本發(fā)明涉及一種風(fēng)鎬缸體的鑄造方法及所用鑄模。

背景技術(shù)：

風(fēng)鎬為礦山、鐵路、公路、隧道、工廠、建設(shè)施工工地等行業(yè)必備工具，主要起破碎作用，市場需求很大。我國幾大風(fēng)動工具廠年生產(chǎn)幾十萬件各類風(fēng)鎬，在使用風(fēng)鎬保守估計有幾百萬件。

風(fēng)鎬缸體為風(fēng)鎬的主要核心部件，其為內(nèi)通孔管件型鑄件，砂芯細長，當高溫鐵水充型澆注時，砂芯被鐵水包裹，因砂芯耐熱性有限，此時很容易造成砂芯彎曲、變形和潰散，導(dǎo)致鑄件內(nèi)孔偏心失圓、內(nèi)部夾砂等質(zhì)量問題出現(xiàn)。因此，急需設(shè)計一種工藝來確保砂芯質(zhì)量的穩(wěn)定，從而減少鑄件質(zhì)量問題，提高產(chǎn)品合格率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的問題是提供一種風(fēng)鎬缸體的鑄造方法，該鑄造方法在高溫鐵水充型澆注時，能保持砂芯的穩(wěn)定，使鑄件內(nèi)孔成型符合質(zhì)量要求，避免鑄件內(nèi)孔偏心失圓、內(nèi)部夾砂等質(zhì)量問題出現(xiàn)；保證風(fēng)鎬缸體的鑄造成型合格率。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：一種風(fēng)鎬缸體的鑄造方法，砂芯芯骨采用通管，通管管壁上鉆孔；鑄件造型下芯合箱后，芯骨通管接入主水管，等待澆注鑄件；鐵水在預(yù)定溫度開始澆注鑄件，澆注時打開進水管水閥，使芯骨通管通水；鑄件澆注完3min后，關(guān)閉水閥，松開進水管；扒箱得到風(fēng)鎬缸體鑄件。

通過對風(fēng)鎬缸體鑄件工藝過程分析，高溫鐵水澆注鑄件時，整個砂芯完全被鐵水包裹，鐵水凝固過程釋放大量熱量，砂芯受熱極易產(chǎn)生變形或潰散，導(dǎo)致鑄件內(nèi)孔偏心失圓、鑄件內(nèi)部產(chǎn)生夾砂現(xiàn)象。本發(fā)明采用熱平衡原理，通過調(diào)節(jié)流速和進水溫度，來調(diào)節(jié)溫度快慢。砂芯芯骨采用通管，通管上鉆孔，鐵水澆入型腔時通管接入主水管通水，水流迅速導(dǎo)熱降溫，降低砂芯瞬間溫度，保證砂芯強度，進而避免了砂芯的彎曲、變形和潰散。其理論計算過程如下：

金屬液以一定的溫度流經(jīng)澆注系統(tǒng)進入型腔，金屬液與砂芯產(chǎn)生了熱交換，釋放熱量q1，充型完后，金屬液凝固過程繼續(xù)釋放熱量為q2。砂芯與金屬液接觸，自身吸收熱量為q3，水流帶走熱量為q4。根據(jù)熱平衡原理，即:q1+q2+q3+q4=0時，砂芯才能保持正常強度，抵抗鐵液的熱沖擊。因金屬液澆注溫度、型腔、砂芯等在制作過程中基本固定，其熱量可近似為常數(shù)qm（其值可參考工廠生產(chǎn)鑄件的經(jīng)驗數(shù)據(jù)和測量來選定），即qm=q1+q2+q3。進而可得：當q4≥qm時，滿足設(shè)計要求。其中，

q4=ρ?v?c?（tj–ti）?t，可得，

式中：v：水流速；tj：出口水溫；ti：進口水溫；ρ：水密度；c：水的比熱容；t：通水時間。

因此，本發(fā)明所述芯骨通管通水的水流速v按下式獲得，

式中：tj：出口水溫；ti：進口水溫；ρ：水密度；c：水的比熱容；t：通水時間；qm為金屬液在澆注過程中釋放的熱量（其值可參考工廠生產(chǎn)鑄件的經(jīng)驗數(shù)據(jù)和測量來選定）。

本發(fā)明還提供了一種風(fēng)鎬缸體鑄模，包括外模和內(nèi)模，所述內(nèi)模為插入并貫穿外模的砂芯，砂芯芯骨采用通管，通管管壁上設(shè)有通孔。

