升液管先在常温下干燥24小时后脱模，然后将脱模后的升液管放入烤炉中。
烘烤工艺：每半小时升温50℃，升温到900℃条件下烘烤，烘烤时间48小时，然后随炉冷却到室温。
制成的升液管由管体和管口两部分连接而成，内管腔体的中心线位置与管口的中心点位置相重合；所述的内管腔体的任意一段横截面呈圆形；内管腔体的腔体壁与管体的外壁之间形成一个夹角，夹角的范围为2度；内管腔体的底部直径与管口的直径之比为1:0.6。
内管腔体由第一渐缩部、第二渐缩部和第三渐缩部依次平滑连接而成，这里的第一、第三渐缩部的斜率大于第二渐缩部的斜率，可以起到更好的去除憋气死角和气泡，同时保证金属液体的上升速度。
该种升液管在使用前需升温烘烤，使用后需降温烘烤；所述的升温时将升液管置于烘炉中，半小时升温到950℃；所述的降温烘烤是使用后的升液管立即放入温度达650℃的烘炉中，随炉冷却到室温。
实施例2
1）将制造模具表面清理干净，然后涂抹一层水基石墨脱模剂。
2）将含有90%刚玉的耐火材料浇注料混合均匀后，启动振动平台，将刚玉浇注料从模具浇口浇灌，振动成型完成后，上端口用工具抹平。
3）将成型后的升液管先在常温下干燥48小时后脱模，然后将脱模后的升液管放入烤炉中。
烘烤工艺：每半小时升温50℃，升温到1200℃条件下烘烤，烘烤时间24小时，然后随炉冷却到室温。
上文所述的制造模具包括底板和外桶，底板与外桶之间通过法兰块相连，外桶内设有内芯，外桶顶部设有夹紧块。
进一步，法兰块上方设有与法兰块相配合的法兰盖板，法兰盖板上设有与外桶相配合的卡槽；所述的夹紧块与内芯之间通过紧固螺栓A固定连接，夹紧块内设有容置空腔，夹紧块的内壁处设有与外桶的外壁相配合的夹紧块卡槽。
更进一步，芯尾呈圆柱状，所述的芯尾设有一固定块，底板上设有固定槽，固定槽的顶部设有固定块，芯尾通过紧固螺栓B与固定块固定连接。
制成的升液管在使用前需升温烘烤，使用后需降温烘烤；所述的升温时将升液管置于烘炉中，半小时升温到1000℃；所述的降温烘烤是使用后的升液管立即放入温度达850℃的烘炉中，随炉冷却到室温。
由于该升液管的内管腔体呈减缩式的结构，内管腔体与管口之间通过逐渐缩小的连接部相连，升液管的管口与铸型的浇道口平滑连接，可以避免使用时出现憋气死角，而且升液管内部金属液面呈抛物线凸起状，液面上的氧化物向升液管锥面移动时，都粘在升液管壁上，干净的金属液进入型腔，能够提高升液管的寿命、抗热疲劳和抗高温氧化腐蚀性能，同时降低生产和使用成本。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于上述这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.用于耐热合金低压铸造的升液管，其特征在于：所述的升液管由管体和管口两部分连接而成，管体内设有桶柱状的内管腔体，内管腔体与管口之间通过连接部相连，管口的直径小于内管腔体的直径；内管腔体的底部与管体的底部持平，内管腔体的横截面积从底部至顶部呈逐渐缩小的形式，内管腔体的顶部通过圆弧状的连接部与管口相连，内管腔体的中心线位置与管口的中心点位置相重合所述的内管腔体的任意一段横截面呈圆形；内管腔体的底部直径与管口的直径之比为1:0.6；内管腔体由第一渐缩部、第二渐缩部和第三渐缩部依次平滑连接而成, 第一、第三渐缩部的斜率大于第二渐缩部的斜率；安装部设置于内管腔体与连接部结合处的前后5cm范围内；安装部呈向外凸起的圆环状;管体的外侧设有一安装部，所述的安装部向外凸起并与管体的外壁连接成一体；连接部的底部与内管腔体的顶部平滑连接，连接部的顶部与管口的底部平滑连接，连接部的底部与连接部的顶部之间呈圆弧状的渐缩结构,所述的升液管由刚玉浇注而成，其中刚玉的含量达到85%~95%。
2.根据权利要求1所述的用于耐热合金低压铸造的升液管的制造模具，其特征在于：所述的模具包括底板和外桶，底板与外桶之间通过法兰块相连，外桶内设有内芯，外桶顶部设有夹紧块；所述的内芯由芯柱和芯尾连接而成，所述的芯柱的直径从顶端至底端逐渐缩小，芯柱与芯尾之间通过内芯连接部相连，芯尾与底板固定相连，芯柱顶端与夹紧块固定连接；所述的内芯连接部由至少一个圆弧面和一个倾斜面连接而成，内芯连接部的顶端与芯柱的底端平滑连接，内芯连接部的底端与芯尾之间平滑连接，内芯连接部顶端的直径大于内芯连接部底端的直径；法兰块上方设有与法兰块相配合的法兰盖板，法兰盖板上设有与外桶相配合的卡槽；所述的夹紧块与内芯之间通过紧固螺栓A固定连接，夹紧块内设有容置空腔，夹紧块的内壁处设有与外桶的外壁相配合的夹紧块卡槽。
3.根据权利要求2所述的用于耐热合金低压铸造的升液管的制造模具，其特征在于：芯尾呈圆柱状，所述的芯尾设有一固定块，底板上设有固定槽，固定槽的顶部设有固定块，芯尾通过紧固螺栓B与固定块固定连接。
4.根据权利要求1所述的用于耐热合金低压铸造的升液管的制造方法,其特征在于：所述的制造方法包括如下步骤：a、将模具表面清理干净，然后涂覆一层脱模剂；b、将刚玉材料混合均匀后，通过振动平台，将刚玉材料从模具浇口浇灌入模具，振动成型完成后，在模具浇口用工具抹平；c、成型后的升液管先在常温下干燥24~48小时后脱模，然后将脱模后的升液管放入烤炉中烘烤；d、烘烤过程中，烤炉每半小时升温50℃，升温到900~1400℃条件下烘烤升液管，烘烤时间24~48小时，然后随炉冷却到室温，最后取出升液管，完成制备。
5.根据权利要求4所述的用于耐热合金低压铸造的升液管的制造方法，其特征在于：a步骤中，脱模剂为重油基或水基脱模剂；b步骤中，所述的材料含刚玉85%-95%，其余为铬质材料，刚玉材料混合均匀后保存时间小于等于1小时。
6.根据权利要求1所述的用于耐热合金低压铸造的升液管的使用方法，其特征在于：所述的升液管在使用前需升温烘烤，使用后需降温烘烤；所述的升温时将升液管置于烘炉中，半小时升温到800~1100℃；所述的降温烘烤是使用后的升液管立即放入温度达500~900℃的烘炉中，随炉冷却到室温。
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