CN2435170Y

CN2435170Y - 用于熔模铸造的流道模胎

Info

Publication number: CN2435170Y
Application number: CN 00237455
Authority: CN
Inventors: 苏章仁
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-07-07
Filing date: 2000-07-07
Publication date: 2001-06-20
Anticipated expiration: 2010-07-07

Abstract

一种用于熔模铸造的流道模胎,具有与所要求的铸造浇注系统相适应的外表面形状,该模胎为中空的空心结构,底部和顶部均呈开口状,在其侧壁上开设多个使侧壁外部与内部相通的通孔。这种模胎能够有效地克服模壳变形、裂纹等问题,并提高热传导能力,缩短化蜡时间,减轻模型重量;还可进行组合,以形成所需的铸件浇注系统。

Description

用于熔模铸造的流道模胎

本实用新型涉及一种用于熔模铸造的流道模胎，特别是用于熔模(失蜡)精密铸造的流道模胎。

在目前的精密铸造工业中，通常采用工业蜡料来构造模壳型腔(包括浇注系统及铸件产品型腔)。在铸造的制模壳过程中，通过加热(蒸汽)使蜡型熔化变成液态从模壳中流出，从而构成型腔，焙烧后，将熔化的金属液体浇注到型腔中，冷却后即形成铸件产品。由于工业蜡料在加热到54℃以上即为糊状，60℃以上即为液态状，其从固态到液态的膨胀系数一般为1％，而模壳材料必须是耐火材料，其膨胀系数一般仅为10^-7。因此，在加热化蜡(脱蜡)的过程中，蜡料与模壳材料的膨胀系数相差很大，蜡料在受热后的膨胀使得在模壳内形成巨大的内应力，从而导致模壳变形、裂纹，甚至破损，最终不但不能制造出合格的铸件，而且在浇注过程中可能会造成“跑火”(即，浇注的液态熔融金属从模壳的破裂处流出)。同时，由于蜡是热的不良导体，因此造成化蜡(脱蜡)过程缓慢。

针对上述问题，国外曾发明了“失蜡铸造用金属流道模型”，即，用金属流道(浇道)模型浸蜡，从而形成模壳的浇道型腔。采用这种模型，由于浇道的型腔由金属材料和蜡料共同构成，因此，在化蜡过程中，热传导能力相对来说较为提高，从而在一定程度上缩短了化蜡时间，缩短了应力应变过程，因此缓解了模壳变形、裂纹的程度，但也因此带来如下问题：一方面，由于蜡料夹在金属模型与模壳之间，在加热熔化过程中，熔化的蜡只能顺着它所处的夹层位置流出，因此金属模型及蜡的膨胀仍对模壳形成挤压，造成模壳变形、裂纹甚至破损；另一方面，由于金属模型按照模壳→蜡→金属模型的顺序被包在最里面，只有浇道浇冒口顶端一小面积处裸露在外，因此热交换仍受到较大的阻碍，化蜡(脱蜡)时间依然较长；再者，目前的金属流道模型通常为固定式结构，不能灵活地适应结构形式不同的铸件对浇注系统的设计要求，对于不同的铸件，需重新设计不同的流道模型，这要么会造成(液态)金属利用率低，铸件实收率低，能耗浪费，要么不能可靠地保证铸件质量；尤其是对于需求量较小的铸件产品来说，重新设计不同的流道模型更进一步增加了其制造和生产成本；另外，金属流道模型即使采用铝合金，其比重仍为蜡的2.8倍(蜡的比重一般为0.96-0.98)，从而增加了工人制模壳时的劳动强度。

本实用新型的目的是克服上述缺陷，提供一种用于熔模铸造的流道模胎，其能够有效地克服由于蜡料与模壳膨胀系数悬殊而引起的模壳变形、裂纹等问题，确保提高铸件质量水平，尤其是尺寸精度及表面质量。同时能够提高热传导能力，缩短化蜡时间，缩短应力应变过程，并大大减轻金属流道模型的重量，从而减轻劳动强度。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种用于熔模铸造的流道模胎，其具有与所要求的铸造浇注系统相适应的外表面形状，其特征在于，所述模胎为中空的空心结构，并且所述模胎底部和顶部均呈开口状，在所述模胎的侧壁上开设有多个使所述侧壁的外部与内部相通的通孔。

