CN112122551A - 一种轴类件铸造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轴类件铸造方法，属于金属铸造领域，它首先通过注液管让液态金属由下至上、由内向外的缓慢完成浇注，使晶粒的凝固向着一定的方向进行，提高轴类件的强度，通过在铸造模具中放置圆盘形的冷却控制件让液态金属实现局部快速冷却，提高晶粒生长的方向性，进而提高铸件性能，液态金属从注液管中流出时先与内环接触，进而将内环熔化，经冷藏降温的惰性气体使最内部的液态金属先结晶，随着液态金属向外的流淌，外环逐个被熔化，实现单层平面上晶粒由内向外方向的生长，随着浇注的进行，下层生长的结晶不断被上层新的结晶所覆盖，实现晶粒由下至上方向的生长，这样整个铸件晶粒生长的方向性被提高，进而有效提高了轴类铸造件的强度。

Description

一种轴类件铸造方法
技术领域
本发明涉及金属铸造领域，更具体地说，涉及一种轴类件铸造方法。
背景技术
铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺，铸造是将液体金属浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中，待其冷却凝固后，以获得零件或毛坯的方法。被铸物质多为原为固态但加热至液态的金属(例：铜、铁、铝、锡、铅等)，而铸模的材料可以是砂、金属甚至陶瓷。因应不同要求，使用的方法也会有所不同。从历史悠久的铸造技术发展到今天的现代铸造技术或液态凝固成形技术这不仅与金属与合金的结晶与凝固理论研究的深入和发展、各种凝固技术的不断的出现和提高、计算机技术的应用等有关，而且还与化学工业、机械制造业、制造方法和技术的发展密切相关。
轴是穿在轴承中间或车轮中间或齿轮中间的圆柱形物件，但也有少部分是方型的。轴是支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。轴一般采用铸造的方法制成，轴工作时既承受弯矩又承受扭矩，因此轴的铸造工艺决定了轴的强度。
结晶与凝固是铸件形成过程的核心，它决定着铸件的组织和缺陷的形成，也决定了铸件的性能和质量。目前轴类件在铸造的过程中，液态金属都是一次性浇注完，然后让其在铸造模具中慢慢冷却凝固，凝固的顺序由外向内，这样会形成普通的树枝晶网络骨架，但不会提高轴类件的强度。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种轴类件铸造方法，它首先通过注液管让液态金属由下至上、由内向外的缓慢完成浇注，从而使晶粒的凝固向着一定的方向进行，提高轴类件的强度，通过在铸造模具中放置圆盘形的冷却控制件让液态金属实现局部快速冷却，提高晶粒生长的方向性，进而提高铸件性能，液态金属从注液管中流出时先与内环接触，进而将内环熔化，经冷藏降温的惰性气体使最内部的液态金属先结晶，随着液态金属向外的流淌，外环逐个被熔化，从而实现单层平面上晶粒由内向外方向的生长，随着浇注的进行，下层生长的结晶不断被上层新的结晶所覆盖，从而实现晶粒由下至上方向的生长，这样整个铸件晶粒生长的方向性被提高，进而有效提高了轴类铸造件的强度。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种轴类件铸造方法，包括铸造模具本体和注液管，所述铸造模具本体中放置有多个冷却控制件，上下相邻两个所述冷却控制件之间固定连接有下料管，且下料管贯穿冷却控制件，所述铸造模具本体的上方设置有注液管；
包括以下步骤：
S1，预先把冷却控制件和下料管组成的整体放入冷藏室中冷藏，其次再把固态金属原料熔炼成液态金属；
S2，对铸造模具本体的模腔进行预热，然后将冷却控制件和下料管组成的整体从冷藏室中取出并放入铸造模具本体中；
S3，把注液管插进下料管中并插到最底部，将液态金属通过注液管缓慢浇注到下料管中，而且边浇注边向上缓慢移动注液管；
