专利名称：锡青铜铸件的金属型重力铸造模具及铸造方法
技术领域：
本发明涉及重力铸造，特别是锡青铜铸件的金属型重力铸造方法。
背景技术：
目前水暖洁具行业的龙头阀体因为工作环境潮湿，容易产生氧化，并且使用时间长的情况下会发生腐蚀，损坏龙头阀体的同时也带来水、油等资源的浪费。现有技术中水龙头零配件铸造材料多为铅黄铜，该合金适合金属型重力铸造，但存在易氧化腐蚀等缺点。作为铜合金的另外一个类型，锡青铜可以克服上述铅黄铜缺点，它具有耐腐蚀，易加工的优点，同时铸造出来的产品具有表面致密，光洁性能优良等优点。
金属型重力铸造与砂型铸造相比，具有环境污染小、生产效率高和铸件组织致密的特点，同时还有铸造设备和模具投资小，操作简单，易于短时间内形成批量生产的优势。现有技术中锡青铜的铸造都是采用砂型铸造，原因在于锡青铜的流动性能比较差，浇注过程中容易产生氧化，氧化后产生二次氧化渣气孔。锡青铜砂型铸造中采用粘土砂型和树脂砂芯，具有环境污染严重、劳动强度大、生产效率低下和铸件质量差等缺点。锡青铜采用金属型模具生产会因其流动性差而出现铸造出的铸件表面有蜂窝状孔、光洁性能差、冷隔等诸多的铸造缺陷。
发明内容
本发明为了克服现有技术的缺点，提供一种锡青铜铸件的金属型重力铸造模具和铸造方法，对锡青铜铸件采用金属型重力浇注机进行生产，可以克服铅黄铜铸件耐腐蚀性能和加工性能低下的缺点，提高铸件的表面光洁度，同时可以解决锡青铜砂型铸造带来的环境污染严重，生产效率低下的缺点。
本发明的技术方案如下锡青铜铸件的金属型重力铸造模具，包括重力浇注机上的金属模具和内腔砂芯，其特征是在金属模具和内腔砂芯之间还设置有一外型砂芯，所述的外型砂芯嵌于金属模具的凹槽中并贴紧，外型砂芯和内腔砂芯之间形成与待铸造锡青铜铸件的形体相对应的腔体。
所述的金属模具包括固定的金属模具下模和可以活动的金属模具上模，所述的金属模下模上设有金属模下模浇道、金属模下模定位销、与外型砂芯下芯外部形状吻合的外型砂芯下芯定位槽、金属模下模外型砂芯定位凹槽、金属模下模溢流槽、与内腔砂芯的芯头对应的金属模下模内腔砂芯定位槽；所述的金属模上模上设有金属模上模浇道、与金属模下模定位销相对应的金属模上模定位套、与外型砂芯上芯外部形状吻合的外型砂芯上芯定位槽、金属模上模外型砂芯定位凹槽、通过排气方槽与金属模外部连通的金属模上模溢流槽、与内腔砂芯的芯头对应的金属模上模内腔砂芯定位槽。
所述的外型砂芯的分为外型砂芯下芯和外型砂芯上芯，所述的外型砂芯下芯上设有外型砂芯下芯浇道、外形砂芯下芯溢流槽、与内腔砂芯的芯头对应的外型砂芯下芯内腔砂芯定位槽，所述的外型砂芯下芯嵌入所述的金属模下模外型砂芯定位槽中；所述的外型砂芯上芯上设有外型砂芯上芯浇道、外形砂芯上芯溢流槽，与内腔砂芯的芯头对应的外型砂芯上芯内腔砂芯定位凹槽，所述的外型砂芯上芯嵌于金属模上模的外型砂芯上芯定位槽中。
所述的外型砂芯采用50-200目的树脂覆膜砂制作成型。
前面所述的锡青铜铸件的重力铸造模具中金属模具、外形砂芯和内腔砂芯安装于重力浇注机上并进行铸造的步骤为
