CN108380822A - 一种铸造保温冒口套 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铸造保温冒口套,用于向铸造模具中进行补缩,包括基体、发热层和保护层,基体内部开设有补缩空腔,基体底部开设有补缩出口,所述补缩空腔通过所述补缩出口与铸造模具内部联通,所述补缩出口远离所述补缩空腔一端的径向截面积小于所述补缩出口靠近所述补缩空腔一端的径向截面积;发热层设置在所述补缩空腔内壁,保护层包覆在基体的外侧。基体采用保温材料制得。保温材料的原料按重量份包括:保温蛭石40‑50份,膨胀珍珠岩10‑20份,空心微珠20‑30份,硅微粉8‑16份,石墨粉20‑30份,硼砂10‑18份,钢渣粉10‑18份,矿尾沙8‑16份,膨润土10‑20份。
Description
技术领域
本发明涉及冶金铸造技术领域,尤其涉及一种铸造保温冒口套。
背景技术
冒口是为避免铸件出现缺陷而附加在铸件上方或侧面的补充部分,冒口的型腔是存贮液态金属的空腔,在铸件形成时补给金属,有防止缩孔、缩松、排气和集渣的作用。功能不同的冒口套,其形式、大小和开设位置均不相同。传统的铸钢件冒口补缩技术是采用普通砂型冒口,它是直接用模具成型,由于缺乏保温材料,冒口在补缩过程中由内向外大量散热,导致自身也由外向内的凝固过程。有人研究发现,普通砂型冒口实际的有效补缩钢水占冒口总容积的比例很小,约为6-14%,因此往往采用较大的冒口来满足铸件的补缩,即使这样,冒口内的液态金属本身又凝固得快,有时不能及时补缩而影响铸件内在质量。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题,本发明提出了一种铸造保温冒口套,使冒口内的金属液持续发热,而且保温效果极好,可提高金属液温度,从而延长凝固时间,提高补缩效果,有效金属液的比例大大增加,可大幅节约钢水,从而进一步缩小冒口的容积尺寸,能最大限度的适应设备与铸件之间的冒口拔出要求。
本发明提出的一种铸造保温冒口套,用于向铸造模具中进行补缩,包括基体、发热层和保护层,基体内部开设有补缩空腔,基体底部开设有补缩出口,所述补缩空腔通过所述补缩出口与铸造模具内部联通,所述补缩出口远离所述补缩空腔一端的径向截面积小于所述补缩出口靠近所述补缩空腔一端的径向截面积;发热层设置在所述补缩空腔内壁,保护层包覆在基体的外侧。
优选地,基体采用保温材料制得。
优选地,保温材料的原料按重量份包括:保温蛭石40-50份,膨胀珍珠岩10-20份,空心微珠20-30份,硅微粉8-16份,石墨粉20-30份,硼砂10-18份,钢渣粉10-18份,矿尾沙8-16份,膨润土10-20份。
优选地,保温蛭石采用如下工艺制备:将蛭石干燥,加入硫酸溶液中,升温搅拌,过滤,洗涤,钠化,加入四甲基溴化铵水溶液中,升温搅拌,过滤,洗涤,加入酚醛树脂、碳酸氢铵混合均匀,然后煅烧,粉碎得到保温蛭石。
优选地,保温蛭石的制备工艺中,硫酸溶液浓度为1-1.6mol/L,四甲基溴化铵水溶液浓度为0.2-0.3mol/L。
优选地,保温蛭石的制备工艺中,蛭石、硫酸溶液、四甲基溴化铵水溶液、酚醛树脂、碳酸氢铵的重量比为30-50:160-240:180-220:8-16:0.2-0.4。
优选地,保温蛭石采用如下工艺制备:将蛭石干燥8-12h,干燥温度为125-135℃,加入浓度为1-1.6mol/L的硫酸溶液中,升温至125-135℃搅拌4-6h,过滤,洗涤,钠化,加入浓度为0.2-0.3mol/L四甲基溴化铵水溶液中,升温至110-120℃搅拌4-6h,搅拌速度为1600-2000r/min,过滤,洗涤,加入酚醛树脂、碳酸氢铵混合均匀,然后煅烧4-8h,煅烧温度为850-950℃,粉碎得到保温蛭石。
优选地,发热层一端与基体底部齐平,发热层另一端位于基体中部。
