CN111957895A - 一种水冷铸造模管装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于圆钢铸造技术领域，具体涉及一种水冷铸造模管装置。本发明的水冷铸造模管装置包括模架、水冷铜盘、石墨底垫、模管、卡板及保温棉套，所述模架为多个钢条拼接而成的立体矩形框架，模架中部设置有横档固定；所述水冷铜盘位于模架底部，与循环水相连；所述石墨底垫水平铺于模架底部，紧贴水冷铜盘上表面；所述的模管由多段不同材质的圆管拼接而成，竖直放置在石墨底垫上；所述卡板上设置有多个均匀排列的等直径卡板孔，放置于模架中部横档处；所述保温棉套设置在组装好的模管的上部外围。本发明能显著降低母合金铸造一次及二次缩孔，降低合金中外来夹杂物，提高组模工装效率，从而降低生产成本，有效提高成品率。

Description

一种水冷铸造模管装置
技术领域
本发明属于圆钢铸造技术领域，具体涉及一种水冷铸造模管装置。
背景技术
随着航空发动机与燃气轮机技术的快速发展，对发动机用高温合金材料的需求日益增加。与此同时，对高温合金整体铸件的要求也越来越严格。铸造高温合金由于含有高达十余种合金元素，各元素熔点与活性不一，且对杂质元素含量要求严格，所以高温合金铸件多采用双真空熔铸工艺，即将原材料先在真空感应炉内熔炼并铸成预制母合金锭，再在真空感应炉内重熔并浇注成铸件。
传统普通钢模铸造工艺生产的高温合金母合金锭存在较为严重的中心缩松缩孔。另外，钢模顶部的冒口还会导致二次夹杂等问题，这些均严重影响工业冶炼母合金的质量和成品率。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供了一种水冷铸造模管装置。本发明的水冷铸造模管装置，将传统的A3（Q235）钢模管分段，选用不同导热性能的材料，组合成为全新的多段式模管，省去保温冒口，模管底部添加水冷铜盘，该装置可以减少模管内金属液的侧向散热，提高金属液的底部散热和补缩能力，减少一次及二次缩孔的出现，同时提高合金收得率、减少保温冒口带来的二次夹杂，提升金属液的洁净度。
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：一种水冷铸造模管装置，包括模架，所述模架为多个钢条拼接而成的立体框架，模架中部采用横档固定；
水冷铜盘，所述水冷铜盘位于模架底部，与循环水相连；
石墨底垫，所述石墨底垫水平铺于模架底部，紧贴水冷铜盘上表面；
模管，所述的模管由多段不同材质的圆管拼接而成，竖直放置在石墨底垫上；
卡板，所述卡板上设置有多个均匀排列的等直径卡板孔，放置于模架中部横档处；
及保温棉套，所述保温棉套设置在组装好的模管的上部外围。
所述水冷铜盘的厚度为30-50mm，其内部设有多排循环水管道，一侧为进水口，一侧为出水口，各管道间隔不小于23mm，所述循环水管道的孔径为20-35mm。
所述模管的壁厚为10-15mm，单根模管由两段不同材质的下部模管和上部模管拼接而成。
所述下部模管和上部模管采用套筒方式连接，所述下部模管的高度占整根模管高度的60%-80%，上部模管的高度占整根模管高度的20%-40%。
所述石墨底垫为矩形薄片状，厚度为15-25mm，所述石墨底垫上有多排均匀分布的圆形凸起，所述圆形凸起的直径与模管的内径相等。
所述卡板呈矩形，水平固定在模架中部横档处，卡板通过卡板孔将各个模管固定。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
（1）本发明的模管装置的单根模管上下部选用不同导热性能的材质，能够减少上部钢液的侧向散热，增加上部钢液的流动性从而保证上部钢液的补缩能力；模管连接处设置简单的内外套筒连接，安装拆卸方便，且模管的加工简单，节约加工成本。
（2）本发明的模管装置设置水冷铜盘，能够显著增加模管的底部散热，使金属液能够实现定向散热，增强补缩能力。
（3）本发明的模管装置设置整块石墨底垫，能够缓冲高温钢液与水冷铜盘接触，减少每根模管都需要单独加底垫的步骤，提高工装效率；另外石墨底垫上表面设置圆形凸起，能够保证金属液不易从底部渗漏，还可以精确定位各个模管位置。
（4）本发明的模管装置设置整块卡板，能够快速固定各个模管，而且模管在高温金属液作用下的变形会受到卡板的抑制，从而保护模管，延长模管的使用寿命；另外卡板上设置多排与模管等直径的卡板孔，可适应多种模管数量组合方式，根据产量需求，只需调整模管数量，卡板不需变更，提高卡板的通用性。
（5）本发明的模管装置采用保温棉套替换传统的保温冒口，可以较少金属液冲刷冒口带入的二次夹杂，提高钢液内在纯净度及内在质量，同时较少冒口成本及安装时间，提高组模工装效率。
附图说明
图1是本发明水冷铸造模管装置的结构示意图。
图2是图1所述装置中水冷铜板的主视图。
图3是图1所述装置中水冷铜板的俯视图。
图4是图1所述装置中卡板的结构示意图。
图5是图1所述装置中组合模管的结构示意图。
图6是图1所述装置中石墨底垫的结构示意图。
附图标记说明：1-模架；2-水冷铜盘；3-石墨底垫；4-模管；5-卡板；6-保温棉套；21-循环水管道；31-圆形凸起；41-下部模管；42-上部模管；51-卡板孔。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述。