①将金属模上模和金属模下模分别安装在重力浇注机的操作台上，其中金属模下模为固定不动的静模，金属模上模为可自由翻转移动的动模；②将外型砂芯下芯嵌于金属模下模的外型砂芯下芯定位槽中，使外型砂芯下芯浇道与金属模下模浇道对接吻合，外型砂芯下芯溢流槽与金属模下模溢流槽对接吻合，外型砂芯下芯内腔砂芯定位槽与金属模下模内腔砂芯定位槽对接吻合；③将内腔砂芯嵌于外型砂芯下芯的腔体中，使内腔砂芯的芯头置于相吻合的由外型砂芯下芯内腔砂芯定位槽与金属模下模内腔砂芯定位槽形成的内腔砂芯芯头定位槽中；④将外型砂芯上芯放置于外型砂芯下芯上，使外型砂芯上芯浇道与外型砂芯下芯浇道相吻合，外型砂芯上芯溢流槽与外型砂芯下芯溢流槽相吻合，外型砂芯定位台的上部嵌入所述的金属模下模的外型砂芯上芯定位凹槽中；⑤启动重力浇注机，将金属模上模通过金属模下模定位销和金属模上模定位套合并于金属模下模上，使金属模上模浇道、金属模下模浇道、外型砂芯上芯浇道和外型砂芯下芯浇道围成一通向内腔砂芯的完整浇道，金属模上模溢流槽、金属模下模溢流槽、外型砂芯上芯溢流槽和外型砂芯下芯溢流槽围成一完整排气溢流槽，并通过金属模上模上的排气方槽与外部连通；⑥操作重力浇注机，使金属模浇道置于易浇入金属液位置进行浇注，操作完成后取下铸件并自然冷却。
本发明锡青铜铸件的金属型铸造模具及铸造方法带来如下的优点1.解决了锡青铜不适于金属型重力铸造的问题。锡青铜因为熔化后的流动性差，本发明的方法可以解决锡青铜在金属型重力铸造中出现成型不完整、表面光洁度差等缺点，使锡青铜铸件的铸造采用金属型重力铸造这个先进的铸造方法，大大提高了生产效率。
2.大大提高铸件的耐腐蚀性能。采用锡青铜替代已有的黄铜来铸造工作于潮湿环境中的诸如阀体等铸件，可以大大提高铸件的耐腐蚀性能，延长阀体等铸件的使用寿命。
3.符合当今社会的环保和节能要求。本发明的锡青铜铸件的金属型重力铸造方法摒弃了以往锡青铜铸造中所采用砂型铸造方法，降低了因为砂型铸造所带来的能源耗费严重、环境污染大等弊端，同时清洁了工作人员的劳动环境。
图1是本发明锡青铜铸件的重力铸造模具及铸造方法的实施例中金属模、外型砂芯和内腔砂芯的安装示意图。
图2是本发明锡青铜铸件的重力铸造模具及铸造方法的实施例中金属模上模示意图。
图3是本发明锡青铜铸件的重力铸造模具及铸造方法的实施例中金属模下模示意图。
图4是本发明锡青铜铸件的重力铸造模具及铸造方法的实施例中外型砂芯上芯示意图。
图5是本发明锡青铜铸件的重力铸造模具及铸造方法的实施例中外型砂芯下芯示意图。
图6是本发明锡青铜铸件的重力铸造模具及铸造方法的实施例中内腔砂芯示意图。
图中
1-金属模11-金属模下模111-金属模下模浇道112-金属模下模定位销113-外型砂芯下芯定位槽114-金属模下模外型砂芯上芯定位凹槽115-金属模下模溢流槽1161-第一金属模下模内腔砂芯定位槽1162-第二金属模下模内腔砂芯定位槽1163-第三金属模下模内腔砂芯定位槽12-金属模上模121-金属模上模浇道122-金属模上模定位套123-外型砂芯上芯定位槽124-金属模上模外型砂芯上芯定位凹槽125-金属模上模溢流槽126-排气方槽1271-第一金属模上模内腔砂芯定位槽1172-第二金属模上模内腔砂芯定位槽1173-第三金属模上模内腔砂芯定位槽2-外型砂芯21-外型砂芯下芯211-外型砂芯下芯浇道212-外型砂芯下芯溢流槽2131-第一外型砂芯下芯内腔砂芯定位凹槽2132-第二外型砂芯下芯内腔砂芯定位凹槽2133-第三外型砂芯下芯内腔砂芯定位凹槽22-外型砂芯上芯221-外型砂芯上芯浇道222-外型砂芯上芯定位台223-外型砂芯上芯溢流槽2241-第一外型砂芯上芯内腔砂芯定位凹槽2242-第二外型砂芯上芯内腔砂芯定位凹槽2243-第三外型砂芯上芯内腔砂芯定位凹槽3-内腔砂芯31-第一内腔砂芯芯头32-第二内腔砂芯芯头33-第三内腔砂芯芯头具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
