CN104985153B - 一种偏心套离心铸造系统及其铸造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种偏心套离心铸造系统及其铸造方法，属于偏心套加工设备技术领域，包括由底座连接的模具和离心铸造机，所述底座位于模具的下方，所述模具包括外壁和内腔，所述内腔设置为偏心结构，所述外壁包括薄壁区和厚壁区，所述外壁上设置有凹槽，所述凹槽内设置有保温区和冷却区，所述冷却区内至少设置一个冷却单元，所述保温区内至少设置一个保温单元，本发明具有有效降低铸造液的热裂倾向、偏心套成品的致密度和成品合格率高、实用性强、方便成品取出、生产效率高的特点。

Description

一种偏心套离心铸造系统及其铸造方法

技术领域

本发明属于偏心套加工设备技术领域，具体地说涉及一种偏心套离心铸造系统及其铸造方法。

背景技术

偏心套作为常用的耐磨工程零件，在使用过程中，需要承受强烈的磨损和冲击力，导致其使用寿命较短。为有效延长偏心套的使用寿命，应该根据工况条件选择合适的材质和加工方法。

高锰钢具有良好的冲击硬化效果，可以满足偏心套对材质的要求。但是，液态高锰钢的冷却过程属于中间凝固方式，其补缩性、热裂倾向和流动性都介于逐层凝固和糊状凝固之间，加上偏心套截面尺寸差异较大，在偏心套的截面尺寸变化处极易产生较大内应力而造成裂纹。另外，高锰钢在砂型铸造过程中，容易出现气孔和疏松缺陷，严重影响铸件质量。如何选用适当的铸造方法完成偏心套的铸造，是一项值得深思的技术问题。

发明内容

针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种有效降低铸造液的热裂倾向、偏心套成品的致密度和成品合格率高、实用性强、方便成品取出、生产效率高的偏心套离心铸造系统及其铸造方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种偏心套离心铸造系统，包括由底座连接的模具和离心铸造机，所述底座位于模具的下方，所述模具包括外壁和内腔，所述内腔设置为偏心结构，所述外壁包括薄壁区和厚壁区，所述外壁上设置有凹槽，所述凹槽内设置有保温区和冷却区，所述冷却区内至少设置一个冷却单元，所述保温区内至少设置一个保温单元。