本实用新型还可进一步包括以下技术特征：所述通孔可沿着模胎的壁厚方向均匀地开设。

本实用新型的模胎可为铝合金模胎。

在本实用新型中，由于所提供的用于熔模铸造的流道模胎为中空的空心结构，其底部和顶部均为开口状，并且在模胎的壁上开设有多个贯穿壁的通孔，因此，在加热化蜡时，热量可以迅速从浇冒口的模胎位置进入到主、副浇道模胎空心腔部位，加大了在金属内腔处的热交换面积，将热能迅速地传递给蜡料，使蜡的熔化时间显著缩短；同时，蜡料在熔化过程不仅在模壳与模胎夹层处流出，而且可以通过模胎壁上的孔流入由模胎的空心腔形成的通道，从而减少了在模壳与模胎夹层中蜡的流出时间，更重要的是，蜡料穿过这些通孔流入模胎的空心腔中而后流出的这一额外排出方式释放了蜡料熔化时形成的相当一部分应力。这样，不仅大大减少了模壳的脱蜡时间，节约了能源，提高了效率，而且更能大幅度地减少模壳的变形及损坏，提高铸件产品质量。而且，由于本实用新型的流道模胎是空心的，因此减少了模胎的自重，从而减轻了工人的劳动强度并节省了材料。

另外，可以将本实用新型的流道模胎由不同结构形式及规格的浇冒口、主浇道和副浇道模胎，按照所需铸件结构形式、重量及内水口设置的位置等要求对其进行组合，从而得到所需的铸件浇注系统，这样，可以大幅度提高液态金属的利用率，降低成本，提高铸件成型质量。

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明：

图1是本实用新型的浇冒口模胎与浇道模胎的结构示意图；

图2是本实用新型的浇冒口模胎与浇道模胎在使用时的示意图，其中省略了铸件蜡模；

图3是将本实用新型的模胎进行一种组合后的示意图；

图4是将本实用新型的模胎进行另一种组合后的示意图。

参看图1，一种用于熔模铸造的流道模胎1、2，具有与所要求的铸造浇注系统相适应的外表面形状，其特征在于，所述模胎1、2为中空的空心结构，并且所述模胎1、2底部和顶部均呈开口状，在所述模胎1、2的侧壁11、21上开设有多个使所述侧壁11、21的外部与内部相通的通孔12、22。

在本实施例中，通孔12、22沿着模胎1、2的壁厚方向均匀地开设。

模胎1、2的壁厚可大于或等于3mm，在满足强度要求的前提下可根据需要改变模胎的壁厚。通孔12、22直径可为Φ3mm，开设密度为0.8-1.1个/平方厘米，也可为Φ4mm，开设密度为0.6-0.8个/平方厘米，在满足强度要求的前提下，通孔12、22的大小和开设密度也可适量增减。

模胎1、2可为铝合金模胎，但也可采用其它适用的材料。

本实用新型的工作原理和效果如下：

参看图2，图中省略了铸件蜡模。使用时，在本实用新型的模胎1、2表面通过浸贴蜡液的方式形成一层薄的蜡料膜7，并在此蜡料膜7上用粘接或焊接的方式组合上铸件蜡模(同现有技术，未示出)，构成蜡串(又称蜡树)，如图2所示，然后采用粘接剂(如硅溶胶)及耐火材料(如锆英砂、粉)等制成的料浆包容整个蜡串，淋砂凝固后形成模壳5，在铸造过程中，通过加热(蒸汽)而使蜡料膜7和铸件蜡模熔化，熔化的蜡沿图2中箭头所指的方向一部分顺着蜡料所处的模壳5与模胎1、2之间的夹层位置8流出，一部分经模胎1、2壁上的通孔12、22进入由模胎1、2的中空内腔13、23形成的另一通道而后流出，形成空的铸模型腔，将熔融的金属浇注到所形成的铸模型腔中，经冷却后即可铸出所需的铸件。

其中，由于蜡是热的不良导体，并且，蜡从液态变成固态的温度范围很窄，约为6℃左右，因此，在浸蜡时，熔融状态的蜡料接触到常温(15℃-30℃)的模胎1、2后，在其表面上迅速凝固(一般形成1mm厚的蜡层)，而在通孔12、22处，熔融的蜡料也同样会凝固，由于张力作用，这些通孔12、22将被凝固状态的蜡料堵住，而不会将模胎1、2的中空内腔13、23封住，因而不会影响本实用新型的模胎1、2的正常使用。而在浸蜡前，若采用的是底注式浇注，由于在现有技术中底注式浇注采用横浇道，则模胎1、2的开口处将被构成横浇道的蜡条盖住，从而不会在浸蜡时将模胎内腔堵死而影响模胎的正常使用；若采用的是顶注式浇注，由于顶注式浇注不采用横浇道，则可采用软蜡块将模胎的开口处封住，从而也不会影响模胎的正常使用。