本发明在基体外设有保护圈,使本发明在补缩过程中十分坚固,有效防止在补缩过程中炸开;外铸件在凝固过程中由于发热层中的发热剂等材料发生化学反应,使冒口内的金属液持续发热,提高金属液温度,从而延长凝固时间,提高补缩效果,同时采用基体和发热层配合,使本发明中钢水的凝固时间远大于铸件凝固时间,有效钢水的比例大大增加,可大幅节约钢水,从而进一步缩小冒口的容积尺寸,能最大限度的适应设备与铸件之间的冒口拔出要求,再配套保温发热覆盖剂和易切割片,铸件工艺出品率可提高到75%以上。
而本发明的基体采用保温材料制得,采用保温蛭石、膨胀珍珠岩、空心微珠、硅微粉、石墨粉、硼砂、钢渣粉、矿尾沙、膨润土共混,相互间分散性极好,结合程度高,吸附能力强,使所得基体的晶粒尺寸、气孔尺寸及晶界形状及分布好,可满足冒口套的常规性能要求,不仅保温性能极好,而且力学性能良好,同时密度小;保温蛭石将蛭石的晶格层间水加热以蒸汽形式逸出,结构疏松,然后采用硫酸酸化,疏松的层状结构被充分活化,钠化后采用四甲基溴化铵进行插层,配合酚醛树脂、碳酸氢铵煅烧,一方面内部形成大量的空隙结构,彼此贯通,具有均匀保温的效果,保温效果极高,密度低,另一方面层间经过四甲基溴化铵插层,热稳定性能优异,并具有极好的柔性。
附图说明
图1为本发明提出的一种铸造保温冒口套结构示意图。
具体实施方式
如图1所示,图1为本发明提出的一种铸造保温冒口套结构示意图。
参照图1,本发明提出的一种铸造保温冒口套,用于向铸造模具A中进行补缩,包括基体1、发热层2和保护层3,基体1内部开设有补缩空腔,基体1底部开设有补缩出口,所述补缩空腔通过所述补缩出口与铸造模具A内部联通,所述补缩出口远离所述补缩空腔一端的径向截面积小于所述补缩出口靠近所述补缩空腔一端的径向截面积;发热层2设置在所述补缩空腔内壁,保护层3包覆在基体1的外侧;发热层2一端与基体1底部齐平,发热层2另一端位于基体1中部。
下面,通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种铸造保温冒口套,用于向铸造模具A中进行补缩,包括基体1、发热层2和保护层3,基体1内部开设有补缩空腔,基体1底部开设有补缩出口,所述补缩空腔通过所述补缩出口与铸造模具A内部联通,所述补缩出口远离所述补缩空腔一端的径向截面积小于所述补缩出口靠近所述补缩空腔一端的径向截面积;发热层2设置在所述补缩空腔内壁,保护层3包覆在基体1的外侧;发热层2一端与基体1底部齐平,发热层2另一端位于基体1中部。
基体1采用保温材料制得;保温材料的原料按重量份包括:保温蛭石40份,膨胀珍珠岩20份,空心微珠20份,硅微粉16份,石墨粉20份,硼砂18份,钢渣粉10份,矿尾沙16份,膨润土10份。
保温蛭石采用如下工艺制备:按重量份将50份蛭石干燥8h,干燥温度为135℃,加入160份浓度为1.6mol/L的硫酸溶液中,升温至125℃搅拌6h,过滤,洗涤,钠化,加入180份浓度为0.3mol/L四甲基溴化铵水溶液中,升温至110℃搅拌6h,搅拌速度为1600r/min,过滤,洗涤,加入16份酚醛树脂、0.2份碳酸氢铵混合均匀,然后煅烧8h,煅烧温度为850℃,粉碎得到保温蛭石。
实施例2
本发明提出的一种铸造保温冒口套,用于向铸造模具A中进行补缩,包括基体1、发热层2和保护层3,基体1内部开设有补缩空腔,基体1底部开设有补缩出口,所述补缩空腔通过所述补缩出口与铸造模具A内部联通,所述补缩出口远离所述补缩空腔一端的径向截面积小于所述补缩出口靠近所述补缩空腔一端的径向截面积;发热层2设置在所述补缩空腔内壁,保护层3包覆在基体1的外侧;发热层2一端与基体1底部齐平,发热层2另一端位于基体1中部。
基体1采用保温材料制得;保温材料的原料按重量份包括:保温蛭石50份,膨胀珍珠岩10份,空心微珠30份,硅微粉8份,石墨粉30份,硼砂10份,钢渣粉18份,矿尾沙8份,膨润土20份。
保温蛭石采用如下工艺制备:按重量份将30份蛭石干燥12h,干燥温度为125℃,加入240份浓度为1mol/L的硫酸溶液中,升温至135℃搅拌4h,过滤,洗涤,钠化,加入220份浓度为0.2mol/L四甲基溴化铵水溶液中,升温至120℃搅拌4h,搅拌速度为2000r/min,过滤,洗涤,加入8份酚醛树脂、0.4份碳酸氢铵混合均匀,然后煅烧4h,煅烧温度为950℃,粉碎得到保温蛭石。