进一步，所述模具的顶部还设置有支架，所述支架内设置有与其匹配的固定块。

进一步，所述模具的底部设置有内垫，其顶部设置有外垫，所述外垫与固定块之间设置有垫板。

进一步，所述内垫设置为实心结构，所述外垫和垫板均设置为圆环结构，并且所述内垫、外垫、垫板均与模具匹配。

进一步，所述模具表面至少设置有一个紧固装置，所述紧固装置将模具与冷却单元、保温单元固定，所述紧固装置上设置有紧固件。

进一步，所述保温单元相邻两者之间的间距与冷却单元相邻两者之间的间距相等，所述间距设置为2-4mm。

进一步，所述保温区与厚壁区对应设置，所述保温区以厚壁区的中轴线为对称轴、且以模具的外圆周中心为圆心，其角度为140-160°。

进一步，所述冷却区与薄壁区对应设置，所述冷却区以薄壁区的中轴线为对称轴、且以模具的外圆周中心为圆心，其角度为140-160°。

进一步，所述凹槽沿着模具的圆周方向设置，所述凹槽的宽度小于模具的高度。

另，本发明还提供一种偏心套离心铸造系统的铸造方法，包括如下步骤：

(1)将底座安装在离心铸造机上，将内垫放置于模具与底座之间并进行固定；

(2)将外垫置于模具的顶部，并放置垫板，将固定块压入支架内；

(3)在凹槽内放置保温单元、冷却单元，并通过紧固装置进行固定；

(4)对模具进行预热处理；

(5)开启离心铸造机，向内腔喷涂高温涂料，将铸造液注入内腔，进行铸造；

(6)铸造完成后，将固定块与支架分离，拆除垫板和外垫，取出偏心套成品即可。

本发明的有益效果是：

1、本发明借助离心铸造机，促使铸造液在离心力的作用下充满模具，有效改善铸造液的流动性，有助于铸造液中气体和夹杂物的排出，增加偏心套成品的致密性。

2、本发明通过冷却单元、保温单元调节不同壁厚处铸造液的冷却速度，降低铸造液的热裂倾向，有助于提高偏心套成品合格率。

3、本发明通过调节冷却单元、保温单元的数量，实现不同尺寸和材质偏心套的离心铸造，实用性强。

4、本发明通过凹槽对冷却单元、保温单元进行定位，同时，通过紧固装置将冷却单元、保温单元和模具固定在一起，有助于提高整个系统的稳定性。

5、本发明设置有内垫和外垫，有效防止铸造液与模具粘连，方便偏心套成品取出。

6、本发明结构简单，安装及调试方便，有效提高偏心套的生产效率。

附图说明

图1是本发明的剖面结构示意图；

图2是本发明的整体结构示意图；

图3是本发明的左视半剖结构示意图；

图4是本发明的模具结构示意图。

附图中：底座1、模具2、外壁21、内腔22、厚壁区23、薄壁区24、保温单元3、冷却单元4、紧固装置5、紧固件51、外垫6、垫板7、固定块8、支架9、凹槽10、内垫11、离心铸造机12、保温区13、冷却区14。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。

实施例一：

如图1、图4所示，一种偏心套离心铸造系统，包括由底座1连接的模具2和离心铸造机12，所述底座1位于模具2的下方，启动所述离心铸造机12，可以带动所述底座1、模具2旋转，所述模具2内用于盛放铸造液。

所述模具2包括外壁21和内腔22，所述内腔22设置为偏心结构，在所述离心铸造机12的高速旋转作用下，所述铸造液在内腔22内铸造成不同壁厚的偏心套，所述外壁21包括薄壁区24和厚壁区23，所述铸造液在薄壁区24形成偏心套成品的厚壁，在厚壁区23形成偏心套成品的薄壁，所述模具2的底部设置有内垫11，其顶部设置有外垫6，所述内垫11、外垫6均设置为耐高温石棉垫，有效防止铸造液与模具2粘连，方便偏心套成品取出。

如图1-3所示，所述模具2的顶部设置有支架9，所述支架9围绕模具2的圆周方向等间距设置，所述支架9内设置有固定块8，所述固定块8与支架9相匹配，所述固定块8可以压入支架9内，所述外垫6与固定块8之间设置有垫板7，所述内垫11设置为实心结构，所述外垫6和垫板7均设置为圆环结构，并且所述内垫11、外垫6、垫板7均与模具2匹配。

所述内垫11的尺寸与内腔22相同，所述外垫6、垫板7的外圆周尺寸与外壁21相同，所述外垫6、垫板7的内圆周尺寸大于内腔22圆周尺寸的1/3，且小于内腔22圆周尺寸的1/2，促使所述铸造液可以依次通过垫板7、外垫6，到达所述内腔22内，同时，防止铸造液伴随模具2旋转过程中溅出，在模具2的顶部依次放置外垫6、垫板7，将固定块8压入支架9内，对外垫6、垫板7进行固定，通过所述外垫6、垫板7向所述内腔22内注入铸造液。

实施例二：

如图1-4所示，所述外壁21上设置有凹槽10，所述凹槽10沿着模具2的圆周方向设置，所述凹槽10的宽度小于模具2的高度，所述凹槽10内设置有保温区13和冷却区14。

所述保温区13与厚壁区23对应设置，对处于厚壁区23的铸造液进行保温，降低铸造液的冷却速度，所述冷却区14与薄壁区24对应设置，对处于薄壁区24的铸造液进行冷却，提高铸造液的冷却速度，减少偏心套在不同壁厚区域的冷却速度差异，降低铸造液的热裂倾向，有助于提高偏心套成品的致密度和成品合格率。

所述保温区13以厚壁区23的中轴线为对称轴、且以模具2的外圆周中心为圆心，其角度为140-160°，所述保温区13内至少设置一个保温单元3，作为优选，所述保温单元3的材质选用保温棉，所述冷却区14以薄壁区24的中轴线为对称轴、且以模具2的外圆周中心为圆心，其角度为140-160°，所述冷却区14内至少设置有一个冷却单元4，作为优选，所述冷却单元4的材质选用紫铜。

所述保温单元3相邻两者之间的间距与冷却单元4相邻两者之间的间距相等，所述间距设置为2-4mm，根据模具2的尺寸和铸造液的材质，通过调节冷却单元4、保温单元3的数量，实现不同尺寸和材质偏心套的离心铸造，实用性强。

