用于合金材料或非金属材料浇铸机浇铸模具的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种用于合金材料或非金属材料浇铸机浇铸模具，包括浇铸模，在浇铸模四周设置有外沿，在浇铸模一侧外沿上设置有溢流口，在浇铸模内至少设置两排成型模腔，每排成型模腔均由隔筋均匀分隔成若干个成型模腔，隔筋的高度低于外沿的高度，成型模腔的上口为矩形或方形，纵截面是弧形面。由本发明浇铸出来的合金材料或非金属材料浇注成形后的为天方地圆。尽可能的增大底部R的大小，减少浇铸模上应力集中和应变集中的区域，减缓浇铸模出现热疲劳损坏发生的程度，同时也有利于成形块的脱模。
【专利说明】用于合金材料或非金属材料浇铸机浇铸模具
【技术领域】
[0001]本发明属于浇铸模具，具体地说涉及一种用于合金材料或非金属材料浇铸机上的浇铸模具。
【背景技术】
[0002]在冶炼合金铁水或熔铸非金属材料行业的生产过程中，浇铸机设备把冶炼出的高温合金铁水连续浇注成铁块或熔铸的非金属材料浇注成块状物料。
[0003]而现有的铸铁机采用的铸铁模浇注成形的合金铁块或非金属物料块状较大，单块外形尺寸约为250X180X95 (mm)，对于合金铁块来说单块重量约为17kg，对于非金属物料块状来说单块重量约为5kg。铸铁模模腔为单排或双排，每排2~4块。
[0004]但是，现在炼钢对铁合金块的尺寸和重量大小有一定的要求，块度范围在30~100_，单块重量不得超过15kg。同时铁合金的浇注温度在1650°c，特别是一些非金属物料的浇注温度最高可达2200°C，再采用原普通铸钢材质的大尺寸内腔的铸铁模则无法满足实际需求，其原因是普通铸钢材质制成的模具的机械性能差，而且其抵抗高温的抗热裂性能低。从而严重影响其使用寿命。
【发明内容】
[0005]本发明克服上述不足提供一种用于合金材料或非金属材料浇铸机浇铸模具，通过改进现有浇铸模材质选型和结构设计，解决现有铸铁机铸铁模在使用中存在的上述技术问题，为特殊材料浇铸机提供一种长寿、可靠的浇铸模，显著改善浇铸模的使用效果，提高生产能力和生产效率，并延长使用寿命。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
一种用于合金材料或非金属材料浇铸机浇铸模具，包括浇铸模，在浇铸模四周设置有外沿，在浇铸模一侧外沿上设置有溢流口，在浇铸模内至少设置两排成型模腔，每排成型模腔均由隔筋均匀分隔成若干个成型模腔，隔筋的高度低于外沿的高度，成型模腔的上口为矩形或方形，纵截面是弧形面。
[0006]上述用于合金材料或非金属材料浇铸机浇铸模具，所述浇铸模壁厚P为40-60mm，纵向外壁圆弧R为40-60mm。
[0007]上述用于合金材料或非金属材料浇铸机浇铸模具，由以下质量百分比的原料制备而成:Cr 0.35~1.20%, Mo 0.20~0.80%,其余为铸钢材料，其中铸钢材料中各原料质量百分比如下:C 0.22~0.37%, Si 0.20~0.90%, Mn 0.50~1.00%, P ≤ 0.030%, S ≤ 0.030%，其余为铁。
[0008]上述用于合金材料或非金属材料浇铸机浇铸模具，由以下质量百分比的原料制备而成:Cr 0.35~1.20%, Ni 0.40~1.75%, Mo 0.20~0.80%，其余为铸钢材料，其中铸钢材料中各原料质量百分比如下:C 0.22~0.37%, Si 0.20~0.90%，Mn 0.50~1.00%, P≤ 0.030%, S ≤ 0.030%,其余为铁。[0009]所述隔筋的顶端与浇铸模的外沿顶端之间的距离约为5~10mm。
[0010]本发明制出的产品尺寸为:顶宽X底径X高=(60~100) X (SR25~45) X(35 ~80) mm。
[0011]采用上述技术方案，本发明有以下优点:
1、结构:由本发明浇铸出来的合金材料或非金属材料浇注成形后的尺寸为:顶宽X底径X高=(60~100) X (SR25~ 45)X (35~80) _，天方地圆。尽可能的增大底部R的大小，减少浇铸模上应力集中和应变集中的区域，减缓浇铸模出现热疲劳损坏发生的程度，同时也有利于成形块的脱模。
[0012]2、材质:根据所承装的合金材料或非金属材料的浇注温度要求，确定采用一般铸钢材质的浇铸模无法满足其使用工况，根据需要加入一定量的N1、Cr、Mo等合金元素。通过对比分析，合金元素的加入能提升铸钢的机械性能，同时其抵抗高温的抗热裂性能进一步的得到提高，将浇铸模使用过程中的温度变化控制在合理的范围内，能有效的减少应变集中的强度，从而有效减缓浇铸模的热疲劳破坏，满足浇注特殊材料高温的工况使用要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本发明的浇铸模具的俯视图。
[0014]图2是图1的N-N向剖视图。
[0015]图3是图2的S-S向剖视图。
【具体实施方式】[0016]如图1、图2和图3所示的一种用于合金材料或非金属材料浇铸机浇铸模具，包括浇铸模1，在浇铸模四周设置有外沿4，在浇铸模一侧外沿上设置有溢流口 5，在浇铸模内至少设置两排成型模腔，每排成型模腔均由隔筋3均匀分隔成若干个成型模腔2，隔筋的高度低于外沿的高度，成型模腔是天方地圆的模腔。该模具浇注介质温度高；成型模腔要求较小，且为天方地圆型，即成型模腔的上口为矩形或方形，纵截面是弧形面；该浇铸模在浇注的合金材料冷却时采用少量水冷却，过多的水引起成型的铁块碎裂，降低成品率。浇铸非金属材料冷却时避免用水冷却，主要是水可能会与该浇注材料进行反应，变为其它的物质形态。浇注介质熔点温度高,且浇注温度最高可达2200°C，介质结壳凝固时间快。所述浇铸模壁厚P为40-60mm，浇铸模成型腔的壁厚P偏差为±3mm，浇铸模的边缘和隔筋位置除外。纵向外壁圆弧R为40-60mm。本发明浇铸模具由以下质量百分比的原料制备而成:Cr0.35~1.20%, Mo 0.20~0.80%，其余为铸钢材料，其中铸钢材料中各原料质量百分比如下:C 0.22 ~0.37%, Si 0.20 ~0.90%,Mn 0.50 ~1.00%, P ≤0.030%, S ≤ 0.030%,其余为铁。根据浇铸不同的材料，还可以在里面加入Ni 0.40~1.75%。该材料具有较好的抗高温和抗热裂性能，避免了浇铸模过快的出现裂纹，提高了浇铸模的使用寿命。该模具制出的产品尺寸为:顶宽X底径X高=(60~100) X (SR25~ 45)X (35~80) mm，天方地圆。在浇铸模上分布为2-4排，每排为6-16块。
[0017]浇铸模被隔筋3分隔成大小均等的多个成型模腔2，为了保持熔融态的物料在浇注时不向浇铸模外溢出，则设计隔筋与浇铸模的外沿有高度差e约为5~10mm，浇注的熔融态的物料从浇注流槽流嘴先流入到浇铸模的浇铸模腔L (俗称大模腔)内，再从浇铸模腔内均匀的流入到各个成型模腔中，全部成型模腔流满后，则过多的熔融态的物料通过浇铸模的两个溢流口流入到下一个浇铸模内。
[0018]实施例1:
浇铸模的材质是在ZG270-500铸钢中加入总质量1.00%的铬(Cr)和0.30%的钥(Mo)，形成ZG35CrMo材质的低合金钢，改善浇铸模的高温性能和提高其抗蠕变能力。ZG270-500铸钢中各原料质量百分比控制如下:C 0.30~0.37%, Si 0.20~0.90%，Mn 0.50~
1.00%, P≤0.030%, S≤0.030%,其余为铁。浇铸模的结构，经过温度场模拟分析，壁厚尺寸采用45mm，设计成型模腔顶部尺寸为aXb，底部为球形。实际实施例为根据合金材料成形块的尺寸“顶宽X底径X高=80XSR26X55mm，天方地圆”的要求设计成型腔内尺寸，底径SR为25mm的半球形结构，纵向外壁圆弧R半径为50。浇铸模的成型腔的壁厚P偏差为±3mm (浇铸模的边缘和隔筋位置除外)。成型腔在浇铸模上分布为2排，每排为8块。能将浇铸模使用过程中的温度变化控制在合理的范围内，有效的减少应变集中的强度，从而能有效的减缓浇铸模的热疲劳破坏，实现了此种特殊材料的特殊浇注工况要求。