S4，冷却铸造模具本体让液态金属凝固，最后脱模处理铸造件。它首先通过注液管让液态金属由下至上、由内向外的缓慢完成浇注，从而使晶粒的凝固向着一定的方向进行，提高轴类件的强度，通过在铸造模具中放置圆盘形的冷却控制件让液态金属实现局部快速冷却，提高晶粒生长的方向性，进而提高铸件性能，液态金属从注液管中流出时先与内环接触，进而将内环熔化，经冷藏降温的惰性气体使最内部的液态金属先结晶，随着液态金属向外的流淌，外环逐个被熔化，从而实现单层平面上晶粒由内向外方向的生长，随着浇注的进行，下层生长的结晶不断被上层新的结晶所覆盖，从而实现晶粒由下至上方向的生长，这样整个铸件晶粒生长的方向性被提高，进而有效提高了轴类铸造件的强度。
进一步的，所述冷却控制件包括内环和多个外环，多个所述外环均位于内环的外部，且由内向外分布的外环的直径依次递增，所述内环的外侧壁连通有多个环绕设置的连通管，且连通管贯穿外环并与其连通，液态金属从注液管中流出时先与内环接触，进而将内环熔化，经冷藏降温的惰性气体使最内部的液态金属先结晶，随着液态金属向外的流淌，外环逐个被熔化，从而实现单层平面上晶粒由内向外方向的生长。
进一步的，所述内环和外环的内部均填充有惰性气体，且惰性气体的填充量为100％，惰性气体经冷藏降温后可实现液态金属的快速凝固，而且惰性气体吸收热量后可逸出，不会与金属反应。
进一步的，每个所述外环的内壁均固定连接有多个填料球，所述填料球由陶瓷球和金属纤维组成，陶瓷球和金属纤维被加入到金属中，可提高轴类件的强度。
进一步的，所述陶瓷球为相互连通的多孔结构，所述金属纤维填充于孔中，二者相互交错混合，可大大提高轴类件的强度。
进一步的，所述连通管的内壁固定连接有多个冷气释放球，所述冷气释放球的内部填充有惰性气体，冷气释放球被金属熔化后可瞬间释放大量的惰性气体，因此冷气释放球加快了局部晶粒的生长速度。
进一步的，所述内环、外环、连通管、冷气释放球和下料管均采用蜡质材料，蜡被熔化后可汽化变成气体逸出，从而不会与金属反应。
进一步的，所述铸造模具本体的下端开设有开口，且开口上螺纹连接有，当轴类件脱模时先把拧下来，用一根细轴把轴类件从铸造模具本体中捅出，以协助脱模。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案首先通过注液管让液态金属由下至上、由内向外的缓慢完成浇注，从而使晶粒的凝固向着一定的方向进行，提高轴类件的强度，通过在铸造模具中放置圆盘形的冷却控制件让液态金属实现局部快速冷却，提高晶粒生长的方向性，进而提高铸件性能，液态金属从注液管中流出时先与内环接触，进而将内环熔化，经冷藏降温的惰性气体使最内部的液态金属先结晶，随着液态金属向外的流淌，外环逐个被熔化，从而实现单层平面上晶粒由内向外方向的生长，随着浇注的进行，下层生长的结晶不断被上层新的结晶所覆盖，从而实现晶粒由下至上方向的生长，这样整个铸件晶粒生长的方向性被提高，进而有效提高了轴类铸造件的强度。
(2)冷却控制件包括内环和多个外环，多个外环均位于内环的外部，且由内向外分布的外环的直径依次递增，内环的外侧壁连通有多个环绕设置的连通管，且连通管贯穿外环并与其连通，液态金属从注液管中流出时先与内环接触，进而将内环熔化，经冷藏降温的惰性气体使最内部的液态金属先结晶，随着液态金属向外的流淌，外环逐个被熔化，从而实现单层平面上晶粒由内向外方向的生长。
(3)内环和外环的内部均填充有惰性气体，且惰性气体的填充量为100％，惰性气体经冷藏降温后可实现液态金属的快速凝固，而且惰性气体吸收热量后可逸出，不会与金属反应。
(4)每个外环的内壁均固定连接有多个填料球，填料球由陶瓷球和金属纤维组成，陶瓷球和金属纤维被加入到金属中，可提高轴类件的强度。
(5)陶瓷球为相互连通的多孔结构，金属纤维填充于孔中，二者相互交错混合，可大大提高轴类件的强度。
(6)连通管的内壁固定连接有多个冷气释放球，冷气释放球的内部填充有惰性气体，冷气释放球被金属熔化后可瞬间释放大量的惰性气体，因此冷气释放球加快了局部晶粒的生长速度。
