CN219274390U - 无冒口短芯头铸铁模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种无冒口短芯头铸铁模具，包括浇口杯、横浇道、竖浇道、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；横浇道与多列竖浇道相连通，型腔设置有多列，竖浇道通过内浇道、内浇口与每列型腔相连通；每个型腔上下两端至少设置一处内浇口及内浇道，每列型腔的排列间距缩短25％～30％；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。本实用新型的优势在于：取消了冒口的设计，缩短了单列砂芯的长度；适用的管件种类繁多；对于型腔内部复杂的管件适用性较强，节省模具内芯树脂砂25％～30％、增加了单列型腔的排布密度或缩短铁水流长，铁水利用率达70～80％。

Description

无冒口短芯头铸铁模具

技术领域

本实用新型属于铸铁模具领域，尤其涉及一种无冒口短芯头铸铁模具。

背景技术

常规的可锻铸铁(俗称“玛钢”)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。

对于管件中常见的管箍、弯管、三通、异径三通、树杈三通、侧大三通、四通管件等，铁水通常流经竖浇道后分流进入各个内浇道，再通过冒口与内浇口与对应的型腔的相连通，尤其大尺寸的三通、异径三通、四通等管件往往型腔内部空间复杂，一个型腔至少需要设置3处冒口和内浇口才能提供足够的补缩作用，越是形状复杂的管件，冒口数量越多或冒口较大，每个冒口约占单个型腔体积的35-45％左右，对应的竖浇道和型腔间间距也需要留出足够的长度或宽度来适配的冒口的占用空间；进而导致单套模具内的型腔的排布密度低、型腔间隔距离的树脂砂芯的长度较长、树脂砂成本高；竖浇道、内浇道、冒口等部位消耗的铁水量高，铁水利用率低下。

实用新型内容

针对现有技术中管件模具中冒口数量多或冒口较大，对应的竖浇道和型腔间间距需要留出足够的长度或宽度来适配的冒口的占用空间，导致单套模具内的型腔的排布密度低、树脂砂成本高、铁水利用率低下等问题，本实用新型提供一种无冒口短芯头铸铁模具。

为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案如下：

一种无冒口短芯头铸铁模具，包括浇口杯、横浇道、竖浇道、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；横浇道与多列竖浇道相连通，型腔设置有多列，竖浇道通过内浇道、内浇口与每列型腔相连通；每个型腔上下两端至少设置一处内浇口及内浇道，每列型腔的排列间距缩短25％～30％；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。

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。

优选地，所述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，利于捣件时生坯从内浇道上捣下。

优选的，竖浇道上设置宽薄片的状档渣片以拦截模具内活砂、熔渣。

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；所述内浇道的宽度与内浇口的高度相同。

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，适用于管箍和弯管类管件的无冒口短芯头模具，单个型腔的上下两端任一端或两端设置有内浇口。

进一步地，适用于三通、四通类管件的无冒口短芯头模具，单个型腔竖直方向的两端均设置有内浇口。

进一步地，对尺寸大于2.5英寸或壁厚大于3.5mm的管件的无冒口短芯头模具，所述竖浇道上或内浇道与内浇口之间设置有补水块。

进一步地，所述补水块的厚度比管件壁厚1～2mm，补水块体积占单个型腔体积的6-10％。

本实用新型的优势在于：取消了冒口的设计，缩短了单列砂芯的长度；适用的管件种类繁多，一般管箍、弯管普通三通、异径三通、树杈三通、中大三通、侧大三通、侧孔三通、四通管件等均可采用该模具的设计原则；对于型腔内部复杂的管件适用性较强，配合专利申请2023100680644中的铁水，不仅节省模具内芯树脂砂25％～30％；还增加了单列型腔的排布密度或缩短铁水流长，铁水利用率达70～80％，产品成型率较高，不产生缩凹。

附图说明

图1为三通管件无冒口短芯头模具立体图；

图2为三通管件无冒口短芯头模具主视图。

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。

本实用新型提供的铸铁模具，适用的管件种类包括：管箍、弯管、三通、四通、异径管件的浇铸；采用垂直分型无箱挤压造型模板，如图1～2所示，包括浇口杯1、横浇道2、竖浇道3、内浇道4、内浇口5、型腔6、砂芯7；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2与多组竖直浇道3相连通。

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。

内浇道4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内浇道4上捣下；另一种方式是，内浇道4形状按常规设置，但在竖浇道3上设置宽薄片状或凸齿距状的档渣片来拦截模具内活砂、熔渣。

内浇口5设置在型腔6的管口处，铁水通过内浇道、内浇口5与最近的型腔相连通；内浇口5的厚度与型腔6的管口厚度(也即铸件的壁厚)相同，便于铁水充型；内浇道4的宽度与内浇口5的高度相同。

