專利名稱：一種雙液雙金屬垂直分型錘頭的鑄型裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及鑄型裝置，尤其是一種雙液雙金屬垂直分型錘頭的鑄型裝置。
背景技術：
目前，耐磨金屬材料鑄件廣泛用于冶金、礦山、港口、水泥、電力、煤炭、建材等行業(yè)，在各個工業(yè)門類中，工件及設備因磨損而迅速失效，鑄件磨損會引起金屬工件災難性的危害和驚人的經濟損失。我國每年因金屬材料鑄件磨損造成的經濟損失高達I千億人民幣，僅磨料磨損每年就消耗300多萬噸耐磨金屬材料，而且還以每年15%的速度增長。因此高壽命耐磨金屬鑄件的研制及使用關系到國民經濟的長期穩(wěn)定發(fā)展。國內現有的耐磨鑄件使用的材料主要為奧氏體耐磨高錳鋼和高鉻白口鑄鐵,這些材料都屬于單一材料。高錳鋼只有在沖擊力大、應力高、磨料硬的工況下才耐磨。高鉻白口鑄鐵的基體組織為馬氏體時，其耐磨性能最好，但是馬氏體的抗沖擊韌性較差。有些耐磨鑄件，雖然經過成分調整，能適當提高鑄件韌性，可顯著降低鑄件在使用中因破碎所造成的人身傷害，但鑄件硬度下降，使用壽命降低。因此單一材料鑄件在綜合性能上表現不如人
O現有的雙金屬澆注工藝制造復合鑄件的鑄型裝置，澆注復合鑄件保證了工作部分良好的耐磨性，同時又保證其它部位良好的韌性。但用該鑄型裝置制造的復合鑄件，復合面積< 80%，不少屬于液體和固體的熔接，雙金屬界面的結合強度不高，只適用于靜態(tài)磨損工況，例如襯板。但是對于沖擊條件惡劣的動態(tài)磨損工況，如錘頭，使用中容易出現耐磨層沿雙金屬界面破碎、脫落、飛出的事故，使生產的鑄件在使用時存在較大的安全隱患。雙金屬工藝是采用事先在鑄型中埋入先期澆好的有特殊結合面的半成品鑄件，再澆入復合金屬，結合強度較低，工藝繁瑣。鑄型多數使用水平分型單型澆注，效率也低。總之，使用現有的鑄件的鑄型裝置生產工藝繁瑣，降低了工作效率和鑄件質量；使鑄件的耐磨性能和抗沖擊韌性在綜合性能上較差，存在較大的安全隱患；工件及設備因磨損而迅速失效，縮短了使用壽命，浪費大量能源，造成驚人的經濟損失；費工、費時、費力，工人的勞動強度大，增加了生產成本。是本領域長期以來急待解決又難以解決的技術難題。鑒于上述原因，現有鑄件的鑄型裝置需要改進。

實用新型內容本實用新型的目的是為了克服現有技術中的不足，提供一種雙液雙金屬垂直分型錘頭的鑄型裝置，使生產工藝簡捷，明顯提高了工作效率和鑄件質量；使鑄件復合面積為 100%，適合于沖擊條件惡劣的動態(tài)磨損工況，使用安全可靠，使用壽命比普通復合鑄件提高I. 5-2倍；消除安全隱患，節(jié)約大量能源；有效減輕工人的勞動強度，降低了生產成本。本實用新型為了實現上述的目的，采用如下的技術方案一種雙液雙金屬垂直分型錘頭的鑄型裝置，是由前鑄型，后鑄型，下層內澆口，合型定位錐芯子，鑄件芯子，上層直澆口，上層內澆口，冷鐵塊，下層直澆口，冒口頸，鑄件芯子芯頭座，合型定位錐芯子芯頭座，錘頭型腔構成；前鑄型的一側對稱設置后鑄型，構成鑄型；后鑄型與前鑄型的中部對應對稱設置至少兩個錘頭型腔；至少兩個錘頭型腔的每個上方設置冒口頸；錘頭型腔的上部橫向設置至少兩個上層內澆口，上層內澆口的一端豎向設置上層直澆口 ；錘頭型腔的下部橫向設置至少兩個下層內澆口，下層內澆口的一端豎向設置下層直澆口。每個錘頭型腔內的中上部橫向設置至少一個矩形的冷鐵塊；錘頭型腔內的下部設置圓形的鑄件芯子芯頭座，鑄件芯子芯頭座內對應設置圓形的鑄件芯子。