CN112620585B - 一种不锈钢u型水管一体式铸造模具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及蜡模铸造技术领域，尤其涉及一种不锈钢U型水管一体式铸造模具，其采用中温蜡全硅溶胶工艺脱蜡精密铸造方法，从而避免焊接式U型水管的缺陷，该铸造工艺通过两个模具分别制作两个90°蜡模管，然后对接拼装，从而便于修模，得到高质量的蜡模，同时提高生产效率和产品质量，进一步浇铸后获得精密美观的一体式的U型水管。
Description
技术领域
本发明涉及蜡模铸造技术领域，特别是涉及一种不锈钢U型水管一体式铸造模具。
背景技术
如图1的一种U型水管，其为不锈钢材质，因为其精度要求高，而又无需机械加工，长时间以来，都是采用焊接方式拼焊生产，但是焊接存在如下缺陷：1、不够美观；2、生产成本高，污染环境；3、焊接容易变形；4、焊缝容易被腐蚀，造成产品寿命降低。
行业内也一直在研究采用铸造的方法生产该U型水管，还没有形成成熟的专利技术，若采用以砂芯为模芯的铸造方法，难以保证产品的精度和质量，而采用中线剖切的方法进行蜡模精铸，后续对蜡模拼装、补蜡非常耗费精力，也难以保证蜡模质量。因此，对于U型水管的精密铸造，亟需找到一种简洁、高效的工艺。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，而提供一种不锈钢U型水管一体式铸造模具，其采用中温蜡全硅溶胶工艺脱蜡精密铸造方法，具体为先压注制作两个90°的蜡模管，然后把两个蜡模管拼装成完整的U型管，从而解决了U型水管蜡模铸造拼装、补蜡的工艺缺陷。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种不锈钢U型水管一体式铸造工艺，其采用中温蜡全硅溶胶工艺脱蜡精密铸造方法，主要步骤如下：
SP1：模拟试验，根据U型水管的已有结构进行铸造条件下的结构优化，获得更优的铸造浇铸浇道和充型结构；
SP2：模具开发，根据铸造工艺对产品结构分型，并设计对应分型结构的模具；
SP3：射蜡，在射蜡机上，把熔融的中温蜡注射入模具，冷却，取出蜡模；
SP4：拼装，所述SP3制成的蜡模为若干段，把若干段蜡模拼装成U型蜡模管；
SP5：修模，对所述U型蜡模管进行修整，使其无缺陷，表面光滑；
SP6：脱脂，把所述U型蜡模管放入脱脂剂浸泡，去除蜡模表面的油性脱模剂；
SP7：粘砂，在所述U型蜡模管的外层涂覆砂料，砂料包括如下几层：面层，即与蜡模紧贴的最里层，采用200目锆粉加硅溶胶搅拌制作的浆料先粘敷，再粘敷120目锆砂；二层，面层干燥好了采用200目莫来粉加硅溶胶搅拌制作而成的浆料先粘敷，再粘敷30-60目莫来砂；三层，二层干燥好了采用200目莫来粉加硅溶胶搅拌制作而成的浆料先粘敷，再粘敷16-30目莫来砂；四层，三层干燥好了采用200目莫来粉加硅溶胶搅拌制作而成的浆料先粘敷，再粘敷16-30目莫来砂；五层，四层干燥好了采用200目莫来粉加硅溶胶搅拌制作而成的浆料先粘敷，再粘敷16-30目莫来砂；
SP8：脱蜡，通过高温高压蒸汽使蜡融化并流出，形成壳模；
SP9：焙烧，加热到1100-1150℃对壳模进行焙烧，增加其强度；
SP10：浇铸，中频炉熔炼304不锈钢料，在1550--1650℃浇铸；
SP11：清砂，清除铸件表面的浮砂；
SP12：切水口，切除工件上的水口，对工件有缺陷的部位补焊，打磨；
SP13：固溶处理，把工件加热到1050-1100℃，保温一定时间，然后快速冷却；
SP14：钝化，把工件放入钝化液，对其表面进行钝化处理。
进一步的，所述SP2的模具包括两个90°弯管的模具一和模具二。
进一步的，所述模具一包括上模A、下模A、以及作为模芯的镶件A；所述镶件A包括竖镶件、横镶件、以及卡在所述竖镶件和所述横镶件弯头连接部使之形成完整弯头的左嵌件、右嵌件。
