[實用新型]用于鑄造火車車輪的砂芯

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200720091339.2
• 申請日: 2007-08-03
• 公開（公告）號: CN201102057Y
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發(fā)明（設計）人: 付順利;平向紅;黃毅春
• 申請（專利權）人: 天瑞集團鑄造有限公司
• 主分類號: B22C9/10
• 分類號: B22C9/10;B22C9/28
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產(chǎn)權代理有限公司
• 代理人: 劉芳

技術領域

本實用新型涉及一種砂芯，特別是一種用于鑄造火車車輪形成車輪輪轂孔的砂芯。

背景技術

現(xiàn)有鑄鋼車輪澆注主要有兩種工藝方法：一種是重力澆注方案，另一種是低壓底鑄式澆注方案。

所謂重力澆注，就澆注來說與通常鑄造生產(chǎn)的澆注方法沒什么不同，所不同的是根據(jù)車輪的特點，在澆注系統(tǒng)方面有所區(qū)別，簡單的說，重力澆注的澆包采用傳統(tǒng)的底注澆包(也有采用茶壺澆包的)，中間輪轂直接作澆口，冒口下部放雨淋芯作為雨淋澆口，雨淋芯的中間是直徑較大的孔，作為冒口的補縮通道，澆注時該通道上蓋一個芯子作蓋子——浮芯，澆注結束后浮芯自動浮起，補縮通道打開，輪轂孔鑄出，由中芯形成，中芯上設補縮通道。為了實現(xiàn)鑄件的順序凝固，鑄型采用石墨來增強冷卻效果，鑄件的壁厚是不均勻的，在澆注的遠端——輪輞部位是一個巨大的環(huán)形熱節(jié)，輪輞部位鑄型直接由石墨形成，使此處鋼水以盡量快的速度冷卻。

實際生產(chǎn)表明，該重力澆注法具有澆注設備簡單、生產(chǎn)成本和設備投資相對較少等優(yōu)點，但也存在廢品率較高等缺陷，具體體現(xiàn)在：

(1)該方案在澆注時澆包水口與鑄型的澆口杯之間有較大一段距離，澆注時鋼水接觸大量的空氣，會產(chǎn)生吸氣和二次氧化產(chǎn)生氧化夾雜物，對火車車輪這種對夾雜物和機械性能要求非常嚴格零件，就有可能對產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生決定性的影響；

(2)該方案的澆注系統(tǒng)由冒口(直接從冒口澆注)、雨淋芯、浮芯、中芯組成，這些澆注系統(tǒng)組件均有樹脂砂或水玻璃砂制成，澆注時鋼水對他們會有較嚴重的沖刷現(xiàn)象，極有可能形成鑄件內(nèi)部夾砂缺陷。

通過上述分析可見，現(xiàn)有鑄造方法的重力澆注方案澆注時，澆包水口與鑄型的內(nèi)澆口杯之間距離較大，鋼水與空氣接觸時間長，易造成鋼水吸氣和鋼水二次氧化產(chǎn)生氧化夾雜物，污染鋼水，從而影響鑄件質(zhì)量。此外，澆注系統(tǒng)組件均由樹脂砂或水玻璃砂制成，澆注時鋼水對澆注系統(tǒng)的沖刷使鑄件內(nèi)部可能夾砂，進一步影響鑄件質(zhì)量。據(jù)統(tǒng)計，當工藝穩(wěn)定時，采用該方案鑄造火車車輪的平均廢品率在10％左右。

低壓底鑄澆注方案與重力澆注方案不一樣，其全部零件表面均由石墨形成，只有冒口部分由砂襯形成，其輻板也不做補縮通道用，輪轂有輪轂的冒口，輪輞有輪輞的冒口。在低壓底鑄澆注方案中，每個鑄型上都帶一個塞桿機構，澆注前處于打開狀態(tài)。澆注時，鑄型下部有通道與低壓澆注機構連通，然后低壓澆注系統(tǒng)內(nèi)部加壓，鋼水液面通過制定通道上升，進入鑄型，很快鑄型充滿后，鑄型上的塞桿機構堵住底注澆口，然后低壓澆注系統(tǒng)內(nèi)部減壓，澆注管內(nèi)鋼水液面下降，鑄型與低壓澆注系統(tǒng)脫離，完成澆注。

實際生產(chǎn)表明，該低壓底鑄式澆注方案存在設備投資大、工藝出品率較低以及生產(chǎn)成本高等缺陷，具體體現(xiàn)在：

(1)該澆注方案需要的設備復雜和維護成本大，投資和維護難度較大；

(2)由于采用全石墨型鑄造，鑄件輪轂和輪輞需要分別補縮，工藝出品率相對較低；

(3)每個鑄型設有一套塞桿水口系統(tǒng)，成本較高；

(4)輪輞部位設冒口并且設在不加工表面上，增加了打磨難度。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種用于鑄造火車車輪的砂芯，有效解決現(xiàn)有技術澆注時鋼水易污染、對澆注系統(tǒng)沖刷大影響鑄件質(zhì)量等技術缺陷。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種用于鑄造火車車輪的砂芯，包括用于形成火車車輪輪轂孔的中芯本體，所述中芯本體內(nèi)埋有耐火度、抗沖刷能力高于所述中芯本體的內(nèi)澆口。

所述中芯本體下部為下芯頭，上部設置支撐柱，支撐柱上端形成支撐柱頂面，在所述的支撐柱和所述的中芯本體之間設置有冒口補襯。

所述內(nèi)澆口的內(nèi)部為近球形空腔，所述近球形空腔的上部設置鋼水進口，每側(cè)設置至少一個與所述鋼水進口的軸線呈30°～70°夾角的鋼水出口。

所述中芯本體為耐火骨料和粘結劑混合物制品，所述內(nèi)澆口為耐火材料制品。

本實用新型通過將制備好的內(nèi)澆口埋進中芯本體內(nèi)部，鋼水通過內(nèi)澆口可直接進入鑄型，減少了鋼水與空氣直接接觸的時間，從而減少了鋼水的吸氣和二次氧化夾雜物的生成，降低鋼水的污染；同時，用耐火材料制成內(nèi)澆口，有效消除了澆注過程中由于鋼水對澆注系統(tǒng)的沖刷給鑄件質(zhì)量帶來的不良影響。

下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為本實用新型內(nèi)澆口的結構示意圖。

附圖標記說明：

1-中芯本體；????????2-下芯頭；???????3-內(nèi)澆口；