CN219233888U - 流浇、串浇铸铁模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种流浇、串浇铸铁模具，包括浇口杯、横浇道、竖直内浇道、内浇口、型腔，砂芯；浇口杯设置在横浇道中间，与横浇道固定连接；横浇道与多组竖直内浇道相连通，竖直内浇道通过内浇口与型腔相连通；内浇口对称设置在每个型腔侧壁的管口位置，型腔在模具内呈多列排布，每列的型腔之间通过相应的内浇口相连通；砂芯容置于型腔内，贯通连接于所在列的型腔，砂芯的外壁与型腔的内壁相配合形成铸件成形面；内浇口连同型腔侧壁形成铁水线性流动通道。本实用新型尤其适用于壁厚大于3.5mm的管箍、弯头、公称尺寸小于DN50的三通管件的浇铸；可增加模具中型腔的排列密度、节省模具内芯树脂砂，铁水利用率高、产品成型率高。

Description

流浇、串浇铸铁模具

技术领域

本实用新型属于铸铁模具领域，尤其涉及一种流浇、串浇铸铁模具。

背景技术

可锻铸铁(俗称“玛钢”)主要用于制造形状复杂、承受冲击和振动荷载的零件，如：各类管件、低压阀门等；对于管件而言，在用于煤气、天然气、有害气体方面是绝对不允许有漏气的发生。

常规的可锻铸铁中模具设计中，铁水一般通过横浇道或竖浇道导流或分流后进入内浇道、冒口、内浇口，最终充入型腔，为保证管件尤其壁薄管件的充型平稳，避免产生喷溅、冲砂、卷入气体等缺陷、防止型腔内的铁水缩松导致的不成型、漏气，模具中冒口、内浇口的设计非常关键；冒口主要起到保温和缓和铁液对型腔的冲击作用，在保证成型的前提下，冒口应能为内浇口提供足够的热量，使内浇口处有足够高的温度，保证在浇注过程中内浇口不致过早地凝固，以利于铁水成型；模具中型腔的管口不同位置也往往需要连接多个内浇口，也即需要设置多个冒口；冒口总截面占比大，较为浪费铁液，降低了模具内的型腔占比，使得铁水利用率低、工艺出品率较低，回炉料多，通常一套模具的出品率仅有40～50％。

专利申请2023100680644公开了一种增加可锻铸铁中球状石墨的加工工艺及铸铁件，提到在铁水中添加适量的稀土镁硅合金可有效防止铁水的收缩，增加了生坯的强度、韧性，防止捣件时的生坯破裂；铁水的变化使得对应的砂型模具也可采用减量设计，缩小浇冒系统的占比，以增加砂型模具中型腔的占比，进而提高铁水利用率、降低后续的捣件难度。

但由于管件的种类较多，对于不同规格或尺寸的管件，如何开展模具的减量设计以适用该申请提到的铁水，在保证浇铸成型的情况下进一步提高铁水利用率是需要解决的问题。

对于管件中常见的连接件管箍、弯头、三通管件等，通常冒口设置在管件端面处、弯头管件也可设置在内角处；管箍和弯头管件模具中，一个型腔至少需要两处冒口和内浇口，在每个管口端面各设一处；尺寸越大的管件模具，每处冒口和内浇口数量还需增加；三通管件模具则一个型腔需要设置3处冒口和内浇口，每处管口需设置至少1～2个冒口和内浇口；为此对应设置的横竖浇道和内浇道也较多，铁水利用率低下。

实用新型内容

针对现有技术中管箍、弯管管件、三通管件模具中冒口和内浇口设置较多，型腔占比低、铁水利用率低下等的问题，本实用新型提供一种流浇、串浇铸铁模具。

为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案如下：

一种流浇、串浇铸铁模具，包括浇口杯、横浇道、竖直内浇道、内浇口、型腔，砂芯；浇口杯设置在横浇道上部，与横浇道固定连接，用于承接浇包铁水；横浇道与多组竖直内浇道相连通，竖直内浇道通过内浇口与型腔相连通；内浇口对称设置在每个型腔侧壁的管口位置，型腔在模具内呈多列排布，每列的型腔之间通过相应的内浇口相连通；砂芯容置于型腔内，贯通连接于所在列的型腔，砂芯的外壁与型腔的内壁相配合形成铸件成形面；内浇口连同型腔侧壁形成铁水线性流动通道，实现铁水在每列型腔间的流浇、串浇。