进一步的，所述上模A和所述下模A均设置有随形U型水管左侧外壁的截面为半圆的弯槽A，所述上模A和所述下模A的合模处设置有与所述弯槽A相通的注蜡孔A。
进一步的，所述竖镶件在弯头处切有45°上斜面，该上斜面设置有榫槽；所述横镶件在弯头处切有45°下斜面，该下斜面设置有与所述榫槽对应的榫头，所述横镶件的堵头圆周面在堵头与模芯交接处设置有两个对称的矩形槽。
进一步的，所述模具二包括上模B、下模B，以及作为模芯的镶件B；所述上模B和所述下模B均设置有随形U型水管右侧外壁的截面为半圆的弯槽B，所述上模B和所述下模B的合模处设置有与所述弯槽B相通的注蜡孔B，所述弯槽B的最左端设置有半径小于所述弯槽B的弯槽C，所述弯槽C设置有矩形凸台；所述镶件B与所述镶件A镜像。
进一步的，所述SP4拼装成的U型蜡模管包括由所述模具一制成的弯管一和由所述模具二制成的弯管二，所述弯管一和所述弯管二均为直角弯管，所述弯管一设置有止口和嵌块，所述弯管二设置有与所述止口配合的卡舌、以及与所述嵌块配合的卡槽。
本发明的有益效果是：一种不锈钢U型水管一体式铸造模具，其采用中温蜡全硅溶胶工艺脱蜡精密铸造方法，从而避免焊接式U型水管的缺陷，该铸造工艺通过两个模具分别制作两个90°蜡模管，然后对接拼装，从而便于修模，得到高质量的蜡模，同时提供生产效率和产品质量，进一步浇铸后获得精密的一体式的U型水管。
附图说明
图1是本发明的一种不锈钢U型水管的主视图；
图2是本发明的所述模具一的立体图；
图3是本发明的所述模具二的立体图；
图4是本发明的所述U型蜡模管的立体图。
附图标记说明：
1——模具一、11——上模A、111——弯槽A、112——注蜡孔A、12——下模A、13——镶件A、131——竖镶件、1311——榫槽、132——横镶件、1321——榫头、1322——矩形槽、133——左嵌件、134——右嵌件、2——模具二、21——上模B、211——弯槽B、212——注蜡孔B、213——弯槽C、2131——矩形凸台、22——下模B、23——镶件B、3——U型蜡模管、31——弯管一、311——止口、312——嵌块、32——弯管二、321——卡舌、322——卡槽。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围限制于此。
本实施例的一种不锈钢U型水管一体式铸造工艺，其采用中温蜡全硅溶胶工艺脱蜡精密铸造方法，具体是：首先在铝合金模具上分别压注生成两个90°弯管蜡模，然后对接组装成U型蜡模管，再经过粘砂、脱蜡、制壳、焙烧、浇注等工序铸造出U型水管。
其中，组装好的U型蜡模管一般会几个一起再组装成蜡模树，从而可以一次浇注几个铸件。
其中，粘砂包括四层：面层，即与蜡模紧贴的最里层，采用200目锆粉加硅溶胶搅拌制作的浆料先粘敷，再粘敷120目锆砂；二层，面层干燥好了，采用200目莫来粉加硅溶胶搅拌制作而成的浆料先粘敷，再粘敷30-60目莫来砂；三层，二层干燥好了，采用200目莫来粉加硅溶胶搅拌制作而成的浆料先粘敷，再粘敷16-30目莫来砂；四层，三层干燥好了，采用200目莫来粉加硅溶胶搅拌制作而成的浆料先粘敷，再粘敷16-30目莫来砂；五层，四层干燥好了，采用200目莫来粉加硅溶胶搅拌制作而成的浆料先粘敷，再粘敷16-30目莫来砂。
浇铸好的铸件再经过清砂、切水口、修补焊、固溶热处理和钝化，即可获得成品。本实施例采用熔蜡铸造U型不锈钢水管，可以一体成型，无需大量焊接，从而降低劳动强度和环境污染，也可以避免焊缝容易腐蚀的缺陷造成的产品寿命降低；本发明的关键点在于如何制作一体式的U型蜡模管，为此，采用两套模具分别制作蜡模，然后组装，且两套模具生成的蜡模均为90°弯管，与现有技术中铸造弯管时常用的沿弯管中线剖切的技术不同，本发明的对接组装，可以大大降低组装难度和更容易保证蜡模的质量。
