CN109014564B - 一种双骨料高耐火度铝热焊底板成型模具 - Google Patents

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    • B23K23/00—Alumino-thermic welding

Abstract

本发明揭示了一种双骨料高耐火度铝热焊底板成型模具，其包括下模底座、设置在下模底座上的下模型芯、硅英砂成型模以及锆英砂成型模，硅英砂成型模包括形成四周封闭围挡的挡板、以及由挡板围绕形成的第一腔体，下模型芯和锆英砂成型模设置在第一腔体内，且锆英砂成型模位于下模型芯的上方，锆英砂成型模内部形成有呈四周围挡结构的第二腔体，下模型芯内腔与第二腔体形成了成型底板上表面和底板中部结构的第一型腔，锆英砂成型模在第一腔体中所占的空间形成了第二型腔。本发明可以高效、顺利的成型双骨料高耐火度铝热焊底板，节省贵重耐火材料锆英砂的用量，解决了双骨料底板不易成型的生产难题，提高了生产效率和成型效果。

Description

一种双骨料高耐火度铝热焊底板成型模具
【技术领域】
本发明属于铝热焊耗材成型技术领域，特别是涉及一种双骨料高耐火度铝热焊底板成型模具。
【背景技术】
钢轨铝热焊接技术是十九世纪末期，随着冶金工业和化学工业的发展，人们发明的利用铝热反应产生的大量热量作为热源来焊接钢轨的方法。二十世纪，德国﹑英国﹑美国﹑法国等国家开始采用铝热焊接法来焊接电车轨道，以后正式在铁路及地铁线路上投入应用。
随着无缝线路及高速客运专线的发展，钢轨铝热焊接在许多国家得到了比较广泛的应用。上世纪六十年代初，我国铁路上开始采用铝热焊方法来焊接无缝轨道。
近十年来，随着铁路运行速度的提高及无缝线路及高速客运专线的发展，对线路质量等级提出了更加严格的要求。在铁路钢轨铝热焊焊接的发展过程中，一批新型焊接耗材得到了长足的发展。
钢轨铝热焊的浇注和冷却过程与铸造的规律极为类似，所以铝热焊亦称为铸焊。铝热焊底板作为铸焊过程中轨底的成型铸模，对焊接接头轨底质量起到至关重要的影响，是一种非常重要的铝热焊耗材。
目前，各生产厂商提供的单骨料(硅英砂)底板，其主要成分硅英砂的耐火度约1750℃，而铝热焊反应浇注的钢水温度约2000～2100℃左右，因此在浇注过程中，不可避免的与铝热钢水发生高温交互反应。这种高温交互反应会产生气泡，使熔融状态下的钢轨轨底焊带表面变形，形成弹坑、气孔、夹渣等缺陷，不仅严重影响了铝热焊接头表面的外观，而且会影响到焊接接头的机械力学性能，从而缩短铝热焊接头的使用寿命，甚至在列车运行过程中，有可能发生铝热焊接头断裂，影响行车安全。
锆英砂加硅英砂的双骨料高耐火度铝热焊底板,其生产工艺较为复杂，良品率较低，需要采用较为贵重的锆英砂材料，成本较高。为提高双骨料铝热焊底板的生产效率，提高产品质量、合格率，减少锆英砂的用量，降低成本，满足钢轨铝热焊接市场需求，有必要设计一种双骨料底板成型模具来解决上述问题。
【发明内容】
本发明的主要目的在于提供一种双骨料高耐火度铝热焊底板成型模具，可以高效、顺利的制成双骨料高耐火度铝热焊底板，成型效果好、耐火度高、节约锆英砂用量。
本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种双骨料高耐火度铝热焊底板成型模具，其包括下模底座、设置在所述下模底座上的下模型芯、硅英砂成型模以及锆英砂成型模，所述硅英砂成型模包括形成四周封闭围挡的挡板、以及由所述挡板围绕形成的第一腔体，所述下模型芯和所述锆英砂成型模设置在所述第一腔体内，且所述锆英砂成型模位于所述下模型芯的上方，所述锆英砂成型模内部形成有呈四周围挡结构的第二腔体，所述下模型芯内腔与所述第二腔体形成了成型底板上表面和底板中部结构的第一型腔，所述锆英砂成型模在所述第一腔体中所占的空间形成了第二型腔。
进一步的，所述下模底座上开设有多个排气孔。
进一步的，所述排气孔内设置有过滤塞。
进一步的，所述下模底座上设置有圆锥定位销，所述硅英砂成型模上设置有与所述圆锥定位销配合的圆锥定位孔。
进一步的，所述硅英砂成型模的两侧所述挡板上设置有U型提手。
进一步的，所述锆英砂成型模的两端延伸有一架设在所述硅英砂成型模中所述挡板上的支撑板。
进一步的，所述支撑板的端部伸出所述挡板一侧。
进一步的，所述下模底座底部为镂空设计。
进一步的，所述锆英砂成型模和所述硅英砂成型模为复合结构，在锆英砂成型后取出所述锆英砂成型模，再进行硅英砂成型，最终完成双骨料铝热焊底板的成型。
与现有技术相比，本发明一种双骨料高耐火度铝热焊底板成型模具的有益效果在于：可以高效、顺利的成型双骨料高耐火度铝热焊底板，节省贵重耐火材料锆英砂的用量，解决了双骨料底板不易成型的生产难题，提高了生产效率和成型效果，拓展了双骨料高耐火度铝热焊底板市场空间。
【附图说明】
图1为本发明实施例的整体剖视结构示意图；
图2为本发明实施例中下模底座和下模型芯的结构示意图；
