一種立式半連續(xù)鑄造薄壁空心鑄管用芯頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬合金化鑄造設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種立式半連續(xù)鑄造薄壁空心鑄管用芯頭。
【背景技術(shù)】
[0002]半連續(xù)鑄造銅合金鑄錠無疑是最佳的鑄造技術(shù)，具有良好的鑄錠質(zhì)量和經(jīng)濟的鑄造速度，銅合金加工企業(yè)多采用無芯的結(jié)晶器半連續(xù)鑄造實心銅合金鑄錠，然后經(jīng)過高溫加熱和大型擠壓機熱擠壓實現(xiàn)銅合金管坯的生產(chǎn)。如果能夠不經(jīng)擠壓，得到空心鑄錠半連續(xù)鑄造空心鑄錠，勢必大大節(jié)省能源消耗和加工工序，節(jié)約大量加工費用，可以滿足特殊場合空心鑄管的實際需求。
[0003]目前，比較成熟的空心鑄管生產(chǎn)技術(shù)主要包括離心鑄造和上引連鑄、水平連鑄技術(shù)。離心鑄造技術(shù)在很多大型銅套的鑄造生產(chǎn)已經(jīng)普遍采用，其主要特點是鑄件直徑和壁厚較大，鑄造完成后無需經(jīng)過壓力加工直接使用，鑄件內(nèi)允許一定尺寸的缺陷存在。水平連續(xù)鑄造空心錠技術(shù)和上引連鑄盤管生產(chǎn)技術(shù)，主要適用于鑄造直徑小于100的小規(guī)格鑄管錠坯，用于生產(chǎn)小規(guī)格薄壁冷凝管盤管。半連續(xù)鑄造空心銅合金鑄管的技術(shù)在國內(nèi)外并不多見。多年以來，人們一直研宄通過在原有半連續(xù)鑄造結(jié)晶器內(nèi)設(shè)置冷卻芯頭，實現(xiàn)半連續(xù)鑄造空心鑄管的生產(chǎn)，主要存在兩個方面的難題:一是鑄造過程中空心鑄管冷卻收縮抱緊芯頭導(dǎo)致鑄造不能連續(xù)進行；二是收到澆鑄系統(tǒng)空間的限制，無法實現(xiàn)滿足鑄管薄壁化的要求。開發(fā)成本低廉、鑄造質(zhì)量良好、薄壁的空心的半連續(xù)鑄造技術(shù)是市場發(fā)展需求的方向。
[0004]要實現(xiàn)大規(guī)格銅合金薄壁空心鑄管的生產(chǎn)，結(jié)晶鑄造的模具是技術(shù)的難點和關(guān)鍵。充分利用原有實心鑄造的結(jié)晶器模具，設(shè)計合適的芯頭，立式半連續(xù)鑄造出質(zhì)量合格的薄壁空心鑄管，是解決空心鑄管研發(fā)難題的技術(shù)關(guān)鍵。鑄造薄壁空心鑄管的澆注空間狹小，外加澆注池既沒有空間也影響澆注溫度和流動性。鑄造薄壁的空心鑄管，才能降低產(chǎn)品重量和成本，減少加工量，最終得到薄壁管材管件終端產(chǎn)品，滿足市場需求，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提出一種立式半連續(xù)鑄造薄壁空心鑄管用芯頭，裝配在原有實心鑄造的結(jié)晶器模具上，鑄造生產(chǎn)出內(nèi)部組織質(zhì)量合格，內(nèi)外表面無缺陷，尺寸公差合格的薄壁空心鑄管。
[0006]本發(fā)明完成其發(fā)明任務(wù)采用如下技術(shù)方案:
一種立式半連續(xù)鑄造薄壁空心鑄管用芯頭，所述芯頭為具有紡錘型內(nèi)腔的結(jié)構(gòu)，由上向下依次為連接段、澆注定徑段和冷卻結(jié)晶段；所述的澆注定徑段和冷卻結(jié)晶段位于結(jié)晶器內(nèi)，所述的連接段伸出結(jié)晶器并通過卡具與結(jié)晶器連接為一體；所述澆注定徑段的外壁面為由上向下漸擴徑并平滑過渡的弧形面，與結(jié)晶器的內(nèi)壁面之間形成上部足夠大的澆注空間，且澆注定徑段平滑過渡的弧形面保證澆注液能夠順利的填充澆注空間；所述冷卻結(jié)晶段為由上向下漸縮徑的圓錐臺體，且所述冷卻結(jié)晶段與澆注定徑段之間平滑過渡，漸縮徑的冷卻結(jié)晶段與結(jié)晶器的內(nèi)壁面之間形成由上向下漸擴徑的冷卻結(jié)晶空腔，避免出現(xiàn)薄壁空心鑄管