CN109108216A - 用于铅液浇铸的焊接铅模及制造工艺和浇铸工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种铅液浇铸的焊接铅模，包括呈倒梯形结构的模具本体，所述模具本体包括底板和侧板，所述侧板焊接在所述底板上，所述侧板上靠近顶部的位置设有上环板，所述上环板焊接在所述侧板上；所述侧板上还设有吊具耳板，所述吊具耳板的侧面焊接在所述侧板上，顶面焊接在所述上环板上；所述侧板的表面上还焊接有加强筋板。本发明还提供一种焊接铅模的制造工艺和浇铸工艺。本发明解决了铅模的生产过程中不易脱模、粘包，且易出现开裂和龟裂的现象，使用寿命低，不易修复等问题，从而实现了高效、节能、环保、低成本的生产制造的目的。

Description

用于铅液浇铸的焊接铅模及制造工艺和浇铸工艺
技术领域
本发明涉及冶金领域，特别是涉及一种用于铅液浇铸的焊接铅模及制造工艺和浇铸工艺。
背景技术
随着铅金属资源的大量开发与应用，在铅冶炼生产过程中，需对铅液进行铸锭成型的模具，铅液通过溜槽流入铅模中，经过空冷以及水喷淋冷却后，凝固形成铅块，便于冶金生产。在实际冶炼生产运行过程中使用铸造铅模，铅液在铅模中凝固后，会粘附在铅模的内壁上，不易脱模；且粘附在铅模内壁的铅渣不易清除，铅模表面易出现侵蚀，形成坑坑洼洼。由于铸造工艺的局限性，铸造铅模在铸造过程中，金属液体流动性差，冷却速度不均匀等，易造成疏松、缩孔、粘砂、冷隔等铸造缺陷，导致在长期高频率反复使用过程中，易出现开裂、炸裂或龟裂等现象，导致无法修复而报废，从而造成铅模的使用寿命极具低下，生产效率低，大大增加了成本。同时铸造铅模的制造过程严重污染环境，不符合国家节能绿色环保的发展理念和政策。
发明内容
本发明要解决的第一个技术问题是提供一种用于铅液浇铸的焊接铅模，以克服现有技术的上述缺陷。
为实现上述目的，本发明提供一种液浇铸的焊接铅模，包括呈倒梯形结构的模具本体，所述模具本体包括底板和侧板，所述侧板焊接在所述底板上，所述侧板上靠近顶部的位置设有上环板，所述上环板焊接在所述侧板上；所述侧板上还设有吊具耳板，所述吊具耳板的侧面焊接在所述侧板上，顶面焊接在所述上环板上；所述侧板的表面上还焊接有加强筋板。
优选地，所述侧板上还设有下环板，所述吊具耳板的底面焊接在所述下环板上。
优选地，所述侧板和底板的内壁表面附有涂层材料。
优选地，所述侧板与底板之间的夹角为α，且100°≤α≤120°。
本发明要解决的第二个技术问题是提供一种焊接铅模的制造工艺，包括如下步骤：
S1、将侧板通过焊接填充材料焊接在所述底板上；
S2、通过焊接填充材料将上环板焊接在所述侧板上；
S3、通过焊接填充材料将下环板焊接在所述侧板上；
S4、在所述侧板上焊接加强筋板和吊具耳板。
优选地，所述焊接填充材料含质量百分比计的下述组分：C：0.11％，Si：0.34％，Mn：1.4％，Cu：0.03％，P：0.016％，S：0.015％，Ni：0.02％，Ti：0.02％，Nb：0.06％，Co：0.01％，其余为Fe。
优选地，所述模具本体中的板材含质量百分比计的下述组分：C：0.17％，Si：0.35％，Mn：1.1％，Cr：0.05％，Ni：0.04％，Cu：0.09％，Mo：0.02％，V：0.06％，P：0.013％，S：0.0097％，其余为Fe。
本发明要解决的第三个技术问题是提供一种焊接铅模的浇铸工艺，包括如下步骤：
S1、在水中添加涂层材料，调制搅拌均匀，形成稠密涂层溶液，其中涂层材料占溶液总量的30～50％；
S2、浇铸铅液前，将涂层材料涂置于模具本体的内表面中，形成隔离层；
S3、向焊接铅模内加入铅液，并静置120-240s；
S4、向铅液与焊接铅模上喷淋，从而快速冷却铅模，直至铅模外侧温度低于50℃时，将铅液形成的铅模块取出。
优选地，在步骤S2浇铸铅液前，判断是否初次使用焊接铅模，如初次使用，先进行热处理工艺，即在550℃-650℃的环境下保温3-4h，最后进行空冷。
优选地，所述涂层材料含质量百分比计的下述组分：CaCO3：14％-18％、SiO2：8％-12％、Al2O3：6％-10％、K2O：1％-3％、其余为Fe2O3。
如上所述，本发明涉及的用于铅液浇铸的焊接铅模及制造工艺和浇铸工艺，具有以下有益效果：
1.本发明的焊接铅模设计合理、结构简单、整体结构强度高，保证了较强的安全可靠性、制作成本低、使用寿命长，可修复性高等优点。