至少兩個錘頭型腔的兩者之間與錘頭型腔下方設置至少三個圓形的合型定位錐芯子芯頭座，合型定位錐芯子芯頭座內對應設置合型定位錐芯子。本實用新型的工藝原理是本實用新型采用水平分型造型合箱緊固，然后翻轉 90°垂直澆注，將韌性好和硬度高的兩種不同材料在液態(tài)下澆注成型，制造出耐磨性高與韌性好相結合的雙層金屬復合材料鑄件。該鑄件使用的材料為基體材料使用韌性較好的中碳鋼或低合金鋼；耐磨表面使用高鉻鑄鐵。本實用新型澆注工藝采用復合澆注法，具體工藝步驟如下首先采用水平分型自硬砂脫箱造型在雙金屬界面處預先放入一周冷鐵，保證澆注后液體能夠可靠分層。為了分雙層金屬液澆注，澆注位置采用分型面垂直的澆注方法，實現液液牢固結合。然后將韌性金屬材料和耐磨金屬材料進行分爐冶煉，待鋼液成分均勻后，依次進行初次澆注、復合澆注。此種鑄型設計可復合澆注，先后從不同直澆口澆入，韌性金屬液澆入底層，耐磨金屬液澆入頂層。為了提高效率，每次將三到四對砂型加緊在一起，依次澆注， 燒注時間I-I. 5min。鑄件凝固后，進行落砂處理；制件熱處理，再進行后期清理。優(yōu)化后的澆注溫度值韌性材料鋼液1450-1550°C；耐磨材料鐵液1500_1550°C。工藝指標(工件物理參數)韌性材料的沖擊韌度ak彡30J/cm2 ；耐磨材料硬度HRC60-65。形成鑄件孔的芯子和合型雙頭錐形芯子先安裝到到前鑄型，合型后套入后鑄型相應的芯頭座。合型后的鑄型的冒口頸上方放置陶瓷保溫冒口圈，直澆口處放置陶瓷直澆口管，并圍砂；特此說明。本實用新型的有益效果是結構簡單，生產制造容易，使用安全方便，操作快捷； 使生產工藝簡捷，明顯提高了工作效率和鑄件質量；使鑄件的耐磨性能和抗沖擊韌性在綜合性能上大大提高，使鑄件復合面積為100%，適合于沖擊條件惡劣的動態(tài)磨損工況，使用安全可靠，使用壽命比普通復合鑄件提高I. 5-2倍；避免工件及設備因磨損而迅速失效，延長了使用壽命，有效避免造成驚人的經濟損失；消除安全隱患，節(jié)約大量能源；省工、省時、 省力，有效減輕工人的勞動強度，降低了生產成本。投資低，便于推廣。本實用新型采用雙液雙金屬復合垂直分型澆注工藝，將兩種不同性能的材料通過冶金結合復合成一個整體，雙金屬界面結合牢固，復合面積100%，使制件的基體具有良好的韌性，工作部位具有高的耐磨性，有效地解決了單金屬鑄件綜合使用性能差的缺點。該工藝除用于靜態(tài)磨損工況下的耐磨鑄件外，還可有效應用于動態(tài)磨損，尤其是在沖擊載荷工況下的耐磨鑄件，如錘頭、板錘等。使耐磨鑄件的使用安全得到保證，同時使用壽命比普通雙液雙金屬產品提高I. 5-2倍。本實用新型通過使鑄造工藝參數及過程優(yōu)化，實現了鑄件工作端高耐磨、基體韌性好、雙金屬界面結合牢固的綜合性能，使復合鑄件的服役期大幅提高，其使用壽命比傳統單一金屬鑄件提高2-3倍，比普通復合鑄件提高I. 5-2倍。本實用新型生產的鑄件工藝指標可達到韌性材料的沖擊韌度ak ^ 30J/cm2 ;耐磨材料硬度HRC60-65。
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明圖I是本實用新型的后鑄型的結構示意圖；圖2是本實用新型的前鑄型的結構示意圖；圖3是本實用新型的合型定位錐芯子的結構示意圖；圖4是本實用新型的鑄件芯子的結構示意圖；


圖1、2、3、4中前鑄型1，后鑄型2，下層內澆口 3，合型定位錐芯子4，鑄件芯子5， 上層直澆口 6，上層內澆口 7，冷鐵塊8，下層直澆口 9，冒口頸10，鑄件芯子芯頭座11，合型定位錐芯子芯頭座12，錘頭型腔13。