金属型重力铸造的模具，包括重力浇注机上的金属模具和内腔砂芯，铸件的外形一般都是由金属模具的型腔来组成，本发明锡青铜铸件的金属型重力铸造模具，金属模具和内腔砂芯之间还设置有一外型砂芯，所述的外型砂芯嵌于金属模具的凹槽中并贴紧，将金属模具作为外型砂芯的一个支撑，外型砂芯与内腔砂芯之间形成与待铸造锡青铜铸件的形体相对应的腔体。
实施例图1、图2、图3、图4、图5、图6是本发明锡青铜铸件重力铸造模具及铸造方法的一个锡青铜阀体铸件铸造的实施例，下面针对本实施例作出详细说明。
金属模具1包括固定的金属模下模11和可以活动的金属模上模12，请看图2，图2是本发明锡青铜铸件的重力铸造方法的金属模上模示意图。金属模上模12上设有一金属模上模浇道121、两个与金属模下模定位销112相对应的金属模上模定位套122、与外型砂芯上芯22外部形状吻合的外型砂芯上芯定位槽123、两个金属模上模外型砂芯上芯定位凹槽124、通过两个平行于金属模上模浇道121的排气方槽126与外部连通的两个金属模上模溢流槽125，与内腔砂芯3的第一内腔砂芯芯头31对应的第一金属模上模内腔砂芯定位槽1271，与内腔砂芯3的第二内腔砂芯芯头32对应的第二金属模上模内腔砂芯定位槽1272，与内腔砂芯3的第三内腔砂芯芯头33对应的第三金属模上模内腔砂芯定位槽1273；请看图3，图3是本发明锡青铜铸件的重力铸造方法的金属模下模示意图。所述的金属模下模11上设有一金属模下模浇道111、两个与金属模上模定位销122对应的金属模下模定位套112、一个与外型砂芯下芯21外部形状吻合的外型砂芯下芯定位槽113、两个位于外型砂芯下芯定位槽113侧壁上对应分布的金属模下模外型砂芯上芯定位凹槽114、两个位于铸型两侧端面的金属模下模溢流槽115、与内腔砂芯3的第一内腔砂芯芯头31对应的第一金属模下模内腔砂芯定位槽1161，与内腔砂芯3的第二内腔砂芯芯头32对应的第二金属模下模内腔砂芯定位槽1162，与内腔砂芯3的第三内腔砂芯芯头33对应的第三金属模下模内腔砂芯定位槽1163；外型砂芯2的分为外型砂芯下芯21和外型砂芯上芯22，采用50-200目的树脂覆膜砂制作成型。
图4是本发明锡青铜铸件的重力铸造方法的外型砂芯上芯示意图。外型砂芯上芯22嵌于金属模上模外型砂芯上芯定位槽123中，外型砂芯上芯22上设有一外型砂芯上芯浇道221、两个上部嵌入金属模上模外型砂芯上芯定位凹槽124中，下部嵌入金属模下模外型砂芯上芯定位凹槽114中起固定作用的外型砂芯上芯定位台222、两个外形砂芯上芯溢流槽223，与第一内腔砂芯芯头31对应的第一外型砂芯上芯内腔砂芯定位槽2241，与第二内腔砂芯芯头32对应的第二外型砂芯上芯内腔砂芯定位槽2242，与第三内腔砂芯芯头33对应的第三外型砂芯上芯内腔砂芯定位槽2243；图5是本发明锡青铜铸件的重力铸造方法的外型砂芯下芯示意图。外型砂芯下芯21嵌入所述的金属模下模外型砂芯定位槽113中，外型砂芯下芯21上设有一外型砂芯下芯浇道211、两个起排气冒口作用的外形砂芯下芯溢流槽212，与第一内腔砂芯芯头31对应的第一外型砂芯下芯内腔砂芯定位槽2131，与第二内腔砂芯芯头32对应的第二外型砂芯下芯内腔砂芯定位槽2132，与第三内腔砂芯芯头33对应的第三外型砂芯下芯内腔砂芯定位槽2133；