制作蜡模的两套模具，见图2、图3，所述模具一1包括上模A11、下模A12、以及作为模芯的镶件A13；所述镶件A13包括竖镶件131、横镶件132、以及卡在所述竖镶件131和所述横镶件132弯头连接部使之形成完整弯头的左嵌件133、右嵌件134。所述上模A11和所述下模A12均设置有随形U型水管左侧外壁的截面为半圆的弯槽A111，所述上模A11和所述下模A12的合模处设置有与所述弯槽A111相通的注蜡孔A112。所述竖镶件131在弯头处切有45°上斜面，该上斜面设置有榫槽1311；所述横镶件132在弯头处切有45°下斜面，该下斜面设置有与所述榫槽1311对应的榫头1321，所述横镶件132的堵头圆周面在堵头与模芯交接处设置有两个对称的矩形槽1322。
所述模具一1作业时，先把所述镶件A13拼装悬置在所述下模A12的上方，然后合模，压注中温蜡，生成蜡模；取件时，设备自动开模，也就是所述上模A11打开，同时所述竖镶件131纵向移动、所述横镶件132横向移动，然后拿出蜡模，再把所述左嵌件133、所述右嵌件134倒出。为了防止所述镶件A13过重或过硬损伤蜡模，所述左嵌件133、所述右嵌件134可以采用铝合金制作，也可以采用硬塑料等密度小且不易变形的材料制作。
所述模具二2包括上模B21、下模B22，以及作为模芯的镶件B23；所述上模B21和所述下模B22均设置有随形U型水管右侧外壁的截面为半圆的弯槽B211，所述上模B21和所述下模B22的合模处设置有与所述弯槽B211相通的注蜡孔B212，所述弯槽B211的最左端设置有半径小于所述弯槽B211的弯槽C213，所述弯槽C213设置有矩形凸台2131；所述镶件B23与所述镶件A13镜像。所述模具二2的作业流程和所述模具一1一样，因为U型水管在两端的弯管处一样，所以所述镶件B23和所述镶件A13结构一样，除了属于所述模具二2的所述竖镶件131、所述横镶件132要长一些，然后两个蜡模管的对接，因为有对接卡口的存在，所述镶件A13和所述镶件B23在局部结合上、下模有所对应设置。
按照上述方法制造的蜡模如图4所示，包括由所述模具一1制成的弯管一31和由所述模具二2制成的弯管二32，所述弯管一31和所述弯管二32均为直角弯管，所述弯管一31设置有止口311和嵌块312，所述弯管二32设置有与所述止口311配合的卡舌321、以及与所述嵌块312配合的卡槽322，然后拼装成U型蜡模管3。其中，所述止口311与所述卡舌321配合、所述嵌块312与所述卡槽322配合，防止拼接后的所述U型蜡模管3错位或扭转，也便于定位提高拼装效率。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，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实质和范围。
Claims (4)
1.一种不锈钢U型水管一体式铸造模具，其特征在于：包括通过射蜡成型弯管一（31）的模具一（1）和成型弯管二（32）的模具二（2），所述弯管一（31）和所述弯管二（32）可拼接成U型水管一体式蜡模；所述模具一（1）包括上模A（11）、下模A（12）、以及作为模芯的镶件A（13），所述镶件A（13）包括竖镶件（131）、横镶件（132）、以及卡在所述竖镶件（131）和所述横镶件（132）弯头连接部使之形成完整弯头的左嵌件（133）、右嵌件（134）；所述模具二（2）包括上模B（21）、下模B（22），以及作为模芯的镶件B（23），所述镶件B（23）与所述镶件A（13）镜像；所述上模A（11）和所述下模A（12）均设置有随形U型水管左侧外壁的截面为半圆的弯槽A（111），所述上模A（11）和所述下模A（12）的合模处设置有与所述弯槽A（111）相通的注蜡孔A（112）；所述竖镶件（131）在弯头处切有45°上斜面，该上斜面设置有榫槽（1311），所述横镶件（132）在弯头处切有45°下斜面，该下斜面设置有与所述榫槽（1311）对应的榫头（1321），所述横镶件（132）的堵头圆周面在堵头与模芯交接处设置有两个对称的矩形槽（1322）。