进一步地，每列型腔的数量依据管件的尺寸不同设置2～6个。

进一步地，所述竖直内浇道呈宽薄片状或凸齿距状，用于拦截模具内的活砂、熔渣，利于捣件时生坯从竖直内浇道上捣下。

进一步地，所述内浇口的厚度与型腔的管口厚度相同，便于铁水在型腔内流动。

进一步地，所述砂芯的端部或在型腔排列的间隙处设置有砂芯定位块，砂芯定位块与模具的砂型外壳相卡接，实现砂芯在型腔内的定位。

进一步地，所述流浇、串浇铸铁模具适用于壁厚不小于3.5mm的管箍、弯头、尺寸小于DN50的三通管件。

进一步地，适用于弯头的流浇、串浇铸铁模具，内浇口设置在管箍弯弧较大的一侧所在的管口位置。

进一步地，适用于三通管件的流浇、串浇铸铁模具，内浇口设置在三通管件靠近突出端一侧竖直管口位置。

进一步地，所述管箍或弯头管件，当其公称尺寸大于DN50，所述竖直内浇道和内浇口之间还设置冒口，冒口为所在为所在列的型腔提供补缩。

进一步地，适用于三通管件的流浇、串浇铸铁模具，三通管件的公称尺寸小于DN50。

本实用新型的优势在于：利用型腔作为流浇、串浇的通道，节省了可锻铸铁模具中的部分竖浇道，也取消了冒口的设计，尤其适用于壁厚大于3.5mm的管箍、小尺寸三通管件，常见的DN32、DN40、DN50规格均可浇铸成型；配合专利申请2023100680644中的铁水使用，不仅增加了模具中型腔的排列密度、节省模具内芯树脂砂，还可提高铁水利用率、进一步降低捣件难度，产品成型率较高，提高可锻铸铁的合格出品率。

附图说明

图1为弯头流浇、串浇铸铁模具立体图；

图2为弯头流浇、串浇铸铁模具主视图；

图3为三通管件流浇、串浇铸铁模具主视图；

图4为管箍流浇、串浇铸铁模具主视图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供的流浇、串浇铸铁模具，适用于壁厚不小于3.5mm的管箍、弯头、公称尺寸小于DN50的三通管件的浇铸，常见的DN32、DN40、DN50规格均适用；采用垂直分型无箱挤压造型模板，如图1～4所示，包括浇口杯1、横浇道2、竖直内浇道3、内浇口4、型腔5、砂芯6；浇口杯1设置在横浇道2上部，与横浇道2固定连接，用于承接浇包铁水；横浇道与多组竖直内浇道3相连通。

所述竖直内浇道3呈宽薄片状或凸齿距状，主要用于拦截模具内的活砂、熔渣等，也利于捣件时生坯从竖直内浇道3上捣下。根据型腔在模具内的排布，竖直内浇道3可与单个或两个内浇口4相连通。

如图2-4所示，内浇口4设置在型腔5侧壁的管口处，铁水通过竖直内浇道3、内浇口4与最近的型腔5相连通；也即对于弯头，内浇口设置在弯弧较大的一侧所在的管口位置；而对于三通管件，则内浇口设置靠近突出端一侧竖直管口位置；对于普通管箍，为左右对称结构，任选一侧即可。内浇口4的厚度与型腔5的管口厚度(也即铸件的壁厚)相同，便于铁水在型腔内流动。

型腔5在模具内呈多列排布，每列依据管件的尺寸不同设置2～6个不等；内浇口4对称设置在每个型腔5侧壁管口，使得每列的型腔5之间通过相应的内浇口4相连通，也即每列相邻的型腔5间通过两个内浇口4直接相连，内浇口4连同型腔5侧壁形成铁水的流动通道，实现铁水在每列型腔5间的流浇、串浇。

砂芯6容置于型腔5内，砂芯6的外壁与型腔5的内壁相配合形成铸件成型面。砂芯6贯通连接于所在列的型腔5，在砂芯6的端部或在型腔5排列的间隙处可适时设置砂芯定位块7与模具的砂型外壳8相卡接，实现砂芯6在型腔5内的定位；本实用新型的内浇口4可同时沿着贯通型腔的砂芯壁设置，进一步节省树脂砂。

如图4所示，对于三通管件的模具或为了方便型腔5和砂芯6排布，可在竖直内浇道3上对称设置水平内浇道9，竖直内浇道3通过水平内浇道9与内浇口4相连。

本实用新型采用的铁水成分为：铁92～95％、碳2.8～3.8％、硅1.8～3.8％、锰＜0.6％、硫＜0.2％、磷＜0.1％，镁＜0.055％，铬＜0.1％；该铁水为原铁水添加稀土硅镁合金变质剂后得到的，这样的组分可增加了生坯的强度、韧性，防止捣件时的生坯破裂，可以确保浇铸在模具内的铁水不易收缩。

浇铸时，铁水从浇口杯1进入，流向横浇道2，通过横浇道2分流进入多个竖直内浇道3，在其中滤渣、挡活砂后，沿内浇口4进入最近的型腔5侧壁，继而通过该型腔5对称的内浇口4流出进入下一个型腔5，在该列型腔5的侧壁形成串浇、流浇通道，从最底部的型腔5开始从下往上依次的充型至浇铸完成。