在本实用新型中，由于所提供的用于熔模铸造的流道模胎1、2为中空的空心结构，其底部和顶部均呈开口状，并且在模胎1、2的侧壁11、21上开设有多个贯穿侧壁11、21的通孔12、22，因此，在加热化蜡时，热(一般为蒸汽)可以迅速从浇冒口的模胎1位置进入到主、副浇道模胎2空心腔23部位，加大了在金属内腔处的热交换面积，并使热传递、热置换、热辐射均能有效发挥作用，将热能迅速地传递给蜡料膜7，使蜡料膜7熔化时间显著缩短；同时，如上所述，蜡料膜7在熔化过程中不仅沿着模壳5与模胎1、2夹层8处流出，而且可以通过模胎1、2壁上的通孔12、22而流入由模胎1、2的空心腔13、23形成的通道然后流出，从而减少了在模壳5与模胎1、2夹层中蜡料的膨胀应力及流出时间，更重要的是，熔融的蜡料经过这些通孔12、22进入空心腔23、13而后流出的这一额外排出方式释放了蜡料熔化时形成的相当一部分应力。这样，不仅大大减少了模壳5的脱蜡时间，节约了能源，提高了效率，而且更能大幅度地减少模壳5的变形及损坏，提高铸件产品质量。另一方面，由于本实用新型的流道模胎是空心的，因此减少了模胎的自重，从而减轻了工人的劳动强度并节省了材料。

另外，如图3和图4所示，本实用新型的模胎按照构成浇冒口、主浇道、副浇道三部分而分解为三个结构部分，即，不同结构形式及规格的浇冒口模胎51、主浇道模胎52和副浇道模胎53，使用时按照不同种类的铸件浇注系统设计所需的浇冒口尺寸、主浇道尺寸、副浇道所需数量及尺寸以及位置进行搭配组合，即可很方便地得到所需的浇注系统，而不必重新设计制造铸件的浇注系统。因此，可以大幅度降低生产和制造成本，提高液态金属的利用率，提高铸件的实收率，提高铸件成型质量，而且使用起来简单方便。

其中，模胎的组合方式可以是插接、螺接等等现有技术中常用的组合连接方法。

当然，可以理解，模胎的外形可根据铸件浇注系统的要求而采用任意一种符合要求的外形，这一点与现有技术中的模胎相同，故在此不作更详细的说明。

再者，在使用过程中，对于将本实用新型的模胎组合后所获得的浇注系统模胎，由于其接口54在浸蜡时将被遮盖，故其接口54不需要有严格的配合，因此不必对其接口54进行进一步的光滑加工，而是可以有例如2mm的台阶，这样，省去了对接口54的光整处理步骤，从而进一步降低了生产成本。

本实用新型的流道模胎一般可采用铝合金，但也可采用其它合适的材料来制作本实用新型的流道模胎。另外，在保证结构壁厚满足需要的情况下，其空心内腔的尺寸由所需模胎的外形尺寸确定，不作限制。在模胎壁上的通孔12、22的大小以及开孔密度在保证模胎刚性与强度要求的前提下可适量增减。

综上所述，本实用新型的用于熔模铸造的流道模胎能够有效地克服由于蜡料与模壳5的膨胀系数悬殊而引起的模壳5的变形、裂纹等问题，提高铸件质量水平，尤其是铸件尺寸精度及表面质量。同时能够提高热传导能力，缩短化蜡时间，缩短应力应变过程，并大大减轻了金属流道模型的重量，从而减轻了劳动强度；同时，还可将其根据需要进行组合，以形成所需的铸件浇注系统，使用方便简单，并大大降低了生产成本，提高了铸件实收率。

Claims

1．一种用于熔模铸造的流道模胎(1、2)，具有与所要求的铸造浇注系统相适应的外表面形状，其特征在于，所述模胎(1、2)为中空的空心结构，并且所述模胎(1、2)底部和顶部均呈开口状，在所述模胎(1、2)的侧壁(11、21)上开设有多个使所述侧壁(11、21)的外部与内部相通的通孔(12、22)。

2．根据权利要求1所述的用于熔模铸造的流道模胎，其特征在于，所述通孔(12、22)沿着模胎(1、2)的壁厚方向均匀地开设。

3．根据权利要求1或2所述的用于熔模铸造的流道模胎，其特征在于，所述模胎(1、2)的壁厚大于或等于3mm。

4．根据权利要求1或2所述的用于熔模铸造的流道模胎，其特征在于，所述通孔(12、22)直径为Φ3mm，开设密度为0.8-1.1个/平方厘米。

5．根据权利要求1或2所述的用于熔模铸造的流道模胎，其特征在于，所述通孔(12、22)直径为Φ4mm，开设密度为0.6-0.8个/平方厘米。

6．根据权利要求1所述的用于熔模铸造的流道模胎，其特征在于，所述模胎(1、2)为铝合金模胎。