实施例1
一种水冷铸造模管装置，包括模架1、水冷铜盘2、石墨底垫3、模管4、卡板5及保温棉套6，所述模架1为12根横截面为L型的钢条拼接而成的立体矩形框架，模架1中部采用四条横档固定，横档拐角处设置四个三角形平台；
所述水冷铜盘2位于模架2底部，与循环水相连；
所述石墨底垫3水平铺于模架1底部，紧贴水冷铜盘2上表面；
所述的模管4由两段不同材质的下部模管41和上部模管42拼接而成，竖直放置在石墨底垫3上，模管4的壁厚为10mm；
所述卡板5上设置有多个均匀排列的等直径卡板孔51，放置于模架1中部横档处，由横档拐角处的三角形平台托住；
所述保温棉套6设置在组装好的模管4的上部外围。
所述水冷铜盘2的厚度为30mm，其内部设有多排循环水管道21，一侧为进水口，一侧为出水口，各管道间隔为25mm，所述循环水管道21的孔径为20mm。
所述下部模管41和上部模管42采用套筒方式连接，下部模管41的上端部分内径增加5mm，外径不变，壁厚减少5mm，上部模管42的下端部分外径减少5mm，内径不变，壁厚减少5mm，所述下部模管41采用普通45号钢模，高度占整根模管高度的65%，上部模管42采用普通氧化铝模管，高度占整根模管高度的35%。
所述石墨底垫3为矩形薄片状，厚度为8mm，所述石墨底垫3上有多排均匀分布的圆形凸起31，所述圆形凸起31的直径与模管4的内径相等。
所述卡板5呈矩形，水平固定在模架1中部横档处，卡板5通过卡板孔51将各个模管4固定。
实施例2
一种水冷铸造模管装置，包括模架1、水冷铜盘2、石墨底垫3、模管4、卡板5及保温棉套6，所述模架1为12根横截面为L型的钢条拼接而成的立体矩形框架，模架1中部采用四条横档固定，横档拐角处设置四个三角形平台；
所述水冷铜盘2位于模架2底部，与循环水相连；
所述石墨底垫3水平铺于模架1底部，紧贴水冷铜盘2上表面；
所述的模管4由两段不同材质的下部模管41和上部模管42拼接而成，竖直放置在石墨底垫3上，模管4的壁厚为12mm；
所述卡板5上设置有多个均匀排列的等直径卡板孔51，放置于模架1中部横档处，由横档拐角处的三角形平台托住；
所述保温棉套6设置在组装好的模管4的上部外围。
所述水冷铜盘2的厚度为40mm，其内部设有多排循环水管道21，一侧为进水口，一侧为出水口，各管道间隔为25mm，所述循环水管道21的孔径为30mm。
所述下部模管41和上部模管42采用套筒方式连接，下部模管41的上端部分内径增加5mm，外径不变，壁厚减少5mm，上部模管42的下端部分外径减少5mm，内径不变，壁厚减少5mm，所述下部模管41采用普通45号钢模，高度占整根模管高度的70%，上部模管42采用普通氧化铝模管，高度占整根模管高度的30%。
所述石墨底垫3为矩形薄片状，厚度为8mm，所述石墨底垫3上有多排均匀分布的圆形凸起31，所述圆形凸起31的直径与模管4的内径相等。
所述卡板5呈矩形，水平固定在模架1中部横档处，卡板5通过卡板孔51将各个模管4固定。
本发明的水冷铸造模管装置，可以适应变化的模管数量，显著增加模管的底部散热，减少侧向散热，明显降低合金锭的一次缩孔和二次缩孔，去掉冒口减少二次夹杂，提高合金的内在质量及成品率。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种水冷铸造模管装置，其特征在于，包括模架（1），所述模架（1）为多个钢条拼接而成的立体框架，模架（1）中部采用横档固定；
水冷铜盘（2），所述水冷铜盘（2）位于模架（2）底部，与循环水相连；
石墨底垫（3），所述石墨底垫（3）水平铺于模架（1）底部，紧贴水冷铜盘（2）上表面；
模管（4），所述的模管（4）由多段不同材质的圆管拼接而成，竖直放置在石墨底垫（3）上；
卡板（5），所述卡板（5）上设置有多个均匀排列的等直径卡板孔（51），放置于模架（1）中部横档处；
及保温棉套（6），所述保温棉套（6）设置在组装好的模管（4）的上部外围。
2.根据权利要求1所述的水冷铸造模管装置，其特征在于，所述水冷铜盘（2）的厚度为30-50mm，其内部设有多排循环水管道（21），一侧为进水口，一侧为出水口，各管道间隔不小于23mm，所述循环水管道（21）的孔径为20-35mm。
3.根据权利要求1所述的水冷铸造模管装置，其特征在于，所述模管（4）的壁厚为10-15mm，单根模管（4）由两段不同材质的下部模管（41）和上部模管（42）拼接而成。
4.根据权利要求3所述的水冷铸造模管装置，其特征在于，所述下部模管（41）和上部模管（42）采用套筒方式连接，所述下部模管（41）的高度占整根模管高度的60%-80%，上部模管（42）的高度占整根模管高度的20%-40%。
5.根据权利要求1所述的水冷铸造模管装置，其特征在于，所述石墨底垫（3）为矩形薄片状，厚度为15-25mm，所述石墨底垫（3）上有多排均匀分布的圆形凸起（31），所述圆形凸起（31）的直径与模管（4）的内径相等。
6.根据权利要求1所述的水冷铸造模管装置，其特征在于，所述卡板（5）呈矩形，水平固定在模架（1）中部横档处，卡板（5）通过卡板孔（51）将各个模管（4）固定。
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