一種石油鉆井泵十字頭模具的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于金屬鑄造技術領域，具體涉及一種石油鉆井泵十字頭模具。
【背景技術】
[0002]石油鉆井泵是油田開采的主要設備之一，而開采泵上的十字頭則是重要的動力組件之一，直接影響整個鉆井泵的工作可靠性。目前，十字頭鑄件的鑄造工藝一般采用立澆頂注的方式，即先將模具的開口薄壁部分朝上，再將較厚的錐體部分置于底箱，通過頂注引入鐵液，從而加熱頂部薄壁部分。但在實際生產中，這種方法調溫效果不佳，無法有效消除因鑄件壁厚差異而帶來的溫差和凝固熱節，造成錐體部分內壁球面表面落砂和夾雜缺陷。當設備工作時，這些落砂和夾雜便掉入工作面，影響設備正常運轉；由傳統方法制備的十字頭鑄件硬度分布不均，后續須通過正火、退火工序才能質量合格，這樣降低了生產效率，還大大增加了增加生產成本。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種石油鉆井泵十字頭模具，解決了現有模具鑄造出的十字頭鑄件內腔落砂夾雜及整體硬度分布不均的問題。
[0004]本實用新型所采用的技術方案是，一種石油鉆井泵十字頭模具，包括上外模和下外模，上外模、下外模形成十字頭鑄件的外輪廓形狀，內腔坭芯形成內部型腔；上外模一側開有直澆道，直澆道沿豎直方向設置；上外模分型面處設置有呈U型分布橫澆道，上外模分型面處還設置有內澆道C和內澆道d，內澆道c和內澆道d與橫澆道及上外模相連通；上外模的頂部設置有薄壁環形法蘭，環形法蘭上設置冒口 a和冒口 b，冒口 a和冒口 b全部壓在環形法蘭上；上外模頂部放置有冷鐵a，側壁放置有冷鐵b和冷鐵C。
[0005]本實用新型的特點還在于，
[0006]冷鐵a位于上外模頂部的中央。
[0007]冷鐵b和冷鐵c分別位于冒口 a和冒口 b的正下方。
[0008]直澆道、橫澆道、內澆道c和內澆道d的橫截面面積之比為2.5:0.8:1:1。
[0009]直饒道的阻流截面不大于0 50mm。
[0010]本實用新型的有益效果是，
[0011]一種石油鉆井泵十字頭模具，通過將傳統十字頭的模具倒置，并改變澆口和冒口位置，使鐵液能充分均勻填充模具型腔，并且，通過在模具特殊位置放置的冷鐵，使十字頭在澆注時能降低壁厚厚大處和凝固過熱處的溫度，相比于現有模具，能起到消除熱節、均衡凝固的效果，使生產出的十字頭鑄件硬度分布均勻、內腔清潔，提高了良品率。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型一種石油鉆井泵十字頭模具的結構示意圖；
[0013]圖2是本實用新型一種石油鉆井泵十字頭模具的俯視圖。
[0014]圖中，1.冒口 b，2.直澆道，3.冷鐵c，4.上外模，5.橫澆道，6.冒口 a，7.冷鐵a，
8.冷鐵b，9.內澆道c，10.內腔坭芯，11.下外模，12內澆道d，13.環形法蘭，14.定位錐。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進行詳細說明。
[0016]如圖1和圖2所示，一種石油鉆井泵十字頭模具，包括上外模4和下外模11，上外模4、下外模11形成十字頭鑄件的外輪廓形狀，上外模4和下外模11的內腔坭芯10形成內部型腔；上外模4 一側開有直澆道2，直澆道2沿豎直方向設置；上外模4的分型面處設置有呈U型分布橫澆道5，上外模4的分型面處還設置有內澆道c9和內澆道dl2，內澆道c9和內澆道dl2與橫澆道5及上外模4相連通；直澆道2、橫澆道5、內澆道c9和內澆道dl2的橫截面面積之比為2.5:0.8:1:1，直澆道2的阻流截面不大于C 50mm。上外模4的頂部設置有薄壁的環形法蘭13，環形法蘭13上設置有冒口 a6和冒口 bl，冒口 a6和冒口 bl全部壓在環形法蘭13上；上外模4頂部中心放置有冷鐵a7，冷鐵a7位于上外模4頂部的中央，上外模4側壁放置有冷鐵b8和冷鐵c3，冷鐵b8和冷鐵c3分別位于冒口 a6和冒口 bl的正下方。
[0017]本裝置的使用方法時，先將本裝置的下外模11實施造型工序，形成形狀為倒置的石油鉆井泵十字頭外部形狀砂型的下砂型；