具體實施方式
以下結合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進一步說明如圖所不，前鑄型I的一側對稱設置后鑄型2,構成鑄型；后鑄型2與前鑄型I的中部對應對稱設置至少兩個錘頭型腔13 ;至少兩個錘頭型腔13的每個上方設置冒口頸10 ； 錘頭型腔13的上部橫向設置至少兩個上層內澆口 7，上層內澆口 7的一端豎向設置上層直澆口 6 ;錘頭型腔13的下部橫向設置至少兩個下層內澆口 3，下層內澆口 3的一端豎向設置下層直燒口 9。每個錘頭型腔13內的中上部橫向設置至少一個矩形的冷鐵塊8 ;錘頭型腔13內的下部設置圓形的鑄件芯子芯頭座11，鑄件芯子芯頭座11內對應設置圓形的鑄件芯子5。至少兩個錘頭型腔13的兩者之間與錘頭型腔13下方設置至少三個圓形的合型定位錐芯子芯頭座12，合型定位錐芯子芯頭座12內對應設置合型定位錐芯子4。
權利要求1.一種雙液雙金屬垂直分型錘頭的鑄型裝置，是由前鑄型(1)，后鑄型(2)，下層內澆口(3)，合型定位錐芯子(4)，鑄件芯子(5)，上層直澆口(6)，上層內澆口(7)，冷鐵塊(8)， 下層直澆口(9)，冒口頸(10)，鑄件芯子芯頭座(11)，合型定位錐芯子芯頭座(12)，錘頭型腔(13)構成；其特征在于前鑄型(I)的一側對稱設置后鑄型(2)，構成鑄型；后鑄型(2) 與前鑄型(I)的中部對應對稱設置至少兩個錘頭型腔(13);至少兩個錘頭型腔(13)的每個上方設置冒口頸(10);錘頭型腔(13)的上部橫向設置至少兩個上層內澆口(7)，上層內澆口(7)的一端豎向設置上層直澆口 ￠);錘頭型腔(13)的下部橫向設置至少兩個下層內澆口(3)，下層內澆口(3)的一端豎向設置下層直澆口(9)。
2.根據權利要求I所述的一種雙液雙金屬垂直分型錘頭的鑄型裝置，其特征在于每個錘頭型腔(13)內的中上部橫向設置至少一個矩形的冷鐵塊(8);錘頭型腔(13)內的下部設置圓形的鑄件芯子芯頭座(11)，鑄件芯子芯頭座(11)內對應設置圓形的鑄件芯子(5)。
3.根據權利要求I所述的一種雙液雙金屬垂直分型錘頭的鑄型裝置，其特征在于至少兩個錘頭型腔(13)的兩者之間與錘頭型腔(13)下方設置至少三個圓形的合型定位錐芯子芯頭座(12)，合型定位錐芯子芯頭座(12)內對應設置合型定位錐芯子(4)。
專利摘要一種雙液雙金屬垂直分型錘頭的鑄型裝置，使生產工藝簡捷，明顯提高了工作效率和鑄件質量；使鑄件復合面積為100％，適合于沖擊條件惡劣的動態(tài)磨損工況，使用安全可靠，使用壽命比普通復合鑄件提高1.5-2倍；消除安全隱患，節(jié)約大量能源；有效減輕工人的勞動強度，降低了生產成本。是由前鑄型，后鑄型，下層內澆口，合型定位錐芯子，鑄件芯子，上層直澆口，上層內澆口，冷鐵塊，下層直澆口，冒口頸，鑄件芯子芯頭座，合型定位錐芯子芯頭座，錘頭型腔構成；前鑄型的一側對稱設置后鑄型，構成鑄型；后鑄型與前鑄型的中部對應對稱設置至少兩個錘頭型腔；至少兩個錘頭型腔的每個上方設置冒口頸；錘頭型腔的上部橫向設置至少兩個上層內澆口。
文檔編號B22D19/16GK202343917SQ20112050778
公開日2012年7月25日 申請日期2011年12月8日 優(yōu)先權日2011年12月8日
發(fā)明者王大偉 申請人:洛陽市致力實業(yè)有限公司