(7)内环、外环、连通管、冷气释放球和下料管均采用蜡质材料，蜡被熔化后可汽化变成气体逸出，从而不会与金属反应。
(8)铸造模具本体的下端开设有开口，且开口上螺纹连接有堵头，当轴类件脱模时先把堵头拧下来，用一根细轴把轴类件从铸造模具本体中捅出，以协助脱模。
附图说明
图1为本发明的操作流程图；
图2为本发明的主视结构示意图；
图3为本发明的冷却控制件俯视剖面结构示意图；
图4为本发明的填料球的组成结构示意图；
图5为本发明的冷却控制件俯视结构示意图；
图6为本发明的冷气释放球主视结构示意图。
图中附图标记说明：
1铸造模具本体、2冷却控制件、201内环、202外环、203连通管、204填料球、2041陶瓷球、2042金属纤维、205冷气释放球、3下料管、4注液管、5堵头。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1-6，一种轴类件铸造方法，包括铸造模具本体1和注液管4，请参阅图2，铸造模具本体1中放置有多个冷却控制件2，上下相邻两个冷却控制件2之间固定连接有下料管3，且下料管3贯穿冷却控制件2，铸造模具本体1的上方设置有注液管4；
请参阅图1，包括以下步骤：
S1，预先把冷却控制件2和下料管3组成的整体放入冷藏室中冷藏，其次再把固态金属原料熔炼成液态金属；
S2，对铸造模具本体1的模腔进行预热，然后将冷却控制件2和下料管3组成的整体从冷藏室中取出并放入铸造模具本体1中；
S3，把注液管4插进下料管3中并插到最底部，将液态金属通过注液管4缓慢浇注到下料管3中，而且边浇注边向上缓慢移动注液管4；
S4，冷却铸造模具本体1让液态金属凝固，最后脱模处理铸造件。
请参阅图3-4，冷却控制件2包括内环201和多个外环202，内环201和外环202的内部均填充有惰性气体，且惰性气体的填充量为100％，惰性气体经冷藏降温后可实现液态金属的快速凝固，而且惰性气体吸收热量后可逸出，不会与金属反应，多个外环202均位于内环201的外部，且由内向外分布的外环202的直径依次递增，每个外环202的内壁均固定连接有多个填料球204，填料球204由陶瓷球2041和金属纤维2042组成，陶瓷球2041为相互连通的多孔结构，金属纤维2042填充于孔中，二者相互交错混合，可大大提高轴类件的强度，陶瓷球2041和金属纤维2042被加入到金属中，可提高轴类件的强度，内环201的外侧壁连通有多个环绕设置的连通管203，连通管203的内壁固定连接有多个冷气释放球205，冷气释放球205的内部填充有惰性气体，冷气释放球205被金属熔化后可瞬间释放大量的惰性气体，因此冷气释放球205加快了局部晶粒的生长速度，且连通管203贯穿外环202并与其连通，液态金属从注液管4中流出时先与内环201接触，进而将内环201熔化，经冷藏降温的惰性气体使最内部的液态金属先结晶，随着液态金属向外的流淌，外环202逐个被熔化，从而实现单层平面上晶粒由内向外方向的生长；
请参阅图4，内环201、外环202、连通管203、冷气释放球205和下料管3均采用蜡质材料，蜡被熔化后可汽化变成气体逸出，从而不会与金属反应，铸造模具本体1的下端开设有开口，且开口上螺纹连接有堵头5，当轴类件脱模时先把堵头5拧下来，用一根细轴把轴类件从铸造模具本体1中捅出，以协助脱模。
它首先通过注液管让液态金属由下至上、由内向外的缓慢完成浇注，从而使晶粒的凝固向着一定的方向进行，提高轴类件的强度，通过在铸造模具中放置圆盘形的冷却控制件让液态金属实现局部快速冷却，提高晶粒生长的方向性，进而提高铸件性能，液态金属从注液管中流出时先与内环接触，进而将内环熔化，经冷藏降温的惰性气体使最内部的液态金属先结晶，随着液态金属向外的流淌，外环逐个被熔化，从而实现单层平面上晶粒由内向外方向的生长，随着浇注的进行，下层生长的结晶不断被上层新的结晶所覆盖，从而实现晶粒由下至上方向的生长，这样整个铸件晶粒生长的方向性被提高，进而有效提高了轴类铸造件的强度。