图6是本发明锡青铜铸件的重力铸造方法的内腔砂芯示意图。内腔砂芯3包含有第一内腔砂芯芯头31、第二内腔砂芯芯头32和第三内腔砂芯芯头33。
利用图2、图3、图4、图5、图6所示的锡青铜铸件的模具进行铸造的方法是将金属模具1、外形砂芯2和内腔砂芯3安装于重力浇注机上并进行浇注，其具体步骤为①将金属模上模12和金属模下模11分别安装在重力浇注机的操作台上，其中金属模下模11为固定不动的静模，金属模上模12为可自由翻转移动的动模；②将外型砂芯下芯21嵌于金属模下模11的外型砂芯下芯定位槽113中，使外型砂芯下芯浇道211与金属模下模浇道111对接吻合，外型砂芯下芯溢流槽212与金属模下模溢流槽115相吻合；③将内腔砂芯3嵌于外型砂芯下芯21的腔体中，使第一内腔砂芯芯头31放入第一外型砂芯下芯内腔砂芯定位凹槽2131和金属模下模内腔砂芯第一定位槽1161中吻合；④将外型砂芯上芯22放置于外型砂芯下芯21上，使外型砂芯上芯浇道221与外型砂芯下芯浇道211合并成一个浇道，外型砂芯上芯溢流槽223与外型砂芯下芯溢流槽212相吻合，外型砂芯定位台222的上半部嵌入所述的金属模下模11的外型砂芯上芯定位凹槽114中，使第一外型砂芯上芯内腔定位凹槽2241包合第一内腔砂芯芯头31，第二外型砂芯上芯内腔定位凹槽2242包合第二内腔砂芯芯头32，第三外型砂芯上芯内腔定位凹槽2243包合第三内腔砂芯芯头33；⑤启动重力浇注机，将金属模上模12通过金属模下模定位销112和金属模上模定位套122合于金属模下模11上，金属模上模外型砂芯定位凹槽124嵌合住外型砂芯上芯定位台222的下半部，使金属模上模浇道111、金属模下模浇道121、外型砂芯上芯浇道221和外型砂芯下芯浇道211围成一通向内腔砂芯3的浇道，金属模上模溢流槽125、金属模下模溢流槽115、外型砂芯上芯溢流槽223和外型砂芯下芯溢流槽212围成两个完整的排气溢流槽，并通过金属模上模12上的两个连接外界与排气溢流槽的排气方槽126排气；⑥操作重力浇注机使金属模浇道置于易浇入金属液位置进行浇注，操作完成后取下铸件并自然冷却。
本发明的锡青铜铸件的金属型重力铸造模具及铸造方法很好的解决了锡青铜铸件不适于金属型重力铸造的问题，大大改善所生产锡青铜铸件的质量，提高了生产的效率，摒弃污染严重的传统锡青铜铸件的砂型铸造也有利于环境的保护。
权利要求
1.锡青铜铸件的金属型重力铸造模具，包括重力浇注机上的金属模具和内腔砂芯，其特征是在金属模具和内腔砂芯之间还设置有一外型砂芯，所述的外型砂芯嵌于金属模具的凹槽中并贴紧，外型砂芯和内腔砂芯之间形成与待铸造锡青铜铸件的形体相对应的腔体。
2.按照权利要求1所述的锡青铜铸件的金属型重力铸造模具，其特征在于所述的金属模具包括固定的金属模具下模和可以活动的金属模具上模，所述的金属模下模上设有金属模下模浇道、金属模下模定位销、与外型砂芯下芯外部形状吻合的外型砂芯下芯定位槽、金属模下模外型砂芯定位凹槽、金属模下模溢流槽、与内腔砂芯的芯头对应的金属模下模内腔砂芯定位槽；所述的金属模上模上设有金属模上模浇道、与金属模下模定位销相对应的金属模上模定位套、与外型砂芯上芯外部形状吻合的外型砂芯上芯定位槽、金属模上模外型砂芯定位凹槽、通过排气方槽与金属模外部连通的金属模上模溢流槽、与内腔砂芯的芯头对应的金属模上模内腔砂芯定位槽。