2.本发明采用专用的铅模板材和铅包专用特制焊接材料，保证了焊接生产过程中，焊缝晶粒细密以及残余应力小，焊接接头强度高，塑性变形能力强，减低了劳动强度和劳动技能，便于推广与应用。
3.本发明采用的表面涂层材料，有利于在各个部位的粘附作用，适用性强；在高温条件下，涂层材料不会脱落，提高了其与铅模的粘附能力，具有抗渗透性、抗穿孔性、热稳定性、耐酸碱腐蚀性等特点，提高了工作效率、减低投资成本和提高经济效益，保证了铅液浇铸过程中不出现粘包、裂纹、侵蚀等现象,便于广泛应用与推广。
附图说明
图1为本发明焊接铅模的俯视图。
图2为本发明焊接铅模的立体结构示意图。
图3为本发明焊接铅模的剖视图。
元件标号说明
1 侧板
2 上环板
3 底板
4 吊具耳板
5 加强筋板
6 下环板
7 涂层材料
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1至图3所示，本发明提供一种用于铅液浇铸的焊接铅模，包括呈倒梯形结构的模具本体，采用倒梯形结构便于铅液成型后快速脱模。所述模具本体包括底板3和侧板1，所述侧板1设有四块，分别焊接在所述底板3上，相邻的所述侧板1通过焊接填充材料焊接，所述侧板1上靠近顶部的位置设有上环板2，所述上环板2焊接在所述侧板1上；所述侧板1上还设有吊具耳板4，所述吊具耳板4的侧面焊接在所述侧板1上，顶面焊接在所述上环板2上，上环板2可以分担吊具耳板4的受力，提升吊具耳板4的强度和刚度，吊具耳板4下方处设有圆弧槽，吊具可以放入圆弧槽内吊起焊接铅模，限制吊具脱落，在吊运过程中安全可靠；所述侧板1的表面上还焊接有加强筋板5，加强筋板5设有多根，在所述侧板1的表面从上至下布置，从而加强整体铅模的强度。
优选地，所述侧板1上还设有下环板6，所述下环板6一体成型制成，所述吊具耳板4的底面焊接在所述下环板6上，所述下环板6焊接在所述侧板1上，从而避免侧板1及其焊缝出现开裂和龟裂的现象。优选地，所述侧板1和底板2的内壁表面附有涂层材料7，在使用时可以有效隔离铅液和铅模，避免相互沾染。优选地，所述侧板1与底板3之间的夹角为α，且100°≤α≤120°，在该角度下更有利于快速脱模，侧板1厚度为60-80mm，底板厚度为80-100mm。
以下提供一种焊接铅模的制造工艺，包括如下步骤：
S1、将侧板1通过焊接填充材料焊接在所述底板3上。
S2、通过焊接填充材料将上环板2焊接在所述侧板1上；在本步骤中可以先将上环板2从模具本体的下方套在侧板1上，然后将上环板2移至焊接位置进行焊接；也可以将多根连接板焊接在所述侧板1上再进行缝焊形成上环板2。
S3、通过焊接填充材料将下环板6焊接在所述侧板1上；在本步骤中可以先将下环板6从模具本体的下方套在侧板1上，然后将下环板6移至焊接位置进行焊接；也可以将多根连接板焊接在所述侧板1上再进行缝焊形成下环板6。
S4、在所述侧板1上焊接加强筋板5和吊具耳板4，焊接吊具耳板4时需将吊具耳板4的顶面、侧面和底面分别焊接在上环板2、侧板1和下环板6上，依次焊接每个吊具耳板4。
优选地，所述焊接填充材料采用专用特制CO2气体保护焊实芯焊丝，含质量百分比计的下述组分：C：0.11％，Si：0.34％，Mn：1.4％，Cu：0.03％，P：0.016％，S：0.015％，Ni：0.02％，Ti：0.02％，Nb：0.06％，Co：0.01％，其余为Fe。C：是奥氏体形成元素，可有效提高焊缝金属的强度。当其含量0.08-0.12％时，适用于极冷即热环境下的焊缝金属。Si：主要用于焊缝金属的脱氧，并通过固溶强化来提高焊缝金属强度。当其含量低于0.1％时，效果不明显；当其含量超过1.0％时，会促进侧板条类组织生成，从而降低低温韧性；Mn：是奥氏体形成元素，同时也会增加Ni在铁素体基体中的固溶度，从而会增加焊接过程中气孔的发生几率,同时，Mn也会起到部分的脱氧作用；Ni：是形成奥氏体最重要的元素。钢中通常都会添加一定量的Ni来提高韧性。一方面，添加Ni也会降低N带来的焊缝金属的气孔问题；另一方面，由于Mn等元素的加入，会使得焊缝金属在从高温凝固和冷却过程中容易由于sigma相析出引起热裂纹，Ni的加入会改变凝固模式，从降低热裂纹倾向；在金属中添加Ti和Nb可以有效地提高金属的高温性能；故本发明通过上述组分的焊接填充材料，使焊缝金属适用于极冷极热环境，不会出现开裂龟裂等情况。
优选地，所述模具本体中的板材，即侧板、底板、加强筋板、吊具耳板、上环板和下环板含质量百分比计的下述组分：C：0.17％，Si：0.35％，Mn：1.1％，Cr：0.05％，Ni：0.04％，Cu：0.09％，Mo：0.02％，V：0.06％，P：0.013％，S：0.0097％，其余为Fe，上述组分使得铅液和铅模的互溶性不强。