所述通管為圓形通管。

所述外模由砂箱和設(shè)置于砂箱內(nèi)的型砂構(gòu)成。

本發(fā)明使用時，鐵水澆入鑄模型腔時通管接入主水管通水，水流迅速導(dǎo)熱降溫，降低砂芯瞬間溫度，保證砂芯強度，進而避免了砂芯的彎曲、變形和潰散；避免鑄件內(nèi)孔偏心失圓、內(nèi)部夾砂等質(zhì)量問題出現(xiàn)；使鑄件內(nèi)孔成型符合質(zhì)量要求，保證風(fēng)鎬缸體的鑄造成型合格率。通管管壁上設(shè)通孔（即貫穿管壁的穿孔），一方面芯骨通管表面的不規(guī)則結(jié)構(gòu)保證砂子粘附通管上，增加附著力，另一方面保證芯子受熱時產(chǎn)生的氣體和熱量可以迅速通過孔導(dǎo)入芯骨通管，避免氣孔缺陷的發(fā)生。

附圖說明

圖1為本發(fā)明風(fēng)鎬缸體水冷砂芯外部整體示意圖；

圖2為本發(fā)明風(fēng)鎬鑄型內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明芯骨通管示意圖。

具體實施方式

參見圖1-3，本發(fā)明所述的風(fēng)鎬缸體鑄模，包括外模和內(nèi)模，所述內(nèi)模為插入并貫穿外模的砂芯5，砂芯芯骨3采用通管，通管側(cè)壁設(shè)有貫穿孔10。

所述通管為圓形通管。

所述外模由砂箱9和設(shè)置于砂箱9內(nèi)的型砂7構(gòu)成。

本發(fā)明風(fēng)鎬缸體的鑄造方法，鑄件造型8下芯合箱后，芯骨通管3接入主水管1，等待澆注鑄件4。鐵水在預(yù)定溫度開始澆注鑄件，澆注時打開進水管2水閥6，使芯骨通管3通水；水流迅速導(dǎo)熱降溫，降低砂芯5瞬間溫度，保證砂芯強度，進而避免了砂芯的彎曲、變形和潰散；避免鑄件內(nèi)孔偏心失圓、內(nèi)部夾砂等質(zhì)量問題出現(xiàn)；使鑄件內(nèi)孔成型符合質(zhì)量要求，保證風(fēng)鎬缸體的鑄造成型合格率。鑄件澆注完3min后，關(guān)閉水閥，松開進水管。扒箱得到風(fēng)鎬缸體鑄件4。

所述芯骨通管通水的水流速v按下式獲得，

式中：tj：出口水溫；ti：進口水溫；ρ：水密度；c：水的比熱容；t：通水時間。

本發(fā)明采用熱平衡原理，通過調(diào)節(jié)流速和進水溫度，來調(diào)節(jié)溫度快慢。

本發(fā)明優(yōu)點及意義

（1）砂芯芯骨采用通管，通管上鉆孔，鐵水澆入型腔時通管接入主水管通水，水流帶走熱量，工藝過程操作簡單，并提高了鑄件的合格率。

（2）水流迅速導(dǎo)熱降溫，降低砂芯瞬間溫度，保證型砂砂芯剛度，進而避免了砂芯的彎曲變形。

（3）水流帶走熱量，降低了包裹鐵水對砂芯的燙傷，避免了粘結(jié)劑的受熱失效，減少了因砂芯潰散產(chǎn)生的夾砂缺陷。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及風(fēng)鎬缸體的鑄造方法，砂芯芯骨采用通管，通管管壁上鉆孔；鑄件造型下芯合箱后，芯骨通管接入主水管，等待澆注鑄件；鐵水在預(yù)定溫度開始澆注鑄件，澆注時打開進水管水閥，使芯骨通管通水；鑄件澆注完3min后，關(guān)閉水閥，松開進水管；扒箱得到風(fēng)鎬缸體鑄件。本發(fā)明所用鑄模，包括外模和內(nèi)模，所述內(nèi)模為插入并貫穿外模的砂芯，砂芯芯骨采用通管，通管管壁上設(shè)有通孔。本發(fā)明使用時，鐵水澆入鑄模型腔時通管接入主水管通水，水流迅速導(dǎo)熱降溫，降低砂芯瞬間溫度，保證砂芯強度，進而避免了砂芯的彎曲、變形和潰散；避免鑄件內(nèi)孔偏心失圓、內(nèi)部夾砂等質(zhì)量問題出現(xiàn)；使鑄件內(nèi)孔成型符合質(zhì)量要求，保證風(fēng)鎬缸體的鑄造成型合格率。

技術(shù)研發(fā)人員：張軍;李志華
受保護的技術(shù)使用者：湖北省機電研究設(shè)計院股份公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.26
技術(shù)公布日：2017.10.13