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改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种轴类件铸造方法，包括铸造模具本体(1)和注液管(4)，其特征在于：所述铸造模具本体(1)中放置有多个冷却控制件(2)，上下相邻两个所述冷却控制件(2)之间固定连接有下料管(3)，且下料管(3)贯穿冷却控制件(2)，所述铸造模具本体(1)的上方设置有注液管(4)；
包括以下步骤：
S1，预先把冷却控制件(2)和下料管(3)组成的整体放入冷藏室中冷藏，其次再把固态金属原料熔炼成液态金属；
S2，对铸造模具本体(1)的模腔进行预热，然后将冷却控制件(2)和下料管(3)组成的整体从冷藏室中取出并放入铸造模具本体(1)中；
S3，把注液管(4)插进下料管(3)中并插到最底部，将液态金属通过注液管(4)缓慢浇注到下料管(3)中，而且边浇注边向上缓慢移动注液管(4)；
S4，冷却铸造模具本体(1)让液态金属凝固，最后脱模处理铸造件。
2.根据权利要求1所述的一种轴类件铸造方法，其特征在于：所述冷却控制件(2)包括内环(201)和多个外环(202)，多个所述外环(202)均位于内环(201)的外部，且由内向外分布的外环(202)的直径依次递增，所述内环(201)的外侧壁连通有多个环绕设置的连通管(203)，且连通管(203)贯穿外环(202)并与其连通。
3.根据权利要求2所述的一种轴类件铸造方法，其特征在于：所述内环(201)和外环(202)的内部均填充有惰性气体，且惰性气体的填充量为100％。
4.根据权利要求2所述的一种轴类件铸造方法，其特征在于：每个所述外环(202)的内壁均固定连接有多个填料球(204)，所述填料球(204)由陶瓷球(2041)和金属纤维(2042)组成。
5.根据权利要求4所述的一种轴类件铸造方法，其特征在于：所述陶瓷球(2041)为相互连通的多孔结构，所述金属纤维(2042)填充于孔中。
6.根据权利要求2所述的一种轴类件铸造方法，其特征在于：所述连通管(203)的内壁固定连接有多个冷气释放球(205)，所述冷气释放球(205)的内部填充有惰性气体。
7.根据权利要求1所述的一种轴类件铸造方法，其特征在于：所述内环(201)、外环(202)、连通管(203)、冷气释放球(205)和下料管(3)均采用蜡质材料。
8.根据权利要求1所述的一种轴类件铸造方法，其特征在于：所述铸造模具本体(1)的下端开设有开口，且开口上螺纹连接有堵头(5)。
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Address before: 512100 No. 35, Dongshao Avenue, Qujiang District, Shaoguan City, Guangdong Province (South China Equipment Park)

Patentee before: Guangdong jinzhili Technology Co.,Ltd.

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Denomination of invention: A casting method for shaft parts

Effective date of registration: 20230105

Granted publication date: 20220422

Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Shaoguan branch

Pledgor: Guangdong Jinzhili Technology Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980030145

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