[0018]上外模4經過造型工序，形成形狀為倒置的石油鉆井泵十字頭外部形狀砂型的上砂型；上箱造型前組裝直澆道2的模具實樣、冒口 a6和冒口 bl的模具實樣，將模具實樣放入頂部冷鐵a7，側壁放冷鐵b8和冷鐵c3的鑄鐵實樣，方可實施上箱造型工序。橫澆道5和內澆道c9、內澆道dl2原為緊固件模具實樣，造型自然形成澆道砂型空腔。
[0019]制芯形成形狀為倒置的石油鉆井泵十字頭內部形狀的內腔坭芯10 ;在下砂型中落入內腔坭芯10和3個定位砂錐14后扣上砂型，并鎖緊，待澆注使用。
[0020]澆注時，金屬液經直澆道2、橫澆道5、內澆道c9和內澆道dl2注入組裝好的上下砂型型腔。金屬液從下砂型底部緩慢升高，至頂部冒口 a6、冒口 bl充滿，停止澆注。澆注完成12小時后，經開箱、落砂、清理工序后，便制得石油鉆井泵十字頭鑄件。
[0021]本實用新型中，將模具型腔設計成倒置的石油鉆井泵十字頭形狀，是因為石油鉆井泵十字頭本身為壁厚差異近6.5倍，傳統正置立澆法，澆注完成后，上部薄壁皮厚凝固較早，冒口無法補縮底部厚大錐體部位，導致鑄件底部縮松和鑄件整體硬度不均現象。本裝置創新地將原有模具顛倒過來，并重新設計澆口數量及位置，使鑄型各部分澆注時溫度趨于均勻，降低整體溫差梯度，達到均衡凝固的鑄造方法，獲得組織致密、清潔度高、硬度均勻的鑄件。同時，本裝置在上砂箱和下砂箱之間設置了水平澆道，降低注入鐵液落差，減小金屬液對砂型沖刷，消除鑄件內腔夾雜，降低了廢品率。并且，在上砂箱頂部設置冷鐵a，進一步降低鑄件較厚處的低溫鐵液的溫度，能有效消除縮松現象；在上砂箱的側壁設置冷鐵b和冷鐵C，是為了降低冒口 a和冒口 b根部溫度，有效防止冒口附近鑄件的縮松現象，進一步降低了鑄件凝固使得溫度梯度，減小了廢品發生的可能性。
【主權項】
1.一種石油鉆井泵十字頭模具，其特征在于，包括上外模(4)和下外模(11)，所述上外模(4)、下外模(11)形成十字頭鑄件的外輪廓形狀，上外模(4)和下外模(11)的內腔坭芯(10)形成內部型腔；上外模(4) 一側開有直澆道(2)，直澆道(2)沿豎直方向設置；上外模(4)的分型面處設置有呈U型分布橫澆道(5)，上外模(4)的分型面處還設置有內澆道c (9)和內澆道d (12)，內澆道c (9)和內澆道d (12)與橫澆道(5)及上外模(4)相連通；上外模(4)的頂部設置有薄壁的環形法蘭(13)，環形法蘭(13)上設置有冒口 a(6)和冒口 b(l)，冒口 a(6)和冒口 b(l)全部壓在環形法蘭(13)上；上外模(4)頂部放置有冷鐵a (7)，上外模(4)側壁放置有冷鐵b⑶和冷鐵c (3)。
2.根據權利要求1所述的一種石油鉆井泵十字頭模具，其特征在于，所述冷鐵a(7)位于上外模(4)頂部的中央。
3.根據權利要求1所述的一種石油鉆井泵十字頭模具，其特征在于，所述冷鐵b(8)和冷鐵c (3)分別位于冒口 a(6)和冒口 b(l)的正下方。
4.根據權利要求1所述的一種石油鉆井泵十字頭模具，其特征在于，所述直澆道(2)、橫澆道(5)、內澆道c (9)和內澆道d(12)的橫截面面積之比為2.5:0.8:1:1。
5.根據權利要求1-4任一項所述的一種石油鉆井泵十字頭模具，其特征在于，所述直澆道(2)的阻流截面不大于C 50mm。
【專利摘要】本實用新型公開了一種石油鉆井泵十字頭模具，包括上外模和下外模，上外模、下外模形成十字頭鑄件的外輪廓形狀，內腔坭芯形成內部型腔；上外模一側開有直澆道，直澆道沿豎直方向設置；上外模分型面處設置有呈U型分布橫澆道，上外模分型面處還設置有內澆道c、d，內澆道c、d與橫澆道及上外模相連通；上外模的頂部設置有薄壁環形法蘭，環形法蘭上設置冒口a和冒口b，冒口a和冒口b全部壓在環形法蘭上；上外模頂部中心放置有冷鐵a，側壁放置有冷鐵b和冷鐵c。本實用新型使十字頭在澆注時能降低壁厚厚大處和凝固過熱處的溫度，能起到消除熱節、均衡凝固的效果，使生產出的十字頭鑄件硬度分布均勻、內腔清潔，提高了良品率。
【IPC分類】B22C9-22, B22C9-08
【公開號】CN204413064
【申請號】CN201520069590
【發明人】宇文天合
【申請人】興平市天合鑄造有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年1月30日