3.按照权利要求1所述的锡青铜铸件的金属型重力铸造模具，其特征在于所述的外型砂芯的分为外型砂芯下芯和外型砂芯上芯，所述的外型砂芯下芯上设有外型砂芯下芯浇道、外形砂芯下芯溢流槽、与内腔砂芯的芯头对应的外型砂芯下芯内腔砂芯定位槽，所述的外型砂芯下芯嵌入所述的金属模下模外型砂芯定位槽中；所述的外型砂芯上芯上设有外型砂芯上芯浇道、外形砂芯上芯溢流槽，与内腔砂芯的芯头对应的外型砂芯上芯内腔砂芯定位凹槽，所述的外型砂芯上芯嵌于金属模上模的外型砂芯上芯定位槽中。
4.按照权利要求1所述的锡青铜铸件的金属型重力铸造模具，其特征在于所述的外形砂芯采用50-200目的树脂覆膜砂制作成型。
5.利用权利要求1-3所述的锡青铜铸件的金属型铸造模具进行铸造的方法，其特征在于所述的金属模具、外形砂芯和内腔砂芯安装于重力浇注机并铸造的步骤为①将金属模上模和金属模下模分别安装在重力浇注机的操作台上，其中金属模下模为固定不动的静模，金属模上模为可自由翻转移动的动模；②将外型砂芯下芯嵌于金属模下模的外型砂芯下芯定位槽中，使外型砂芯下芯浇道与金属模下模浇道对接吻合，外型砂芯下芯溢流槽与金属模下模溢流槽对接吻合，外型砂芯下芯内腔砂芯定位槽与金属模下模内腔砂芯定位槽对接吻合；③将内腔砂芯嵌于外型砂芯下芯的腔体中，使内腔砂芯的芯头置于相吻合的由外型砂芯下芯内腔砂芯定位槽与金属模下模内腔砂芯定位槽形成的内腔砂芯芯头定位槽中；④将外型砂芯上芯放置于外型砂芯下芯上，使外型砂芯上芯浇道与外型砂芯下芯浇道相吻合，外型砂芯上芯溢流槽与外型砂芯下芯溢流槽相吻合，外型砂芯定位台的上部嵌入所述的金属模下模的外型砂芯上芯定位凹槽中；⑤启动重力浇注机，将金属模上模通过金属模下模定位销和金属模上模定位套合并于金属模下模上，使金属模上模浇道、金属模下模浇道、外型砂芯上芯浇道和外型砂芯下芯浇道围成一通向内腔砂芯的完整浇道，金属模上模溢流槽、金属模下模溢流槽、外型砂芯上芯溢流槽和外型砂芯下芯溢流槽围成一完整排气溢流槽，并通过金属模上模上的排气方槽与外部连通；⑥操作重力浇注机，使金属模浇道置于易浇入金属液位置进行浇注，操作完成后取下铸件并自然冷却。
全文摘要
本发明涉及锡青铜铸件的金属型重力铸造模具及铸造方法，铸造模具包括金属模具、外型砂芯和内腔砂芯，外型砂芯嵌于金属模具的凹槽中并贴紧，外型砂芯和内腔砂芯之间形成与待铸造锡青铜铸件的形体相对应的腔体；金属模具包括下模和上模，外型砂芯的分为下芯和上芯，金属模具和外型砂芯上设置有浇道、溢流槽、排气孔和定位销和定位套；铸造模具的安装和铸造方法是将金属模具上下模、外型砂芯上下芯和内腔砂芯对装固定，使浇道、溢流槽相吻合，浇注锡青铜熔液，冷却成型。本发明锡青铜铸件的金属型重力铸造模具及铸造方法解决了锡青铜不适于金属型重力铸造的问题，提高铸件的耐腐蚀性能，延长铸件的使用寿命，符合当今社会的环保和节能要求。
文档编号B22D39/04GK1915559SQ20061003061
公开日2007年2月21日 申请日期2006年8月31日 优先权日2006年8月31日
发明者蒋明川 申请人:上海天申铜业有限公司