2.根据权利要求1所述的一种不锈钢U型水管一体式铸造模具，其特征在于：所述上模B（21）和所述下模B（22）均设置有随形U型水管右侧外壁的截面为半圆的弯槽B（211），所述上模B（21）和所述下模B（22）的合模处设置有与所述弯槽B（211）相通的注蜡孔B（212），所述弯槽B（211）的最左端设置有半径小于所述弯槽B（211）的弯槽C（213），所述弯槽C（213）设置有矩形凸台（2131）。
3.根据权利要求1所述的一种不锈钢U型水管一体式铸造模具，其特征在于：所述弯管一（31）和所述弯管二（32）均为直角弯管，所述弯管一（31）设置有止口（311）和嵌块（312），所述弯管二（32）设置有与所述止口（311）配合的卡舌（321）、以及与所述嵌块（312）配合的卡槽（322）。
4.根据权利要求1所述的一种不锈钢U型水管一体式铸造模具，其特征在于：所采用的加工工艺是，采用中温蜡全硅溶胶脱蜡精密铸造，主要步骤如下：
SP1：模拟试验，根据U型水管的已有结构进行铸造条件下的结构优化，获得更优的铸造浇铸流道和充型结构；
SP2：模具开发，根据铸造工艺对产品结构分型，并设计对应分型结构的所述模具一（1）和所述模具二（2）；
SP3：射蜡，在射蜡机上，把熔融的中温蜡注射入所述模具一（1）和所述模具二（2），冷却，取出蜡模；
SP4：拼装，所述SP3制成的蜡模为若干段，把若干段蜡模拼装成U型蜡模管（3）；
SP5：修模，对所述U型蜡模管（3）进行修整，使其无缺陷，表面光滑；
SP6：脱脂，把所述U型蜡模管（3）放入脱脂剂浸泡，去除蜡模表面的油性脱模剂；
SP7：粘砂，在所述U型蜡模管的外层涂覆砂料，砂料包括如下几层：面层，即与蜡模紧贴的最里层，采用200目锆粉加硅溶胶搅拌制作的浆料先粘敷，再粘敷120目锆砂；二层，面层干燥好了采用200目莫来粉加硅溶胶搅拌制作而成的浆料先粘敷，再粘敷30-60目莫来砂；三层，二层干燥好了采用200目莫来粉加硅溶胶搅拌制作而成的浆料先粘敷，再粘敷16-30目莫来砂；四层，三层干燥好了采用200目莫来粉加硅溶胶搅拌制作而成的浆料先粘敷，再粘敷16-30目莫来砂；五层，四层干燥好了采用200目莫来粉加硅溶胶搅拌制作而成的浆料先粘敷，再粘敷16-30目莫来砂；
SP8：脱蜡，通过高温高压的蒸汽使蜡融化并流出，形成壳模；
SP9：焙烧，加热到1100-1150℃对壳模进行焙烧，增加其强度和透气性；
SP10：浇铸，中频炉熔炼304不锈钢料，在1550-1650℃浇铸；
SP11：清砂，清除铸件表面的浮砂；
SP12：切水口，切除工件上的水口，对工件有缺陷的部位补焊，打磨；
SP13：固溶处理，把工件加热到1050-1100℃，保温一定时间，然后快速冷却；
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Denomination of invention: A type of integrated casting mold for stainless steel U-shaped water pipes Granted publication date: 20220927 Pledgee: Bank of China Limited Xiangyang Branch Pledgor: XIANGYANG CITY LIQIANG MACHINERY Co.,Ltd. Registration number: Y2022980010100 |
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