[發明專利]一種防止合金錠產生鑄造縮孔的復合鑄型

有效

• 申請號: 201510364562.9
• 申請日: 2015-06-26
• 公開（公告）號: CN105033198B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 安寧;李振瑞;徐靜玉
• 申請（專利權）人: 北京北冶功能材料有限公司
• 主分類號: B22D7/06
• 分類號: B22D7/06
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司11207
• 代理人: 劉月娥

技術領域

本發明屬于鑄造技術領域，特別是涉及一種防止合金錠產生鑄造縮孔的復合鑄型，能有效消除大長徑(高厚)比合金鑄件縮孔疏松缺陷，保證合金錠質量。

背景技術

在鑄造生產中，液態合金澆滿鑄型后，合金液向側向和縱向兩個方向散熱，產生側向和縱向兩個溫度梯度方向，導致柱狀晶向兩個方向生長。在凝固初期，兩個生長方向互不干擾，合金液的補縮通道暢通，不會產生縮孔疏松；由于側向固液界面是以平直方式向前推進，隨著凝固過程的進行，有些側向位置的柱狀晶接觸閉合，此時縱向合金液的補縮通道被堵塞，導致下方合金液在凝固過程中得不到上方合金液的及時補充，下方沒有完全凝固的位置就會因固液兩相密度差而產生縮孔疏松。

在現有金屬型鑄造過程中，多采用在不銹鋼管或鑄鐵管上端使用保溫冒口的方法來減小縮孔疏松的產生。如專利CN201120329874.3公開了一種金屬型鑄造用保溫冒口，用于提高冒口補縮效果；CN201010527041.8中公開了一種提高明冒口保溫效果的方法，用于消除縮孔。以上方法對上方補縮效果明顯，能夠消除鑄錠頂部縮孔疏松，但對于鑄錠中下部位縮孔的減小效果卻不顯著。CN200910086665.8中公開了一種外加小溫度梯度消除鑄件縮孔疏松的凝固過程控制方法，這種方法雖然能夠提高單個鑄件合格率，但對于有幾十個不銹鋼管的模組來說，對每個模組中的不銹鋼管都分段式加熱，操作困難，不易于實現，同時會大大增加生產成本。因此非常有必要尋找一種簡單、易操作、成本低并且能夠有效實現鑄錠順序凝固，減少鑄錠心部縮孔疏松的方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種防止合金錠產生鑄造縮孔的復合鑄型，解決了高溫合金錠鑄造過程中產生縮孔的問題。并且，結構簡單、易操作實現、通過控制合金液本身熱量散失，減小中上部合金液的側向輻射和對流傳熱，延長合金液凝固時間，實現合金液從下部到上部的順序凝固，提高合金液補縮效果，有效消除縮孔，保證合金錠鑄造質量的復合模型。

本發明的原理是通過在鑄型中上部位設計一層保溫材料，有效減少中上部位熱量散失，澆入合金液后，使合金液內部形成一個自上而下的正溫度梯度，實現鑄件順序凝固。本發明的復合鑄型能顯著消除大長徑(高厚)比合金鑄件軸心部位的宏觀縮孔疏松，提高鑄件致密度和成材率。同時，由于鑄型外形結構簡單，可以多支鑄型組成模組使用，易于規?；a，極大提高生產效率。

本發明主要是通過以下技術方案實現的：現有鑄型為長400～1000mm，內徑30～90mm，壁厚5～20mm的不銹鋼管。在現有上下端直徑和壁厚均一致的不銹鋼管鑄型基礎上，將鑄型上端部位設計為：內徑尺寸30～90mm不變，鑄型壁厚在原壁厚5～20mm基礎上減薄10％～15％，鑄型外壁涂上粘結劑，然后緊貼一層厚度為原來鑄型壁厚10％～15％的保溫材料，使用緊固件將保溫材料緊固在鑄型外壁形成新型復合鑄型。復合鑄型下端壁厚不變仍為5～20mm。其中，上端部分長度占鑄型總長度的30％～50％，所用保溫材料的50℃導熱率小于等于0.08w/m·k，保溫材料能夠承受2000℃及以上高溫。參照附圖2，將4～6支復合鑄型排列成一排，形成一組，將3～8組復合鑄型固定在一個底盤上，形成一個模組。具體使用過程為將復合鑄型模組放入600℃保溫箱中預熱，達到溫度后澆入合金液實施鑄造。

本發明通過外加保溫層，使鑄型內合金液形成自上而下的正溫度梯度，實現自下而上順序凝固；復合鑄型的特點是，總體外形尺寸不變，結構簡單，易于規?；a。

本發明的有益效果是：復合鑄型結構簡單、成本低、易于規?；a。鑄型上端能夠減少85％以上側向熱量散失，能夠顯著減少鑄件中的縮孔疏松，提高鑄件質量。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。1不銹鋼管，2保溫材料。

圖2為模組示意圖。

具體實施方式

實施例1，參照附圖1，現有鑄型為長900mm，內徑80mm，壁厚9mm的不銹鋼管。在現有上下端直徑和壁厚均一致的不銹鋼管鑄型基礎上，將鑄型上端300mm長部位設計為：內徑尺寸80mm不變，鑄型壁厚在原壁厚9mm基礎上減薄1mm，在鑄型外壁涂上水玻璃粘結劑，然后緊貼一層厚度為1mm的碳纖維氈，使用細鐵絲將碳纖維氈緊固在不銹鋼管外壁形成新型復合鑄型。復合鑄型下端壁厚不變仍為9mm。其中，碳纖維氈的50℃導熱率為0.065w/m·k，能夠承受2000℃及以上高溫。參照附圖2，將4支復合鑄型排列成一排，形成一組，將3組復合鑄型固定在一個底盤上，形成一個模組。具體使用過程為將復合鑄型放入600℃保溫箱中預熱，達到溫度后澆入合金液實施鑄造。