以下提供一种用于铅液浇铸的焊接铅模的浇铸工艺，包括如下步骤：
S1、在水中添加涂层材料7，调制搅拌均匀，形成稠密涂层溶液，其中涂层材料7占溶液总量的30～50％；
S2、浇铸铅液前，将涂层材料7涂置于模具本体的内表面中，形成隔离层；
S3、将铅模放置于溜槽处，向焊接铅模内加入铅液，并静置120-240s；
S4、向铅液与焊接铅模上喷淋，从而快速冷却铅模，直至铅模外侧温度低于50℃时，将铅液形成的铅模块取出。
优选地，在步骤S2浇铸铅液前，判断是否初次使用焊接铅模，如初次使用，先进行热处理工艺，即在550℃-650℃的环境下保温3-4h，最后进行空冷。
优选地，所述涂层材料7含质量百分比计的下述组分：CaCO3：14％-18％、SiO2：8％-12％、Al2O3：6％-10％、K2O：1％-3％、其余为Fe2O3。
综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种用于铅液浇铸的焊接铅模，其特征在于，包括呈倒梯形结构的模具本体，所述模具本体包括底板(3)和侧板(1)，所述侧板(1)焊接在所述底板(3)上，所述侧板(1)上靠近顶部的位置设有上环板(2)，所述上环板(2)焊接在所述侧板(1)上；所述侧板(1)上还设有吊具耳板(4)，所述吊具耳板(4)的侧面焊接在所述侧板(1)上，顶面焊接在所述上环板(2)上；所述侧板(1)的表面上还焊接有加强筋板(5)。
2.根据权利要求1所述的用于铅液浇铸的焊接铅模，其特征在于：所述侧板(1)上还设有下环板()，所述吊具耳板(4)的底面焊接在所述下环板(6)上。
3.根据权利要求1所述的用于铅液浇铸的焊接铅模，其特征在于：所述侧板(1)和底板(2)的内壁表面附有涂层材料(7)。
4.根据权利要求1所述的用于铅液浇铸的焊接铅模，其特征在于：所述侧板(1)与底板(3)之间的夹角为α，且100°≤α≤120°。
5.一种权利要求1至4中任一项所述的用于铅液浇铸的焊接铅模的制造工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将侧板(1)通过焊接填充材料焊接在所述底板(3)上；
S2、通过焊接填充材料将上环板焊接在所述侧板(1)上；
S3、通过焊接填充材料将下环板焊接在所述侧板(1)上；
S4、在所述侧板(1)上焊接加强筋板(5)和吊具耳板(4)。
6.根据权利要求5所述的用于铅液浇铸的焊接铅模的制造工艺，其特征在于：所述焊接填充材料含质量百分比计的下述组分：C：0.11％，Si：0.34％，Mn：1.4％，Cu：0.03％，P：0.016％，S：0.015％，Ni：0.02％，Ti：0.02％，Nb：0.06％，Co：0.01％，其余为Fe。
7.根据权利要求5所述的用于铅液浇铸的焊接铅模的制造工艺，其特征在于：所述模具本体中的板材含质量百分比计的下述组分：C：0.17％，Si：0.35％，Mn：1.1％，Cr：0.05％，Ni：0.04％，Cu：0.09％，Mo：0.02％，V：0.06％，P：0.013％，S：0.0097％，其余为Fe。
8.一种权利要求1至4中任一项所述的用于铅液浇铸的焊接铅模的浇铸工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、在水中添加涂层材料(7)，调制搅拌均匀，形成稠密涂层溶液，其中涂层材料(7)占溶液总量的30～50％；
S2、浇铸铅液前，将涂层材料(7)涂置于模具本体的内表面中，形成隔离层；
S3、向焊接铅模内加入铅液，并静置120-240s；
S4、向铅液与焊接铅模上喷淋，从而快速冷却铅模，直至铅模外侧温度低于50℃时，将铅液形成的铅模块取出。
9.根据权利要求8所述的用于铅液浇铸的焊接铅模的制造工艺，其特征在于：在步骤S2浇铸铅液前，判断是否初次使用焊接铅模，如初次使用，先进行热处理工艺，即在550℃-650℃的环境下保温3-4h，最后进行空冷。
10.根据权利要求8所述的用于铅液浇铸的焊接铅模的制造工艺，其特征在于：所述涂层材料(7)含质量百分比计的下述组分：CaCO3：14％-18％、SiO2：8％-12％、Al2O3：6％-10％、K2O：1％-3％、其余为Fe2O3。
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