实施例3
本发明提出的一种铸造保温冒口套,用于向铸造模具A中进行补缩,包括基体1、发热层2和保护层3,基体1内部开设有补缩空腔,基体1底部开设有补缩出口,所述补缩空腔通过所述补缩出口与铸造模具A内部联通,所述补缩出口远离所述补缩空腔一端的径向截面积小于所述补缩出口靠近所述补缩空腔一端的径向截面积;发热层2设置在所述补缩空腔内壁,保护层3包覆在基体1的外侧;发热层2一端与基体1底部齐平,发热层2另一端位于基体1中部。
基体1采用保温材料制得;保温材料的原料包括:保温蛭石46kg,膨胀珍珠岩12kg,空心微珠28kg,硅微粉10kg,石墨粉28kg,硼砂12kg,钢渣粉16kg,矿尾沙10kg,膨润土17kg。
保温蛭石采用如下工艺制备:将35kg蛭石干燥11h,干燥温度为128℃,加入220kg浓度为1.2mol/L的硫酸溶液中,升温至132℃搅拌4.5h,过滤,洗涤,钠化,加入210kg浓度为0.22mol/L四甲基溴化铵水溶液中,升温至118℃搅拌4.5h,搅拌速度为1900r/min,过滤,洗涤,加入10kg酚醛树脂、0.35kg碳酸氢铵混合均匀,然后煅烧5h,煅烧温度为920℃,粉碎得到保温蛭石。
实施例4
本发明提出的一种铸造保温冒口套,用于向铸造模具A中进行补缩,包括基体1、发热层2和保护层3,基体1内部开设有补缩空腔,基体1底部开设有补缩出口,所述补缩空腔通过所述补缩出口与铸造模具A内部联通,所述补缩出口远离所述补缩空腔一端的径向截面积小于所述补缩出口靠近所述补缩空腔一端的径向截面积;发热层2设置在所述补缩空腔内壁,保护层3包覆在基体1的外侧;发热层2一端与基体1底部齐平,发热层2另一端位于基体1中部。
基体1采用保温材料制得;保温材料的原料包括:保温蛭石44kg,膨胀珍珠岩18kg,空心微珠22kg,硅微粉14kg,石墨粉22kg,硼砂16kg,钢渣粉12kg,矿尾沙14kg,膨润土13kg。
保温蛭石采用如下工艺制备:将45kg蛭石干燥9h,干燥温度为132℃,加入180kg浓度为1.4mol/L的硫酸溶液中,升温至128℃搅拌5.5h,过滤,洗涤,钠化,加入190kg浓度为0.28mol/L四甲基溴化铵水溶液中,升温至112℃搅拌5.5h,搅拌速度为1700r/min,过滤,洗涤,加入14kg酚醛树脂、0.25kg碳酸氢铵混合均匀,然后煅烧7h,煅烧温度为880℃,粉碎得到保温蛭石。
实施例5
本发明提出的一种铸造保温冒口套,用于向铸造模具A中进行补缩,包括基体1、发热层2和保护层3,基体1内部开设有补缩空腔,基体1底部开设有补缩出口,所述补缩空腔通过所述补缩出口与铸造模具A内部联通,所述补缩出口远离所述补缩空腔一端的径向截面积小于所述补缩出口靠近所述补缩空腔一端的径向截面积;发热层2设置在所述补缩空腔内壁,保护层3包覆在基体1的外侧;发热层2一端与基体1底部齐平,发热层2另一端位于基体1中部。
基体1采用保温材料制得;保温材料的原料包括:保温蛭石45kg,膨胀珍珠岩15kg,空心微珠25kg,硅微粉12kg,石墨粉25kg,硼砂14kg,钢渣粉14kg,矿尾沙12kg,膨润土15kg。
保温蛭石采用如下工艺制备:将40kg蛭石干燥10h,干燥温度为130℃,加入200kg浓度为1.3mol/L的硫酸溶液中,升温至130℃搅拌5h,过滤,洗涤,钠化,加入200kg浓度为0.25mol/L四甲基溴化铵水溶液中,升温至115℃搅拌5h,搅拌速度为1800r/min,过滤,洗涤,加入12kg酚醛树脂、0.3kg碳酸氢铵混合均匀,然后煅烧6h,煅烧温度为900℃,粉碎得到保温蛭石。
对比例1
与实施例5相比,本对比例的区别在于:保温材料的原料中,保温蛭石的使用量为55kg;其他操作和参数同实施例5。
对比例2
与实施例5相比,本对比例的区别在于:保温材料的原料中,保温蛭石的使用量为35kg;其他操作和参数同实施例5。
