CN2500414Y

CN2500414Y - 金属与金属覆砂组合型模具

Info

Publication number: CN2500414Y
Application number: CN 01262414
Authority: CN
Inventors: 宋润泽; 谢平; 卢建波; 王超; 沈卫东
Original assignee: JIANGSU PROV ELECTROMECHANICAL INST
Current assignee: JIANGSU PROV ELECTROMECHANICAL INST
Priority date: 2001-08-27
Filing date: 2001-08-27
Publication date: 2002-07-17
Anticipated expiration: 2011-08-27

Abstract

一种金属与金属覆砂组合型模具,至少设有一个与铸件磨损面对应的模具面采用金属模具,与其他铸件面对应的模具面采用金属覆砂模具。本实用新型由于在产品磨损面上采用激冷定向凝固技术,改变了碳化物生长形态,显著提高了材料的硬度和耐磨性,使用寿命可提高45%以上;显著改善了产品外观质量,尺寸精度高、重量偏差小,产品竞争优势明显;模具结构设计紧凑,操作方便,使用成本低廉,可推广于其他产品的铸造生产。

Description

金属与金属覆砂组合型模具

一、技术领域

本实用新型涉及一种模具的制造方法及结构设计，尤其是金属铸造用金属与金属覆砂组合型模具的结构。特别是制作各种耐磨锤头、板锤类产品的金属与金属覆砂组合型模具的结构及制造。

二、背景技术

金属铸造必须先制型，铸型的种类主要有砂型、金属型、金属覆砂型，各有其优点和缺点。砂型成本低，但铸件外观质量差，加工余量大；金属型及金属覆砂型虽然使用成本高，但铸件外观质量好，加工余量小，生产效率高，特别是金属型，可改变金属的组织形貌，有助于提高其相关性能指标。利用各种铸型的优点，克服其缺点来提高铸件质量是一个重要的工艺手段。

在电力、建材、矿山等行业，存在着大量物料细碎过程。所用细碎设备主要是各种规格型号的破碎机，其中锤头或板锤是破碎机的主要工作部件，使用寿命的长短直接影响主机的质量。目前破碎机锤头或板锤在铸造生产时基本上都是采用粘土砂型和水玻璃砂型，存在的缺点是产品外观质量差，重量偏差大，组织不致密，且磨损工作面晶粒均是等轴晶，材料的潜力未能充分挖掘。

中国专利ZL96204137.8公开了一种磨球金属型，为对开型结构，但只适用于磨球生产，且产品最大直径为φ130。该金属型模具能加快磨球散热速度，使内部组织致密，提高生产效率，但使用寿命短，使用成本高。浙江机电研究院推广用金属覆砂型生产各种曲轴、凸轮轴及阀体等球铁、灰铁铸件，主要目的是提高产品外观质量和生产率，虽然模具寿命较长，但需专用生产设备、工装，一次性投资大。

三、发明内容

本实用新型的目在于提供一种金属与金属覆砂组合型模具，组装拆卸方便，并将金属型能改变铸件组织形貌的特点与金属覆砂型具有较长使用寿命的特点结合起来；利用金属与金属覆砂组合型模具，用以铸造至少有一个但不多于二个耐磨面的耐磨铸铁件，能细化铸件组织，使碳化物板条垂直于磨损工作面，大幅度提高铸件使用寿命；本实用新型的目的还在于减少模具更换部位，降低使用成本；并提供一种防止模具受热后膨胀，造成模具变形、紧固件拉裂等问题发生的组合型模具。

本实用新型的目的通过如下方式来实现：

1.一种金属与金属覆砂组合型，其特征是至少设有一个与铸件磨损面对应的模具采用金属模具面，与其他铸件表面对应的模具采用金属覆砂模具面。

2.根据铸件结构，将模具制成若干部件组装。其中产品磨损面模具、浇冒口模具是独立部件，且浇冒口模具为对开结构；然后与金属覆砂模具组合。

3.模具组合后采用螺栓紧固，根据螺栓长度可放置多个弹簧垫片或弹簧，一般螺栓每200mm长放弹簧垫片一只；金属模背面设通气或水冷却腔体。

本实用新型金属与金属覆砂组合型模具制造锤头或板锤类产品的工艺步骤是：

1.将需覆砂模具用树脂砂或水玻璃砂覆砂硬化；将金属模表面涂刷涂料；

2.将模具组合后，用螺栓预紧固，每个螺栓预紧力1500～2000N；

3.将产品磨损面金属模预热至100～300℃，浇注前5分钟在金属模背面冷却腔通气或水冷却；

4.当铁水温度达到1380～1420℃时，浇注成型；

5.待铸件冷却后，拆卸模具，铸件清理、打磨、热处理后入库。

本实用新型组合型模具的机制和特点如下：

1.一种金属与金属覆砂组合型模具，其特征是至少设有一个与铸件磨损面对应的模具采用金属模具，与其他铸件表面对应的模具采用金属覆砂模具，金属模具背面设通气或水冷却腔体2、用树脂砂或水玻璃砂覆砂。覆砂厚度不超过40mm；典型的铸件是锤头或板锤等拥有磨损面，也有其他非磨损面。3、根据铸件结构，将模具制成若干部件组装。其中产品磨损面模具、浇冒口模具是独立部件，且浇冒口模具为对开结构；然后与金属覆砂模具组合。4、模具组合后采用螺栓紧固，根据螺栓长度可放置多个弹簧垫片或弹簧，一般每150-250mm长放弹簧垫片一只。5、螺栓预紧固时，每个螺栓预紧力在1500～2000N即可；6、产品磨损面金属模在浇注前通电加热至100～300℃，浇注前5分钟在模具背面冷却腔通气或水冷却。

