专利名称：一种腰形保温冒口的制作方法
技术领域：
本发明属于铸造领域，特别是涉及一种在铸造工艺中使用的腰形暗保温冒□。
背景技术：
在铸造工序中，金属液浇注入铸型后，由于冷却凝固，由液态转为固态， 产生体积收縮。当体积收縮得不到金属液补充时，在凝固后，铸件内模数较大 的部位会产生縮孔和縮松。对于那些体积收縮较大的铸造合金，这种缺陷经常 发生。縮孔和縮松会降低铸件的致密性、减小铸件的有效截面积，使力学性能 大大降低，因此必须设法控制凝固，防止缺陷产生。使用冒U，是目前在铸造 行业中控制凝固、补偿收縮的最有效、最普及的工艺措施。
冒口的最主要作用是补缩，以防止部件产生縮孔。冒口还有以下作用
1) 排气作用。浇注时型腔内的大量气体通过冒口顺利地排出型外；
2) 集渣作用。由于冒口通常设在铸件顶部，熔渣上浮聚集在冒口中；
3) 冒口可以作为液态金属注满型腔的标志等。
冒口要达到补缩铸件的目的，必须满足以下基本条件 1 ) 必须在有效的补縮距离之内；
2) 冒口的模数必须大于铸件的模数，即冒口的凝固时间一定要比铸件的 凝固时间长；
3) 冒口内要有足够量的金属液供给补縮铸件用；
4) 冒口与铸件间的补縮通道，在凝固期间要保证畅通。冒口根据其顶部是否被型砂所覆盖可以分成明冒口和暗冒口 ，明冒口因为 需要从外面添加覆盖剂，所以为圆柱管形或者圆锥管形，暗冒口因为在砂型内 部不需要外加覆盖剂，所以在顶部只留有出气孔。
普通砂型冒口由于散热能力较强，冒口金属的热传导和热辐射损失大，凝 固速度快，其补縮效率仅为10% 14%，绝大部分冒口金属实际上是一种无功消 耗。为了提高补縮效率，最有效的措施是对冒口金属进行保温，由此产生了保 温冒口，所谓保温冒口由具有良好的蓄热性和耐火性的材料制成，采用保温冒 [」可以减少热损失，延长金属液凝固时间，扩大补縮通道，把不直接发生补縮 作用的金属量减少到很低限度，从而提高补縮效率和工艺出品率。
现冇保温冒口中的腰形暗冒口，包括侧壁和顶壁，在顶壁上设有出气孔， 一般采用等壁厚结构，出气孔位于最高位置。浇注时，金属液进入型腔，型腔 内的大量气体通过暗冒口的出气孔地排出型外，在气体排出过程中，- 一则型腔 内的气体受金属液的排挤冲入暗冒口 ，因为暗冒U的出气孔较小所以会产生远
高于外界大气压的高压，再则型腔内的气体受热膨胀更提高了暗冒u内的气压，
虽然说气体压力是各方向相同的，但是因为气体流动的主要方向是向上的，所 以暗冒口的顶壁尤其是出气孔位置和腰形长边部位要承受远大于侧壁的气体压 力，而采用上述等壁厚结构，暗冒口各部位的抗折强度是相同的，因而存在出 气孔周围和顶壁的腰形长边部位容易开裂甚至脱落影响铸件质量的问题，如果 采用壁厚较厚的冒口又浪费材料。
公开号为CN1748905A的专利文献公开了一种纤维复合型保温冒口套生产工 艺，用6号石英砂700 860公斤为主料，加入硅酸铝纤维棉碎料50 90公斤， 矿棉碎料30 60公斤，纸张碎料30 60公斤，以食用淀粉30 90公斤作为粘结 剂，将上述原料按比例称量倒入搅拌桶内搅拌并加入适量的水打成浆料，然后用真空吸滤成型，用窑炉余热在30(TC以下烘干，成为内在颗粒均匀有立体网状结 构，具有质量轻、耐高温、保温性能强的纤维复合型保温冒口套。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种腰形保温冒口，在顶 壁的腰形长边部位及出气孔两侧采用加固结构，从而提高保温冒口顶壁的局部 抗折强度。