现有的模具中通常是为防止缩松而在内浇道4和内浇口5之间设置的冒口，同时内浇道4的宽度也相较于内浇口5的高度多40％，便于往冒口中储存铁水；本实用新型中的模具不止取消了冒口设置，内浇道4的宽度也设置为与内浇口5的高度相同；在保证浇铸成型的基础上进一步节省了铁水。

型腔6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；对于管箍和弯管类管件，由于型腔6内部结构较为简单，每个型腔6的上下两端任选一端设置内浇口5即可，也可两端均设置内浇口5，也即无论单口充型或双口充型均可；对于三通、四通管件(无论何种类型的三通、四通管件)每个型腔6竖直方向的两端均设置一个内浇口5，即采用双口充型。

砂芯7容置于型腔6内，砂芯7的外壁与型腔6的内壁相配合形成铸件成型面。砂芯7贯通连接于所在列的型腔6，由于取消了冒口的设置，型腔6的排列间距可缩短25％～30％，相应的砂芯7的整体长度也缩短，使得铁水流动长度减少，便于快速充形，缩小模具内不同位置的型腔处铁水凝固时间差，保证生胚质量；或者砂芯缩短后空余的单列位置可以另增设1～2个型腔，在不增加砂芯整体长度情况下，增加模具中型腔的排列密度，增加模具的出品率、提高铁水利用率。

在砂芯7的端部或在型腔6排列的间隙处可适时设置砂芯定位块8与模具的砂型外壳9相卡接，实现砂芯7在型腔6内的定位。

浇铸时，铁水从浇口杯1进入，流向横浇道2，通过横浇道2分流进入多个竖浇道3，再通过内浇道4，在其中滤渣、挡活砂后，沿内浇口5进入对应的型腔6。

本实用新型之所以可以采用取消冒口的方式，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；生坯易成型、不易破裂。

但对于尺寸大于2.5英寸(公称尺寸DN65)的管件产品，或者壁厚大于3.5mm的管件产品，还需要在竖浇道3上或内浇道4与内浇口5之间设置补水块，或者增加内浇道4和内浇口5的数量；内浇道4与内浇口5之间的补水块作用与原先的冒口的作用相同，单个补水块的厚度仅比管件壁厚1～2mm，体积仅占单个型腔体积的6-10％即可满足防缩松的需求。竖浇道3上的补水块位置接近内浇道4，可为补水块下方的型腔6补充铁水，防止型腔内铁水的缩松。

这是因为管件的尺寸的越大或壁厚较厚，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，因此需要设置较小的补水块对先冷却的铸件进行补缩，以保证浇铸的成型率。

对于形状更为复杂的四通、法兰、异径管等，均可方便的采用本实用新型的无冒口、短芯头的设置形式，对个别异型的管件可根据其结构调整横竖浇道、内浇道、内浇口的分布形式，或者采用斜向浇道，但总体的设置原则不变。

本实用新型的设置可使得管箍、弯头、三通、四通等几乎全品类管件的铁水利用率(即模具中产品的型腔占整个浇冒模具铁水容量的比例)达70～80％；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)

1.一种无冒口短芯头铸铁模具，其特征在于：包括浇口杯、横浇道、竖浇道、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；横浇道与多列竖浇道相连通，型腔设置有多列，竖浇道通过内浇道、内浇口与每列型腔相连通；每个型腔上下两端至少设置一处内浇口及内浇道，每列型腔的排列间距缩短25％～30％；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。

2.根据权利要求1所述的无冒口短芯头铸铁模具，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所述的无冒口短芯头铸铁模具，其特征在于，所述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，利于捣件时生坯从内浇道上捣下。

4.根据权利要求1所述的无冒口短芯头铸铁模具，其特征在于，竖浇道上设置宽薄片状或凸齿距状的档渣片以拦截模具内活砂、熔渣。

5.根据权利要求1至4任一所述的无冒口短芯头铸铁模具，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；所述内浇道的宽度与内浇口的高度相同。

6.根据权利要求1至4任一所述的无冒口短芯头铸铁模具，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。

7.根据权利要求2至4任一所述的无冒口短芯头铸铁模具，其特征在于：适用于管箍和弯管管件的无冒口短芯头模具，单个型腔的上下两端任一端或两端设置有内浇口。

8.根据权利要求2至4任一所述的无冒口短芯头铸铁模具，其特征在于，适用于三通、四通管件的无冒口短芯头模具，单个型腔竖直方向的两端均设置有内浇口。

9.根据权利要求2至4任一所述的无冒口短芯头铸铁模具，其特征在于，对尺寸大于2.5英寸或壁厚大于3.5mm的管件，所述竖浇道上或内浇道与内浇口之间设置有补水块，用以防止型腔内铁水缩松。

10.根据权利要求9所述的无冒口短芯头铸铁模具，其特征在于，所述补水块的厚度比管件壁厚1～2mm，补水块体积占单个型腔体积的6-10％。

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