專利名稱：水冷金屬型鑄造方法及其設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及鑄造技術領域，特別適合用于金屬型鑄造。
砂型鑄造是使用最為廣泛的鑄造方法，它具有較大的靈活性，對不同的生產規模，不同的鑄造合金都能適用。但它也存在一些缺點，如鑄件光潔度和精度不高，機械加工余量大，工藝、過程較復雜，鑄件質量不易控制，特別是由于一個鑄型只能澆注一次，生產率低的問題較為突出。隨著工業生產的飛速發展，對鑄件質量和生產率提出了更高的要求，有的鑄造廠開始采用金屬型鑄造方法，金屬型鑄造方法是一種把金屬液澆入用金屬材料做成的鑄型，從而獲得鑄件的鑄造方法。金屬型鑄造方法具有耐鑄性高，鑄件機械性能較好，加工余量小，生產率較高等優點，但是金屬型鑄造方法仍存在一些不足，例如鑄型制造周期較長，鑄型損壞后一般使用廠家不能復制，投資太高，鑄件自然冷凝時間較長影響了生產率和鑄件機械性能的提高。因此，金屬型鑄造方法未得到廣泛應用，大多數鑄造廠仍沿用砂型鑄造的傳統工藝方法。
本發明的目的是提供水冷金屬型鑄造方法來提高生產率和鑄件質量，延長鑄型壽命。本發明進一步的目的是提供水冷金屬型鑄造用鑄型。
本發明的目的是通過以下技術方案來實現的。
水冷金屬型鑄造方法，其工藝過程是，預先在金屬型鑄型或者模樣板的型腔等工作表面噴刷高溫涂料，噴刷一次高溫涂料后，可連續使用，然后將金屬液從澆注系統澆注入金屬型鑄型或者模樣板中，待金屬液完全凝固后將鑄件取出，其特征在于，在上述工藝過程中，用一套流體或水冷卻系統對金屬型鑄型或者模樣板進行冷卻。
本發明方法更好的技術方案是，流體或水冷卻介質可以是油、空氣或水等，它們是通過在水冷金屬型鑄型或者模樣板中的管道中流動帶走熱量的方法來加快水冷金屬型鑄型或者模樣板的冷卻的，通過對進入管道的流體溫度和流量等的調節，可以控制冷卻速度。
實現本發明方法專門設計的設備是水冷金屬型鑄型或者模樣板，有一金屬鑄型或者模樣板，其特征是流體或水冷卻系統的管道安裝在金屬型鑄型或者模樣板中。
實現本發明方法的水冷金屬型鑄型或者模樣板更好的設計方案是，流體或水冷卻系統的管道是預先設計制造成形，然后鑄造在金屬型鑄型或者模樣板中。
實現本發明方法的水冷金屬型鑄型或者模樣板更佳的設計方案是，流體或水冷卻系統的管道的進水口位于水冷金屬型鑄型或者模樣板的下部，而出水口位于上部。有利于鑄件按順序凝固。
采用本發明所述水冷金屬型鑄造方法及其水冷金屬型鑄型或者模樣板，對黑色和有色金屬如灰鑄鐵、球墨鑄鐵、鋁、銅、銅鋁合金、銅鋁玻璃合金等的鑄造試驗表明，能大大提高工效、，鑄件質量進一步提高，比砂型和一般金屬型鑄造優越，為鑄造工藝開辟了新的途徑。其主要優點是，(1)鑄件毛坯表面光潔無砂，減少了清砂工序和鑄件廢品率;(2)鑄件尺寸精確，加工余量小，或者不加工，節省了金屬材料和機械加工費用;(3)鑄件比重提高，水冷澆鑄鋁鑄件增加重量6.9%，灰鑄鐵鑄件增加重量1.8%，磷黃銅鑄件增加重量5.7%;(4)鑄件質量提高，金屬液順序凝固和均勻冷卻加快，使鑄件結晶組織細化，結構致密，無縮松氣孔，灰鑄鐵經切削后，表面質量和光潔度與鋼件相似，提高機械性能1個牌號以上;(5)鑄件表面白口減少;(6)生產率高，鑄件凝固加快，出型后可立即再進行澆注，節省了造型工時，易于實現機械化流水線操作;(7)鑄型或模樣板壽命延長;(8)可實現互換永久型鑄造，鑄型壞了可用模樣板來精鑄鑄型，模樣板壞了也可用鑄型來精鑄模樣板;(9)采用水冷金屬模樣板精鑄水冷金屬型鑄型能大幅度降低成本;(10)水冷金屬模樣板可用于精鑄其它金屬模具。
下面參照附圖對本發明作進一步詳細描述。


圖1水冷金屬型鑄型鑄造管子鉗鉗柄體示意2是圖1鑄型的左分型面型腔右視3水冷金屬型鑄型鑄造隨機拉軸器剖示示意4是圖3鑄型的左分型面型腔右視5水冷模樣板精鑄管子鉗鉗柄體水冷金屬型鑄型示意6是圖5水冷模樣板右型腔框左視7是圖5水冷模樣板左模樣示意8水冷模樣板精鑄管子鉗活動鉗口鍛壓模具示意9是圖8水冷模樣板的右型腔框左視10是圖8水冷模樣板左模樣示意11是圖10水冷模樣塊的B-B剖示示意圖參照圖1～11，是本發明所述水冷金屬型鑄造方法及其設備的具體實施例，其中各圖零件名稱相同者標記號相同。