对比例3
与实施例5相比,本对比例的区别在于:保温材料的原料中,保温蛭石改为蛭石粉;其他操作和参数同实施例5。
对比例4
与实施例5相比,本对比例的区别在于:保温材料的原料中,膨胀珍珠岩的使用量为25kg,空心微珠的使用量为35kg;其他操作和参数同实施例5。
对比例5
与实施例5相比,本对比例的区别在于:保温材料的原料中,膨胀珍珠岩的使用量为5kg,空心微珠的使用量为15kg;其他操作和参数同实施例5。
对比例6
与实施例5相比,本对比例的区别在于:保温材料的原料中,硅微粉的使用量为20kg,石墨粉的使用量为35kg,硼砂的使用量为20kg;其他操作和参数同实施例5。
对比例7
与实施例5相比,本对比例的区别在于:保温材料的原料中,硅微粉的使用量为4kg,石墨粉的使用量为15kg,硼砂的使用量为8kg;其他操作和参数同
实施例5。
对比例8
与实施例5相比,本对比例的区别在于:保温材料的原料中,钢渣粉的使用量为20kg,矿尾沙的使用量为20kg;其他操作和参数同实施例5。
对比例9
与实施例5相比,本对比例的区别在于:保温材料的原料中,钢渣粉的使用量为8kg,矿尾沙的使用量为4kg;其他操作和参数同实施例5。
将实施例5和对比例1-9所得铸造保温冒口套进行性能测试,其结果如下表所示:
通过上表可知:本发明所得铸造保温冒口套可以起到极好的补缩作用。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种铸造保温冒口套,用于向铸造模具(A)中进行补缩,其特征在于,包括基体(1)、发热层(2)和保护层(3),
基体(1)内部开设有补缩空腔,基体(1)底部开设有补缩出口,所述补缩空腔通过所述补缩出口与铸造模具(A)内部联通,所述补缩出口远离所述补缩空腔一端的径向截面积小于所述补缩出口靠近所述补缩空腔一端的径向截面积;发热层(2)设置在所述补缩空腔内壁,保护层(3)包覆在基体(1)的外侧。
2.根据权利要求1所述铸造保温冒口套,其特征在于,基体(1)采用保温材料制得。
3.根据权利要求2所述铸造保温冒口套,其特征在于,保温材料的原料按重量份包括:保温蛭石40-50份,膨胀珍珠岩10-20份,空心微珠20-30份,硅微粉8-16份,石墨粉20-30份,硼砂10-18份,钢渣粉10-18份,矿尾沙8-16份,膨润土10-20份。
4.根据权利要求3所述铸造保温冒口套,其特征在于,保温蛭石采用如下工艺制备:将蛭石干燥,加入硫酸溶液中,升温搅拌,过滤,洗涤,钠化,加入四甲基溴化铵水溶液中,升温搅拌,过滤,洗涤,加入酚醛树脂、碳酸氢铵混合均匀,然后煅烧,粉碎得到保温蛭石。
5.根据权利要求4所述铸造保温冒口套,其特征在于,保温蛭石的制备工艺中,硫酸溶液浓度为1-1.6mol/L,四甲基溴化铵水溶液浓度为0.2-0.3mol/L。
6.根据权利要求4或5所述铸造保温冒口套,其特征在于,保温蛭石的制备工艺中,蛭石、硫酸溶液、四甲基溴化铵水溶液、酚醛树脂、碳酸氢铵的重量比为30-50:160-240:180-220:8-16:0.2-0.4。
7.根据权利要求3-6任一项所述铸造保温冒口套,其特征在于,保温蛭石采用如下工艺制备:将蛭石干燥8-12h,干燥温度为125-135℃,加入浓度为1-1.6mol/L的硫酸溶液中,升温至125-135℃搅拌4-6h,过滤,洗涤,钠化,加入浓度为0.2-0.3mol/L四甲基溴化铵水溶液中,升温至110-120℃搅拌4-6h,搅拌速度为1600-2000r/min,过滤,洗涤,加入酚醛树脂、碳酸氢铵混合均匀,然后煅烧4-8h,煅烧温度为850-950℃,粉碎得到保温蛭石。
8.根据权利要求1-7任一项所述铸造保温冒口套,其特征在于,发热层(2)一端与基体(1)底部齐平,发热层(2)另一端位于基体(1)中部。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20180810 |