如图1-3所示，所述模具2的表面至少设置有一个紧固装置5，所述紧固装置5将模具2与冷却单元4、保温单元3固定，所述紧固装置5上设置有紧固件51，有助于提高整个系统的稳定性。

实施例三：

如图1-4所示，所述一种偏心套离心铸造系统，在具体工作时，包括以下步骤：

(1)将所述底座1安装在离心铸造机12上，将所述内垫11放置于模具2与底座1之间，并将所述模具2与底座1进行固定；

(2)将所述外垫6置于模具2的顶部，并在外垫6表面放置垫板7，将所述固定块8压入支架9内，对所述外垫6、垫板7进行固定，便于进行偏心套铸造；

(3)在所述保温区13内等间距的放置保温单元3，在所述冷却区14内等间距的放置冷却单元4，并通过所述紧固装置5进行固定，作为优选，所述保温单元3、冷却单元4的间距均设置为3mm，所述紧固装置5的数量设置为3个，并且所述紧固装置5等距离的分布在模具2表面；

(4)对所述模具2进行预热处理，促使其温度达到260-300℃，有效延缓铸造液的冷却过程，降低铸造液的冷却速度，避免偏心套成品出现裂纹；

(5)开启所述离心铸造机12，向所述内腔22喷涂高温涂料，将铸造液注入内腔22，所述铸造液在离心力的作用下充满模具2，作为优选，所述铸造液选用高锰钢材质；

(6)铸造完成后，将所述固定块8与支架9分离，拆除垫板7和外垫6，取出偏心套成品即可。

本实施例中，所述高温涂料指硅藻土涂料，将其喷涂在内腔22上，有效避免铸造液与内腔22粘连，便于偏心套成品取出。

以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。

Claims (5)

1.一种偏心套离心铸造系统，其特征在于，包括由底座连接的模具和离心铸造机，所述底座位于模具的下方，所述模具内用于盛放铸造液，所述铸造液选用高锰钢材质，所述模具包括外壁和内腔，所述内腔设置为偏心结构，所述外壁包括薄壁区和厚壁区，所述外壁上设置有凹槽；

所述凹槽内设置有保温区和冷却区，所述冷却区内至少设置一个冷却单元，所述冷却区与薄壁区对应设置，所述冷却区以薄壁区的中轴线为对称轴、且以模具的外圆周中心为圆心，其角度为140-160°，所述保温区内至少设置一个保温单元，所述保温区与厚壁区对应设置，所述保温区以厚壁区的中轴线为对称轴、且以模具的外圆周中心为圆心，其角度为140-160°，所述保温单元相邻两者之间的间距与冷却单元相邻两者之间的间距相等，所述间距设置为2-4mm；

所述模具的顶部还设置有支架，所述支架内设置有与其匹配的固定块，所述模具的底部设置有内垫，其顶部设置有外垫，所述外垫与固定块之间设置有垫板，所述外垫和垫板均设置为圆环结构，所述外垫、垫板的内圆周尺寸大于内腔圆周尺寸的1/3，且小于内腔圆周尺寸的1/2。

2.根据权利要求1所述的一种偏心套离心铸造系统，其特征在于：所述内垫设置为实心结构，并且所述内垫、外垫、垫板均与模具匹配。

3.根据权利要求1所述的一种偏心套离心铸造系统，其特征在于：所述模具表面至少设置有一个紧固装置，所述紧固装置将模具与冷却单元、保温单元固定，所述紧固装置上设置有紧固件。

4.根据权利要求1所述的一种偏心套离心铸造系统，其特征在于：所述凹槽沿着模具的圆周方向设置，所述凹槽的宽度小于模具的高度。

5.一种采用如权利要求1-4任意一项所述的偏心套离心铸造系统的铸造方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将底座安装在离心铸造机上，将内垫放置于模具与底座之间并进行固定；

(2)将外垫置于模具的顶部，并放置垫板，将固定块压入支架内；

(3)在凹槽内放置保温单元、冷却单元，并通过紧固装置进行固定；

(4)对模具进行预热处理，促使其温度达到260-300℃；

(5)开启离心铸造机，向内腔喷涂高温涂料，将铸造液注入内腔，所述铸造液选用高锰钢材质，进行铸造；

(6)铸造完成后，将固定块与支架分离，拆除垫板和外垫，取出偏心套成品即可。