为了达到上述的目的，本发明采用了以下的技术方案
一种腰形保温冒口，包括侧壁和顶壁，顶壁上设有出气孔，所述顶壁在出 气孔的两侧形成有向下凸出的条状凸起。
设置条状凸起提高了顶壁的腰形长边部位及出气孔周围的局部抗折强度， 使得保温冒口在使用过程中不会出现顶壁开裂或者脱落的问题，并且因为条状 凸起是向下凸出的，并且冒口顶壁呈腰形，出气孔高位并不突出，这样型腔内 的气体在排出过程中大部分会先到达顶壁条状凸起阻碍后分至条状凸起两侧， 再沿条状凸起两侧向出气孔位置流动直至排出，这样在一定程度上延长了气体 在保温冒口内的停留时间，可以起到增加冒口内气体压力和减小冒口内气体与 外界气体热交换效率的作用，前者可以增加冒口内金属液的补縮压力，后者可 以延长冒口中金属液凝固时间，两者都可以提高冒口的补縮效率。
作为优选，所述条状凸起的两侧形成斜坡与顶壁圆滑过渡，所述条状凸起 的两端形成斜坡与顶壁圆滑过渡。这样可以适当减小条状凸起对气体排出的阻 碍，避免其因受到冲击较大而开裂和脱落，影响铸件品质。上述条状凸起两侧
的斜坡坡角为25。 45° ;上述条状凸起两端的斜坡坡角为30。 60° 。这样
在提高补縮效率和避免条状凸起幵裂之间有一个较好的平衡。作为优选，上述条状凸起两侧的斜坡的坡角为30。；上述条状凸起两端的 斜坡坡角为45。。
作为优选，上述保温冒口材料按重量百分比，组分如下石英粉84% 87%， 纸渣3. 5% 4. 5%，矿渣棉4. 5% 6%，淀粉4. 5% 6%。其中，石英粉为耐火材料， 其足够的含量保证了保温冒口的耐火度；矿渣棉为耐火材料，呈纤维状，在冒 口成型后形成立体网状结构，该立体网状结构内主要充满石英粉等其他材料； 纸渣为纸纤维， 一则可以补充促进矿渣棉的立体网状结构的形成，二则在接触 金属液的高温下可以燃烧发热，达到改善冒口蓄热保温效果的作用；淀粉为粘 接剂，保证冒口内部的立体网状结构牢固稳定，石英粉在该立体网状结构内分 布均匀并结合牢固。
本发明保温冒口材料组分相对于公开号为CN1748905A的专利文献，省去了 硅酸铝纤维棉碎料，并采用石英粉代替6#石英砂。硅酸铝纤维棉碎料和矿棉碎 料虽然成分不同但是在原有配方中所起的作用是基本相同的，都是在粘接剂的 粘接作用下形成稳定的立体网状结构，本发明仅采用矿渣棉，减少了材料成分， 降低了材料成本；6#石英砂的粒度为40 80目，本发明采用石英粉(其细度在 120目以上)，因而与矿渣棉和粘接剂具有更好的结合性和致密性，大大提高了 保温冒口的耐火度和隔热保温效果。并且，本发明的材料配比在保温冒口的耐 火度、储热性和抗折强度之间具有了一个较好的平衡，因而相对于现有技术具 有一定性能提升，使其不仅可以满足铸造工艺的较高要求，而且降低了制造成 本。本发明保温冒口材料的容重为800 850kg/m3，耐火度大于1600。C，常温抗 折强度大于0.85Mpa (采用上述加固结构的位置的抗折强度更高)，导热系数小 于0. 3W/m K，本发明保温冒口的补縮效率相对于现有技术来说可以提高5% 7%。作为优选，上述石英粉是细度为600 900目的粗制石英粉，或者石英石料 采用水法生产并经600目筛网筛分后剩下的石英废料粉。这些石英粉相对于6# 石英砂成本更低，尤其是后者完全是废物利用，大大降低了材料成本，并且因 为其中含有粘土等杂质更有利于粘接成型。
作为优选，上述淀粉为玉米淀粉，取材方便，降低成本。