本实用新型之所以可以采用内浇口4直接在型腔5侧壁相连通的方式，是由于所采用的铁水流动性好、防缩松效果好，易浇铸成型且不用额外设置冒口进行补缩；同时管箍、弯头、三通管件型腔内结构简单，易使得铁水沿着型腔5侧壁和内浇口4形成近似竖直的通道流动，因此可以将型腔5侧壁与内浇口4直接相连，取消了冒口、竖浇道的设置，以串浇、流浇的方式加工得到可锻铸铁生坯、生坯易成型、不易破裂。

需要说明的是，由于本申请取消了常规的竖直浇道，改用竖直内浇道与型腔直接连接，因此横浇道2相比于一般的垂直分型无箱挤压造型模板而言，横浇道2长度较长，才能保障边缘列的型腔充型，但仅在横浇道上的增长对整体浇冒系统的占比影响不大，竖直浇道、内浇道、冒口的设置减少才是浇冒系统占比极大的减少的原因。

对于形状较为复杂的四通、法兰、异径管等，不易采用本实用新型的串浇、流浇的方式，这是由于此类管件型腔内结构较为复杂，铁水在其中更易形成多个分支，易产生紊流、不利于浇铸；且越复杂的通道，不同位置处铁水凝固时间差异也越明显，不适用于单一的线性浇铸方式，否则易导致生坯不成型。同样对于公称尺寸大于DN50的三通管件，铁水在型腔内的相对流量减少，也容易不成线性、铁水充型缓慢，导致不易成型的风险。

对于管箍、弯头这两类管件的模具，因为管口侧壁线性好，型腔5内通道较为简单，即使公称尺寸大于DN50，仍然可以采用串浇、流浇的方式；但可根据需要在所述竖直内浇道4和内浇口5之间设置冒口，仅需设置一个冒口即可为所在列的型腔5提供补缩的作用，这是因为管件的尺寸的越大，铁水充满型腔所需的时间相对变长，型腔不同位置处铁水凝固的时间差增加，因此需要设置一定大小冒口对先冷却的铸件进行补缩，以防止浇铸不成型。

本实用新型的设置可使得管箍、弯头、三通管件的铁水利用率(即模具中产品的型腔占整个浇冒模具铁水容量的比例)达80～90％；在保证浇铸成型的基础上，相比于传统的可锻铸铁模具的铁水利用率提升明显。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种流浇、串浇铸铁模具，其特征在于，包括：包括浇口杯、横浇道、竖直内浇道、内浇口、型腔，砂芯；浇口杯设置在横浇道上部，与横浇道固定连接，用于承接浇包铁水；横浇道与多组竖直内浇道相连通，竖直内浇道通过内浇口与型腔相连通；内浇口对称设置在每个型腔侧壁的管口位置，型腔在模具内呈多列排布，每列的型腔之间通过相应的内浇口相连通；砂芯容置于型腔内，贯通连接于所在列的型腔，砂芯的外壁与型腔的内壁相配合形成铸件成形面；内浇口连同型腔侧壁形成铁水线性流动通道，实现铁水在每列型腔间的流浇、串浇。

2.根据权利要求1所述的流浇、串浇铸铁模具，其特征在于，每列型腔的数量依据管件的尺寸不同设置2～6个。

3.根据权利要求1所述的流浇、串浇铸铁模具，其特征在于，所述竖直内浇道呈宽薄片状或凸齿距状，用于拦截模具内的活砂、熔渣，利于捣件时生坯从竖直内浇道上捣下。

4.根据权利要求1或3所述的流浇、串浇铸铁模具，其特征在于，所述内浇口的厚度与型腔的管口厚度相同，便于铁水在型腔内流动。

5.根据权利要求1所述的流浇、串浇铸铁模具，其特征在于，所述砂芯的端部或在型腔排列的间隙处设置有砂芯定位块，砂芯定位块与模具的砂型外壳相卡接，实现砂芯在型腔内的定位。

6.根据权利要求1至3任一所述的流浇、串浇铸铁模具，其特征在于，所述流浇、串浇铸铁模具适用于壁厚不小于3.5mm的管箍、弯头、三通管件。

7.根据权利要求6所述的流浇、串浇铸铁模具，其特征在于，适用于弯头的流浇、串浇铸铁模具，内浇口设置在管箍弯弧较大的一侧所在的管口位置。

8.根据权利要求6所述的流浇、串浇铸铁模具，其特征在于，适用于三通管件的流浇、串浇铸铁模具，内浇口设置在三通管件靠近突出端一侧竖直管口位置。

9.根据权利要求7所述的流浇、串浇铸铁模具，其特征在于，所述管箍或弯头管件，当其公称尺寸大于DN50，所述竖直内浇道和内浇口之间还设置冒口，冒口为所在列的型腔提供补缩。

10.根据权利要求8所述的流浇、串浇铸铁模具，其特征在于，适用于三通管件的流浇、串浇铸铁模具，三通管件的公称尺寸小于DN50。

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