CN107433327A - 低成本聚苯乙烯球形冒口及制造方法 - Google Patents

Abstract

一种低成本聚苯乙烯球形冒口，包括冒口本体和覆盖在冒口本体外壁的保温层，冒口本体包括球形冒口和冒口颈，冒口颈设置在球形冒口的底部，还在球形帽口顶部设置出气孔，冒口颈包括缩颈段、扩颈段，缩颈段的上端与球形冒口连接，缩颈段的下端与扩颈段的上端连接，扩颈段的下端用于与铸件砂型连接，在冒口颈的缩颈段和扩颈段的外壁上也覆盖保温层，球形冒口、冒口颈、出气孔均采用聚苯乙烯材料制成，以R80的球冒口为例，充满后冒口重量为16.5KG；此球形冒口的补缩效率在48%左右；高于普通保温冒口的36%的补缩效率，且制作此种冒口的成本约1元/个，十分便宜，是代替普通发热冒口的绝好选择。

Description

低成本聚苯乙烯球形冒口及制造方法

技术领域

本发明涉及铸造用冒口技术领域，尤其涉及一种低成本聚苯乙烯球形冒口及制造方法。

背景技术

冒口是铸型内用以储存金属液的空腔，在铸件的形成时补给金属，有防止缩松、缩孔、排气和集渣的作用。在铸件凝固过程中，其中液态收缩和凝固收缩阶段所减少的容积得不到补充，则铸件会发生缩孔、缩松等缺陷。

为了避免这一结果，通常我们需要在铸件顶面靠近热节处放置液态补缩冒口，当铸件凝固时，以对铁液的收缩进行补充，从而保证铸件的完整；目前行业使用的补缩冒口一般为圆柱形的保温冒口，补缩效率一般在36%左右；且市场价格较贵，以一个Φ300*300的保温冒口来说，市场均价在150元左右；一些大型的发电、发动机、矿机设备铸件要放置十数个冒口，只冒口使用一项，成本就上千元。铸件的成本较高。其次，冒口放置较多会增加后序清理冒口的难度。而且冒口根部铸件表面粗糙度会较差，影响铸件的外观质量。

发明内容

有必要提出一种成本低、补缩效率高的低成本聚苯乙烯球形冒口。

还有必要提出一种成本低、补缩效率高的低成本聚苯乙烯球形冒口的制造方法。

一种低成本聚苯乙烯球形冒口，包括冒口本体和覆盖在冒口本体外壁的保温层，冒口本体包括球形冒口和冒口颈，冒口颈设置在球形冒口的底部，还在球形冒口顶部设置出气孔，冒口颈包括缩颈段、扩颈段，缩颈段的上端与球形冒口连接，缩颈段的下端与扩颈段的上端连接，扩颈段的下端用于与铸件砂型连接，在冒口颈的缩颈段和扩颈段的外壁上也覆盖保温层，球形冒口、冒口颈、出气孔均采用聚苯乙烯材料制成。

一种低成本聚苯乙烯球形冒口的制造方法，包括以下步骤：

使用球形冒口模具制作球形冒口，所述球形冒口包括对称设置的左半球形冒口和右半球形冒口，球形冒口模具为形成左半球形冒口或右半球形冒口的半模具，半模具设置形成球形冒口空腔，向半模具的空腔内注入聚苯乙烯，加热，使得聚苯乙烯熔化发泡形成左半球形冒口或右半球形冒口，然后冷却模具，取出左半球形冒口或右半球形冒口，重复操作，形成右半球形冒口或左半球形冒口，采用胶水或胶带沿着分模面将左半球形冒口和右半球形冒口粘接形成冒口本体；

在冒口本体的外表面涂覆一层耐火涂料保温层；

将涂覆保温层的冒口本体烘干，以使保温层硬化定型，形成所述球形冒口。

本发明的冒口本体采用球形冒口，比较于圆柱体冒口，球形冒口的散热面积较小，模数更大，补缩效率更高，比同体积的圆柱体冒口的补缩效率高出至少10%，进而节约铁水，此外冒口颈采用缩颈段和扩颈段，在二者连接的位置形成直径最细的切除部位，该部位也是最容易冷却凝固的部位，所以在采用保温层将该部位也包裹覆盖，以减缓此位置的温度降低的速度；冒口采用聚苯乙烯发泡材料制成，在铁水浇注铸件砂型时，上升的铁水将冒口颈及球形冒口烧空，此时保温层能够起到铁水与砂型隔离的作用，还起到对铁水进行保温的作用，同理，冒口颈处的保温层也起到这两点作用，使得冒口内的铁水温度一直处于温度较高的液态，利于补缩，而且避免了冒口颈部位的砂型浸入到铁水内，避免了此处夹砂缺陷的产生。