图3为本发明实施例中硅英砂成型模的结构示意图；
图4为本发明实施例中锆英砂成型模的结构示意图；
图中数字表示：
1下模底座，11排气孔，12圆锥定位销；2下模型芯，21转动手轮；3硅英砂成型模，31挡板，32第一腔体，33圆锥定位孔，34U型提手；4锆英砂成型模，41第二腔体，42支撑板；5第一型腔。
【具体实施方式】
实施例：
请参照图1-图4，本实施例为双骨料高耐火度铝热焊底板成型模具，其包括下模底座1、设置在下模底座1上的下模型芯2、硅英砂成型模3以及锆英砂成型模4，硅英砂成型模3包括形成四周封闭围挡的挡板31、以及由挡板31围绕形成的第一腔体32，下模型芯2和锆英砂成型模4设置在第一腔体32内，且锆英砂成型模4位于下模型芯2的上方，锆英砂成型模4内部形成有呈四周围挡结构的第二腔体41，下模型芯2内腔与第二腔体41形成了成型底板上表面和底板中部结构的第一型腔5，锆英砂成型模4在第一腔体32中所占的空间形成了第二型腔(图中未标识)。
下模底座1上面安装下模型芯2，共同组成模具下模。下模型芯2用于铝热焊底板内腔成型，为保证成型效果，在下模底座1上开设有多个排气孔11，排气孔11内设置有过滤塞(图中未标识)。在完成排气模具内气体的过程中可以阻止型砂进入和堵塞排气通道。下模底座1底部为镂空设计，便于成型时排出模具内的气体，同时能够减轻模具重量。
下模底座1上设置有圆锥定位销12，硅英砂成型模3上设置有与圆锥定位销12配合的圆锥定位孔33。通过圆锥定位销12和圆锥定位孔33的配合，保证硅英砂成型模3在模具上的准确位置。
硅英砂成型模3的两侧挡板31上设置有U型提手34，便于将硅英砂成型模从模具上取下，实现快速起模。
锆英砂成型模4的两端延伸有一架设在硅英砂成型模3中挡板31上的支撑板42。支撑板42的端部伸出挡板31一侧，便于快速的取出锆英砂成型模4。锆英砂成型模4安装在硅英砂成型模3内腔中，在锆英砂射芯时对锆英砂进行定位和成型，使锆英砂准确分布在铝热焊底板内腔等核心位置，有效控制锆英砂的用量。
本实施例为双骨料高耐火度铝热焊底板成型模具。锆英砂成型模4和硅英砂成型模3为复合结构，首先在第一型腔5内成型铝热焊底板核心结构，在锆英砂射芯成型后取出锆英砂成型模4，再进行硅英砂射芯成型，在第二型腔内成型围绕铝热焊底板中部一圈的硅英砂部分，最终完成双骨料铝热焊底板的成型。本方案采用锆英砂加硅英砂的双骨料高耐火度铝热焊底板，克服了普通单骨料(硅英砂)底板在铝热焊浇注过程中的诸多缺点，可以保证在同样的预热参数及其他铝热焊工艺参数不变的条件下，提高底板表面的耐火度，降低底板表面材料与铝热钢水发生高温交互反应的程度，提高铝热焊接头轨底处的焊接质量，增强其机械力学性能，避免因轨底不良导致焊接失败，从而提高铝热焊的成功率。
本实施例为双骨料高耐火度铝热焊底板成型模具的有益效果在于：可以高效、顺利的成型双骨料高耐火度铝热焊底板，节省贵重耐火材料锆英砂的用量，解决了双骨料底板不易成型的生产难题，提高了生产效率和成型效果，拓展了双骨料高耐火度铝热焊底板市场空间。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种双骨料高耐火度铝热焊底板成型模具，其特征在于：其包括下模底座、设置在所述下模底座上的下模型芯、硅英砂成型模以及锆英砂成型模，所述硅英砂成型模包括形成四周封闭围挡的挡板、以及由所述挡板围绕形成的第一腔体，所述下模型芯和所述锆英砂成型模设置在所述第一腔体内，且所述锆英砂成型模位于所述下模型芯的上方，所述锆英砂成型模内部形成有呈四周围挡结构的第二腔体，所述下模型芯内腔与所述第二腔体形成了成型底板上表面和底板中部结构的第一型腔，所述锆英砂成型模在所述第一腔体中所占的空间形成了第二型腔；所述锆英砂成型模和所述硅英砂成型模为复合结构，在锆英砂成型后取出所述锆英砂成型模，再进行硅英砂成型，最终完成双骨料铝热焊底板的成型。
2.如权利要求1所述的双骨料高耐火度铝热焊底板成型模具，其特征在于：所述下模底座上开设有多个排气孔。
3.如权利要求2所述的双骨料高耐火度铝热焊底板成型模具，其特征在于：所述排气孔内设置有过滤塞。
4.如权利要求1所述的双骨料高耐火度铝热焊底板成型模具，其特征在于：所述下模底座上设置有圆锥定位销，所述硅英砂成型模上设置有与所述圆锥定位销配合的圆锥定位孔。
5.如权利要求1所述的双骨料高耐火度铝热焊底板成型模具，其特征在于：所述硅英砂成型模的两侧所述挡板上设置有U型提手。
6.如权利要求1所述的双骨料高耐火度铝热焊底板成型模具，其特征在于：所述锆英砂成型模的两端延伸有一架设在所述硅英砂成型模中所述挡板上的支撑板。
7.如权利要求6所述的双骨料高耐火度铝热焊底板成型模具，其特征在于：所述支撑板的端部伸出所述挡板一侧。
8.如权利要求1所述的双骨料高耐火度铝热焊底板成型模具，其特征在于：所述下模底座底部为镂空设计。
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