2.经测试，板条状碳化物(如M₇C₃型)横截面上的硬度为HV1700～1900。而纵切面上硬度只有HV1300～1500，如能使碳化物板条垂直于磨损工作面，则可有效地提高碳化物抵抗磨料切削的能力，使材料的耐磨性提高。磨损工作面采用金属型，并通水或通气冷却，其目的就是大幅度提高散热速度，实现定向凝固方式，使碳化物呈纤维状平行排列，并垂直于磨损面；

3.铸件非磨损面采用金属覆砂模型，一方面是降低该方向散热速度，消除碳化物在该方向的定向排列；一方面避免了高温铁水对模具的激热作用，延长了模具使用寿命。组合型模具中易更换部件仅仅是与高温铁水直接接触部分，大大降低了使用成本；

4.金属模具受热后均会发生膨胀，特别是大尺寸金属模具膨胀量较大。用螺栓紧固时，放置适当数量的弹簧垫片或弹簧，采用一定的预紧力，既保证组合型紧固牢靠，又使其具有一定的伸缩空间，防止了组合型膨胀时螺栓或模具受力过大而发生变形或断裂现象。

四、附图说明

图1为本实用新型结构示意图

图2为图1的AA截面示意图

铸件磨损面模具面1、铸件其它面覆砂模具2-1及树脂砂2、模具浇冒口模具3是独立部件，且浇冒口模具为对开结构；金属及覆砂模具2组合后采用螺栓4紧固，并放置适当数量的弹簧垫片或弹簧5，金属模具背面设有通气或水冷却腔体6，与冷却腔体连接的管道7。型腔为8，底模为9。

五、具体实施方式

如图2所示，破碎机板锤铸件金属与金属覆砂组合型模具。铸件的两侧面是磨损面，对应的模具采用金属模具1，与其他铸件面2对应的模具采用金属覆砂模具。用树脂砂或水玻璃砂覆砂，覆砂厚度一般不超过40mm，如30mm；根据铸件结构，将模具制成若干部件组装。其中铸件磨损面模具、浇冒口模具是独立部件，且浇冒口模具为对开结构；然后与金属覆砂模具组合。模具组合后采用螺栓紧固，根据螺栓长度可放置多个弹簧垫片或弹簧，一般按每200mm长放弹簧垫片一只；金属模具背面设通气或水冷却腔体6。螺栓紧固时，每个螺栓预紧力在1500-2000N即可；产品磨损面金属模具在浇注前通电加热或采用其他方法加热至100-300℃，浇注前5分钟在模具背面冷却腔体通气或水冷却。

按本实用新型设计要求，反击式破碎机板锤铸件金属与金属覆砂组合型模具，结构简图如附图。浇注材料为高铬铸铁，浇注温度1400℃。经与普通砂型铸造的板锤进行对比检验，结果如下：

性能比较	硬度	磨耗(mg)	重量偏差
性能比较	硬度	磨耗(mg)	重量偏差	砂型铸造	HRC51.5	81.3688	5％
金属-金属覆砂组合型铸造	HRC56	44.2372	0.8％	砂型铸造	HRC51.5	81.3688	5％

注：上述测量结果是在铸态下进行。

由此可见，本实用新型所生产的耐磨锤头(板锤)类产品与目前普遍采用的砂型铸造产品相比有如下优点：

1.本实用新型由于在产品磨损面上采用激冷定向凝固技术，改变了碳化物生长形态，显著提高了材料的硬度和耐磨性，使用寿命可提高45％以上；

2.本实用新型显著改善了产品外观质量，尺寸精度高、重量偏差小，产品竞争优势明显；

3.本实用新型的模具结构设计紧凑，操作方便，使用成本低廉，可推广于其他产品的铸造生产。

铸件是锤头时，一个磨损面，亦设一个对应的模具面采用金属模具1，其它非磨损面用覆砂模具，覆砂厚度取15mm亦可。

Claims

1、一种金属与金属覆砂组合型模具，其特征是至少设有一个与铸件磨损面对应的模具面采用金属模具，与其他铸件面对应的模具面采用金属覆砂模具。

2、由权利要求1所述的金属与金属覆砂组合型模具，其特征是根据铸件结构，将模具制成若干部件组装，其中铸件磨损面的模具面为金属模具面。

3、由权利要求1或2所述的金属与金属覆砂组合型模具，其特征是浇冒口模具是独立部件，且浇冒口模具为对开结构；然后与金属覆砂模具组合。并采用螺栓紧固，根据螺栓长度可调整弹簧垫片或弹簧数量，一般每150-250mm放弹簧垫片一只。

4、由权利要求1或2所述的金属与金属覆砂组合型模具，其特征是金属模背面设通气或水冷却腔体。

5、由权利要求4所述的金属与金属覆砂组合型模具，其特征是模具组合采用螺栓紧固，根据螺栓长度可调整弹簧垫片或弹簧数量，每150-250mm放弹簧垫片一只。