[0019]实施例2:
浇铸模的材质是在ZG230-450中加入总质量1.75%的镍(Ni )、1.00%的铬(Cr)和0.30%的钥(Mo)，形成ZG25NiCrMo材质的低合金钢，改善铸造流动性，提高钢的强度并改善其韧性；改善浇铸模的高温性能和提高其抗蠕变能力。ZG230-450铸钢中各原料质量百分比控制如下:C 0.22 ~0.30%, Si 0.20 ~0.90%,Mn 0.50 ~1.00%, P ≤ 0.030%, S ≤ 0.030%,其余为铁。
[0020]浇铸模的结构，经过温度场模拟分析，壁厚尺寸采用55mm，设计成型模腔顶部尺寸为aXb，底部为球形。实际实施例为非金属材料成形块的尺寸“顶宽X底径X高=80 X SR28 X 55mm,天方地圆”的要求设计成型腔内尺寸，底径SR为28mm的半球形结构，纵向外壁圆弧R半径为55。浇铸模的成型腔的壁厚P偏差为±3mm (浇铸模的边缘和隔筋位置除外)。成型腔在浇铸模上分布为2排，每排为8块。能将浇铸模使用过程中的温度变化控制在合理的范围内，有效的减少应变集中的强度，从而有效减缓浇铸模的热疲劳破坏，实现了此种特殊材料的特殊浇注工况要求。
[0021]以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依据本发明申请专利范围所作的等效变化或等同替代或明显变形，仍属本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种用于合金材料或非金属材料浇铸机浇铸模具，包括浇铸模(1)，其特征在于:在浇铸模四周设置有外沿(4)，在浇铸模一侧外沿上设置有溢流口(5)，在浇铸模内至少设置两排成型模腔，每排成型模腔均由隔筋(3)均匀分隔成若干个成型模腔(2)，隔筋的高度低于外沿的高度，成型模腔的上口为矩形或方形，纵截面是弧形面。
2.根据权利要求1所述的用于合金材料或非金属材料浇铸机浇铸模具，其特征在于:所述浇铸模壁厚P为40-60mm，纵向外壁圆弧R为40_60mm。
3.根据权利要求1所述的用于合金材料或非金属材料浇铸机浇铸模具，其特征在于:由以下质量百分比的原料制备而成:Cr 0.35~1.20%，Mo 0.20~0.80%，其余为铸钢材料，其中铸钢材料中各原料质量百分比如下=C 0.22~0.37%, Si 0.20~0.90%, Mn.0.50 ~1.00%, P ≤ 0.030%, S ≤0.030%，其余为铁。
4.根据权利要求1所述用于合金材料或非金属材料浇铸机浇铸模具，其特征在于:由以下质量百分比的原料制备而成:Cr 0.35~1.20%, Ni 0.40~1.75%, Mo 0.20~0.80%,其余为铸钢材料，其中铸钢材料中各原料质量百分比如下:C 0.22~0.37%，Si 0.20~.0.90%, Mn 0.50 ~1.00%, P ≤ 0.030%, S ≤ 0.030%,其余为铁。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的用于合金材料或非金属材料浇铸机浇铸模具，其特征在于:隔筋的顶端与浇铸模的外沿顶端之间的距离约为5~10mm。
6.根据权利要求5所述的用于合金材料或非金属材料浇铸机浇铸模具，其特征在于:该模具制出的产品尺寸为:顶宽X底径X高=(60~100)X (SR25~45)X (35~80)mmD
【文档编号】C22C38/22GK103706761SQ201310704618
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月20日 优先权日:2013年12月20日
【发明者】滕伟强, 冯力, 刘永桀, 邹喜成, 杨国宇, 张进, 董超苏, 马亚龙, 陈孝仁 申请人:世林（漯河）冶金设备有限公司