附图说明

图1为所述球形冒口的结构示意图。

图2为所述球形冒口的的主视图。

图3为图2中沿着分模面的剖视示意图。

图中：冒口本体10、球形冒口11、缩颈段12、扩颈段13、出气孔14、尖角凹槽15、分模面16、空心内腔17、保温层20。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

参见图1至图3，本发明实施例提供了一种低成本聚苯乙烯球形冒口，包括冒口本体10和覆盖在冒口本体10外壁的保温层20，冒口本体10包括球形冒口11和冒口颈，冒口颈设置在球形冒口11的底部，还在球形冒口11顶部设置出气孔14，冒口颈包括缩颈段12、扩颈段13，缩颈段12的上端与球形冒口11连接，缩颈段12的下端与扩颈段13的上端连接，扩颈段13的下端用于与铸件砂型连接，在冒口颈的缩颈段12和扩颈段13的外壁上也覆盖保温层20，球形冒口11、冒口颈、出气孔14均采用聚苯乙烯材料制成。

本发明的冒口本体10采用球形冒口11，比较于圆柱体冒口，球形冒口11的散热面积较小，模数更大，补缩效率更高，比同体积的圆柱体冒口的补缩效率高出至少10%，进而节约铁水；

此外冒口颈采用缩颈段12和扩颈段13，在二者连接的位置形成直径最细的切除部位，该部位也是最容易冷却凝固的部位，所以在采用保温层20将该部位也包裹覆盖，以减缓此位置的温度降低的速度；

冒口采用聚苯乙烯材料发泡制成，在铁水浇注铸件砂型时，上升的铁水将冒口颈及球形冒口11烧空，此时保温层20能够起到铁水与砂型隔离的作用，还起到对铁水进行保温的作用，同理，冒口颈处的保温层20也起到这两点作用，使得冒口内的铁水温度一直处于温度较高的液态，利于补缩，而且避免了冒口颈部位的砂型浸入到铁水内，避免了此处夹砂缺陷的产生。

进一步，所述保温层20采用耐火涂料制成。

进一步，冒口本体10为空心壳体，保温层20覆盖在冒口本体的空心壳体的外表面，所述出气孔14将冒口本体10的内部和外部连通。空心壳体的冒口本体制作时所需要的聚苯乙烯材料很少，进一步降低了成本，而且，比较于冒口本体10为实心的球体时，在浇注时，铁水上升至冒口内部后，实心的冒口被烧空时发气量很大，若出气孔排出不及时，会在铸件表面或靠近表层的内部形成气孔缺陷，而对于空心壳体而言，烧空时发气量较少，不会产生气孔缺陷。

进一步，还在两个所述出气孔14之间的球形冒口11顶部设置向球形冒口11内部延伸的尖角凹槽15，还在尖角凹槽15的外壁上覆盖所述保温层20。

在冒口被铁水充满后，铁水上升至尖角凹槽15处，此处尖角凹槽15形成凝固层时间较晚，避免由于凝固层早形成而在冒口内产生负压，导致冒口内铁水不能顺畅的进入铸件型腔内部，导致冒口补缩效率降低的问题。

本发明还提出一种低成本聚苯乙烯球形冒口的制造方法，包括以下步骤：

使用球形冒口模具制作球形冒口，所述球形冒口包括对称设置的左半球形冒口和右半球形冒口，球形冒口模具为形成左半球形冒口或右半球形冒口的半模具，半模具设置形成球形冒口空腔，向半模具的空腔内注入聚苯乙烯，加热，使得聚苯乙烯熔化发泡形成左半球形冒口或右半球形冒口，然后冷却模具，取出左半球形冒口或右半球形冒口，重复操作，形成右半球形冒口或左半球形冒口，采用胶水或胶带沿着分模面将左半球形冒口和右半球形冒口粘接形成冒口本体10；

在冒口本体10的外表面涂覆一层耐火涂料保温层20；

将涂覆保温层20的冒口本体10烘干，以使保温层20硬化定型，形成所述球形冒口11。

本方法中采用发泡材料熔化成型形成具有空心内腔17的冒口本体10，比较于采用整块聚苯乙烯材料切割形成冒口本体10，进一步节约了因切割而浪费的原材料，同理，比较于实心的冒口本体，空心内腔17也节约了大部分的原材料。