圖1～2所示第一實施例是采用水冷金屬型鑄型來鑄造管子鉗鉗柄體，其工藝過程是按如下步驟進行，(1)為了采用水冷金屬型鑄造方法，預先加工出具有流體或水冷卻系統的水冷金屬型鑄型1，流體或水冷卻介質可以是油、空氣或水等，但由于采用水冷卻較為方便且價格低廉，因此，建議使用水做為冷卻介質，下述各實施例均采用水做為冷卻介質，用戶因特殊需要可選用其它流體冷卻介質。本實施例的水冷金屬型鑄型1中預制有澆注系統2，水冷卻系統3，左分型面4和右分型面5。(2)在型腔和澆口6等工作表面噴刷高溫涂料，噴刷一次后，可長期使用，然后放置型芯7。(3)將可鍛鑄鐵金屬液從澆口7經內澆口8澆注入型腔中，打開水冷卻系統的控制開關，使冷卻水從金屬型鑄型1下部的冷卻水進水口9進入水冷金屬型鑄型1中預先鑄造排列好的水冷卻管10中，吸收金屬型鑄型1中的熱量后，再從出水口11排出，通過對水溫度和流量的調節，可以控制水冷金屬型鑄型1的冷卻速度，并使鑄件的凝固符合順序凝固原則。(4)待金屬液完全凝固后將鑄造好的管子鉗鉗柄體12取出。由于采用水冷金屬型鑄造方法，對可鍛鑄鐵的過冷度增大，生成大量滲碳體細晶粒，機械性能可提高一個牌號，即原KTH350-10牌號材質能提高為KTH370-12，并且縮短鑄件退火時間30%，可用多付鑄型實行連續澆鑄，實現機械化流水線作業。圖3～4所示第二實施例是采用水冷金屬型鑄型來鑄造隨機拉軸器13，其工藝過程同第一實施例，所用金屬液為球墨鑄鐵，為了同時澆注多個隨機拉軸器，增設了橫澆口14，鑄造出的隨機拉軸器加工后表面光亮如鋼件。圖5～8所示第三實施例是利用水冷模樣板15來精鑄管子鉗鉗柄體水冷金屬型鑄型1。水冷模樣板15由左型腔框16、右型腔框17和水冷模樣塊18構成，它們體內部均分別安裝有水冷卻管道19，水冷卻管道19的進水口9位于水冷模樣板15的下部而出水口位于上部，為了鑄造出水冷金屬型鑄型的水冷卻系統，在進行澆注前應將預制成型好的水冷卻管10分別放入左型腔框和右型腔框中并由定位孔20定位，然后，再進行水冷澆注直接鑄造出型腔尺寸精度較高的管子鉗鉗柄體水冷金屬型鑄型。圖8～11所示第四實施例是采用水冷模樣板15精鑄管子鉗活動鉗口鍛壓模具21，鍛壓模具不需水冷卻系統，因此鑄造時不放入水冷卻管，另增加有冒口22。采用水冷金屬模樣板直接鑄造出具有型腔尺寸精度較高的鍛壓模具后，只需簡單的加工打磨，便可投入使用，大大減少了模具費用開支，模具損壞后可重新自己鑄造，并能實現互換永久型工藝，模樣板壞了可用模具來重新水冷精鑄，模具壞了可用模樣板大批復制。
權利要求
1.水冷金屬型鑄造方法，其工藝過程是，預先在金屬型鑄型或者模樣板的型腔等工作表面噴刷高溫涂料，噴刷一次高溫涂料后，可連續使用，然后將金屬液從澆注系統(2)澆注入金屬型鑄型或者模樣板中，待金屬液完全凝固后將鑄件取出，又可進行澆注，其特征在于，在上述工藝過程中，用一套流體或水冷卻系統(3)對金屬型鑄型或者模樣板進行冷卻。
2.根據權利要求1所述水冷金屬型鑄造方法，其特征是流體或水冷卻介質可以是油、空氣或水等，它們是通過在水冷金屬型鑄型(1)或者模樣板(15)中的管道(10)或(19)中流動帶走熱量的方法來加快水冷金屬型鑄型(1)或者模樣板(15)的冷卻的，通過對進入管道的流體溫度和流量等的調節，可以控制冷卻速度。
3.用于權利要求1所述方法的水冷金屬型鑄型或者模樣板，有一金屬型鑄型或者模樣板，其特征是流體或水冷卻系統的管道(10)或(19)安裝在金屬型鑄型或者模樣板中。
4.根據權利要求3的水冷金屬型鑄型或者模樣板，其特征是流體或水冷卻系統的管道(10)或(19)預先設計制造成形，然后鑄造在金屬型鑄型或者模樣板中。
5.根據權利要求4的水冷金屬型鑄型或者模樣板，其特征是流體或水冷卻系統的管道(10)或(19)的進水口(9)位于水冷金屬型鑄型(1)或者模樣板(15)的下部，而出水口(11)位于上部。
全文摘要
本發明提供了水冷金屬型鑄造方法及實現該方法使用的水冷金屬型鑄型或者模樣板。本發明方法是在金屬型鑄造方法的基礎上，采用一套流體或水冷卻系統對水冷金屬鑄型或者模樣板進行冷卻，冷卻介質可以是油、空氣或水等，通過對進入管道的流體溫度和流量等的調節，可以控制冷卻速度。水冷金屬型鑄型或者模樣板的特點是冷卻管道預制成型后鑄造在金屬型鑄型或者模樣板中。本發明能大大提高生產率和鑄件質量，延長鑄型壽命。
文檔編號B22C9/06GK1067194SQ9110371
公開日1992年12月23日 申請日期1991年5月26日 優先權日1991年5月26日
發明者羅明科 申請人:四川省資陽縣塑料建材廠