图l是本发明的结构示意图。 图2是图1的后视图。 图3是图2的A-A剖视图。 图4是图2的B-B剖视图。 图5是图1的仰视图。 图6是图1的侧视图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式
做一个详细的说明。 实施例1:
如图1 图6所示的一种腰形保温冒口，包括侧壁3和顶壁1，顶壁l上设 有出气孔2，所述顶壁1在出气孔2的两侧形成有向下凸出的条状凸起4。所述 条状凸起4的两侧形成斜坡与顶壁1圆滑过渡，所述条状凸起4的两端形成斜 坡与顶壁l圆滑过渡。所述条状凸起4两侧的斜坡的坡角为30。。所述条状凸 起4两端的斜坡坡角为45。。
该保温冒口采用如下方法制得
废纸碎成的纸渣30公斤，矿渣棉40公斤，玉米淀粉40公斤和用细度为600 900目的粗制石英粉或者石英石料采用水法生产并经600目筛网筛分后剩 下的石英废料粉600 700公斤，按照上述比例配料。在搅拌桶内加入适量水， 加入纸渣、矿渣棉，搅拌均匀后加入玉米淀粉和石英粉,搅拌均匀制成浆料，通 过成型模具真空吸滤成型湿冒口 ，将湿冒口放在干燥车上送入隧道式干燥炉内 烘烤干燥，干燥温度150 200°C，根据冒口产品壁厚不同干燥温度在5 12小 时，干燥出炉后即可。
权利要求
1.一种腰形保温冒口，包括侧壁(3)和顶壁(1)，顶壁(1)上设有出气孔(2)，其特征在于，所述顶壁(1)在出气孔(2)的两侧形成有向下凸出的条状凸起(4)。
2. 根据权利要求l所述的一种腰形保温冒口，其特征在于，所述条状凸起(4) 的两侧形成斜坡与顶壁(1)圆滑过渡，所述条状凸起(4)的两端形成斜坡 与顶壁(1)圆滑过渡。
3. 根据权利要求2所述的一种腰形保温冒口，其特征在于，所述条状凸起(4) 两侧的斜坡坡角为25。 45° 。
4. 根据权利要求3所述的一种腰形保温冒口，其特征在于，所述条状凸起(4) 两侧的斜坡的坡角为30。。
5. 根据权利要求2所述的 一种腰形保温冒口，其特征在于，所述条状凸起(4) 两端的斜坡坡角为30。 60° 。
6. 根据权利要求5所述的一种腰形保温冒口，其特征在于，所述条状凸起(4) 两端的斜坡坡角为45。。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的一种腰形保温冒口，其特征在于，按重 量百分比，组分如下石英粉84% 87%，纸渣3. 5% 4. 5%，矿渣棉4. 5% 6%，淀粉4. 5% 6%。
8. 根据权利要求7所述的一种腰形保温冒口，其特征在于，所述石英粉为细度 为600 9(X)目的粗制石英粉。
9. 根据权利要求7所述的一种腰形保温冒口，其特征在于，所述石英粉为石英 石料采用水法生产并经600目筛网筛分后剩下的石英废料粉。
10. 根据权利要求7所述的一种腰形保温冒口，其特征在于，所述淀粉为玉<formula>formula see original document page 3</formula>
全文摘要
本发明公开了一种腰形保温冒口，包括侧壁和顶壁，顶壁上设有出气孔，所述顶壁在出气孔的两侧形成有向下凸出的条状凸起。本技术方案在顶壁的腰形长边部位及出气孔两侧采用加固结构，从而提高保温冒口顶壁的局部抗折强度。
文档编号B22C1/26GK101559475SQ200910098599
公开日2009年10月21日 申请日期2009年5月18日 优先权日2009年5月18日
发明者谢锦荣 申请人:谢锦荣