冷卻抱死芯頭現(xiàn)象的發(fā)生；所述冷卻結(jié)晶段的斜度為I?3°，避免出現(xiàn)薄壁空心鑄管冷卻拉漏現(xiàn)象的發(fā)生；所述芯頭的底部設(shè)置有用以將所述紡錘型內(nèi)腔封閉的底板；所述的芯頭還設(shè)置有出氣管和進水管；所述的進水管與所述連接段連接，并與所述的紡錘型空腔相連通；所述的底板上具有沿圓周均布的多個出水孔，所述出水孔為由內(nèi)向外傾斜的斜孔，用以對所成型薄壁空心鑄管的內(nèi)壁面進行冷卻；所述出氣管的兩端分別伸出芯頭連通外界與結(jié)晶器內(nèi)腔，用以排出冷卻過程中產(chǎn)生的水蒸氣。
[0007]芯頭所述澆注定徑段的壁厚為10?20mm。
[0008]芯頭所述冷卻結(jié)晶段的壁厚為10mm。
[0009]為了提高芯頭的耐磨性能和使用壽命，所述芯頭的外壁面上電鍍有厚度為0.08mm的鉻。
[0010]所述出水孔與垂直方向的夾角為15°。
[0011]芯頭所述連接段上具有用以安裝出氣管的螺紋孔I和用以安裝進水管的螺紋孔II，所述的底板上具有用以安裝出氣管的通孔；所述的出氣管包括上出氣管和下出氣管；所述上出氣管為下端具有外螺紋的L型管，所述的下出氣管為上下兩端均具有外螺紋的直管；所述上出氣管的下端與螺紋孔I的上部螺紋連接；所述下出氣管的上端與螺紋孔I的下部螺紋連接；所述下出氣管的下端伸出通孔由螺母背緊。
[0012]所述芯頭的材質(zhì)為T2或TP2等結(jié)晶器常用的紫銅材質(zhì)。
[0013]本發(fā)明提出的一種立式半連續(xù)鑄造薄壁空心鑄管用芯頭，采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠與現(xiàn)有的實心鑄管結(jié)晶器配合，鑄造出質(zhì)量合格的薄壁空心鑄管；芯頭澆注定徑段的外壁面為由上向下漸擴徑并平滑過渡的弧形面，與結(jié)晶器的內(nèi)壁面之間形成上部足夠大的澆注空間，滿足了澆注的需要；同時澆注定徑段平滑過渡的弧形面保證了澆注液順利的填充澆注空間，解決了薄壁空心鑄管不好澆注的難題；芯頭的冷卻結(jié)晶段采用漸縮徑的圓錐臺體，漸縮徑的冷卻結(jié)晶段與結(jié)晶器的內(nèi)壁面之間形成漸擴徑的冷卻結(jié)晶空腔，避免出現(xiàn)薄壁空心鑄管冷卻抱死芯頭現(xiàn)象的發(fā)生，冷卻結(jié)晶段的斜度為I?3°，還可避免出現(xiàn)薄壁空心鑄管冷卻拉漏現(xiàn)象的發(fā)生，確保了薄壁空心鑄管的順利鑄造冷卻結(jié)晶；通過所設(shè)置的出氣管解決了薄壁空心鑄管鑄造過程中冷卻產(chǎn)生的水蒸氣排出的難題，為鑄造生產(chǎn)出內(nèi)部組織質(zhì)量合格、內(nèi)外表面無缺陷，尺寸公差合格的薄壁空心鑄管奠定了基礎(chǔ)；具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、成本低、使用效果好的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是本發(fā)明的使用狀態(tài)圖。
[0016]圖中:1、連接段，2、澆注定徑段，3、冷卻結(jié)晶段，4、出水孔，5、通孔，6、底板，7、底板外螺紋，8、芯頭、9、紡錘型空腔，10、下出氣管，11、螺紋孔I，12、螺紋孔II，13、進水管，14、上出氣管，15、薄壁空心鑄管，16、結(jié)晶器，17、卡具，18、澆注系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0018]如圖1所示，并參照圖2，一種立式半連續(xù)鑄造薄壁空心鑄管用芯頭，所述芯頭為具有紡錘型內(nèi)腔9的結(jié)構(gòu)，由上向下依次為連接段1、澆注定徑段2和冷卻結(jié)晶段3 ;所述的澆注定徑段2和冷卻結(jié)晶段3位于結(jié)晶器16內(nèi)，所述的連接段I伸出結(jié)晶器16并通過卡具17與結(jié)晶器16連接為一體；所述澆注定徑段2的外壁面為由上向下漸擴徑并平滑過渡的弧形面，與結(jié)