进一步，在涂覆保温层20时，将冒口本体10的冒口颈超上浸入涂料内，至冒口颈的扩颈段13的下端与涂料表面平齐，以使涂料层将冒口颈的侧壁部面覆盖。

进一步，在在冒口本体10的外表面涂覆一层耐火涂料保温层20步骤之后，还对球形冒口11的尖角凹槽15内采用人工刷涂的方式刷涂一层涂料层，以使涂料层将尖角凹槽15的表面全部覆盖。由于浸涂时，尖角凹槽15表面容易残留空气气泡，阻挡涂料与尖角凹槽15的表面粘接，所以采用人工刷涂进行补充。

进一步，同理，在在冒口本体10的外表面涂覆一层耐火涂料保温层20步骤之后，还对冒口颈的缩颈段12和扩颈段13连接处采用人工刷涂的方式刷涂涂料层，以使涂料层将缩颈段12和扩颈段13连接处全部覆盖。

使用该球形冒口11时，将该球形冒口11置于上砂箱内，将球形冒口11的冒口颈的底部放置在铸件模具的特定位置，使用一根出气绳的下端与球形冒口11的出气孔14连接，出气绳的上端穿出至上砂箱的顶面，流砂造型。

以R80的球冒口为例，充满后冒口重量为16.5KG；此球形冒口的补缩效率在48%左右；高于普通保温冒口的36%的补缩效率，且制作此种冒口的成本约1元/个，十分便宜，是代替普通发热冒口的绝好选择。

本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。

本发明实施例装置中的模块或单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种低成本聚苯乙烯球形冒口，其特征在于：包括冒口本体和覆盖在冒口本体外壁的保温层，冒口本体包括球形冒口和冒口颈，冒口颈设置在球形冒口的底部，还在球形冒口顶部设置出气孔，冒口颈包括缩颈段、扩颈段，缩颈段的上端与球形冒口连接，缩颈段的下端与扩颈段的上端连接，扩颈段的下端用于与铸件砂型连接，在冒口颈的缩颈段和扩颈段的外壁上也覆盖保温层，球形冒口、冒口颈、出气孔均采用聚苯乙烯材料制成。

2.如权利要求1所述的低成本聚苯乙烯球形冒口，其特征在于：所述保温层采用耐火涂料制成。

3.如权利要求1所述的低成本聚苯乙烯球形冒口，其特征在于：冒口本体为空心壳体，保温层覆盖在冒口本体的空心壳体的外表面，所述出气孔将冒口本体的内部和外部连通。

4.如权利要求1所述的低成本聚苯乙烯球形冒口，其特征在于：还在两个所述出气孔之间的球形冒口顶部设置向球形冒口内部延伸的尖角凹槽，还在尖角凹槽的外壁上覆盖所述保温层。

5.一种低成本聚苯乙烯球形冒口的制造方法，其特征在于包括以下步骤：

使用球形冒口模具制作球形冒口，所述球形冒口包括对称设置的左半球形冒口和右半球形冒口，球形冒口模具为形成左半球形冒口或右半球形冒口的半模具，半模具设置形成球形冒口空腔，向半模具的空腔内注入聚苯乙烯，加热，使得聚苯乙烯熔化发泡形成左半球形冒口或右半球形冒口，然后冷却模具，取出左半球形冒口或右半球形冒口，重复操作，形成右半球形冒口或左半球形冒口，采用胶水或胶带沿着分模面将左半球形冒口和右半球形冒口粘接形成冒口本体；

在冒口本体的外表面涂覆一层耐火涂料保温层；

将涂覆保温层的冒口本体烘干，以使保温层硬化定型，形成所述球形冒口。

6.如权利要求5所述的低成本聚苯乙烯球形冒口的制造方法，其特征在于：在涂覆保温层时，将冒口本体的冒口颈朝上浸入涂料内，至冒口颈的扩颈段的下端与涂料表面平齐，以使涂料层将冒口颈的侧壁部面覆盖。

7.如权利要求5所述的低成本聚苯乙烯球形冒口的制造方法，其特征在于：在在冒口本体的外表面涂覆一层耐火涂料保温层步骤之后，还对球形冒口的尖角凹槽内采用人工刷涂的方式刷涂一层涂料层，以使涂料层将尖角凹槽的表面全部覆盖。

8.如权利要求5所述的低成本聚苯乙烯球形冒口的制造方法，其特征在于：在冒口本体的外表面涂覆一层耐火涂料保温层步骤之后，还对冒口颈的缩颈段和扩颈段连接处采用人工刷涂的方式刷涂涂料层，以使涂料层将缩颈段和扩颈段连接处全部覆盖。