专利名称：：浮动油封铸造方法及其铸造装置的制作方法
技术领域：
：本发明属于浮动油封离心铸造
技术领域：
，涉及一种浮动油封铸造方法及其使用铸造模具，具体涉及一种浮动油封离心铸造方法。
背景技术：
：浮动油封，又称双锥面油封(Duo-ConeSeal),是一种特殊型式的机械端面密封，是为适应恶劣的工作环境而发展起来的一种紧凑型的机械密封方式，具有抗污染能力强、耐磨、耐冲击、密封性能可靠、端面磨损自动补偿、结构简单及使用寿命长等优点，广泛应用于工程机械，农业机械，石油机械等重载中低压的泥水沙混合环境中。浮动油封分为对称式和非对称式两种结构，应用较多的为对称式浮动油封；浮动油封的结构一般包括浮封环、浮封座和O形密封圈；浮封环是一种轴向截面约20°锥角的马鞍型金属环，装配中成对使用。一个随旋转件旋转，另一个静止。O型密封圈是截面为圆形的橡胶圏，具有很好的弹性、耐油性能。O型圈与浮封环配套，在装配后储备较高的能量，并以轴向和径向两个方向上压紧浮封环。浮封座是一个有约12°内锥面并有一定的空间座腔，用以托起O型圈和浮封环，并保证压紧时O型圏受力缓和均勾.浮封环封面接触比压变化缓和。O型圈被夹持于密封环和密封腔之阃，因受挤压，产生适当的径向、轴向分力，使两个密封环始终紧贴，同时因其与密封环密封座腔始终紧贴，而起到密封作用。并在密封面上产生适当的压紧力.保证润滑油不从密封面泄漏和浮动油封正常工作。目前现有技术中浮动油封的国内采用潮模砂铸造成型，树脂砂壳型铸造成型，失蜡铸造成型等常规铸造方法。然而，这些方法的品质不稳定及生产周期长，具有产业废弃物等缺点。本发明由此而来。
发明内容本发明目的在于提供一种浮动油封的铸造方法，该方法解决了现有技术中浮动油封制造时品质不稳定及生产周期长，具有产业废弃物等问题。为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是4一种浮动油封铸造方法，包括将铁水浇注入浮动油封外形模具内，经冷却脱模形成浮动油封工件，其特征在于采用的铁水成分包括2.4~4.0%的C、0.5~2.4%的Si、0.1~1.5%的Mn、1.0~20%的Cr、0~11%的Ni、0~8%的Mo、0~1.0%的V、0~1.0%的W、0~1.0%的P、0~0.1%的S。优选的，所述方法中采用的铁水成分包括2.4~4.0%的C、0.5~2.4%的Si、0.1~1.5%的Mn、1.0~10%的Cr、0.5~6%的Ni、0.5~4%的Mo、0.1~1.0%的V、0.1~1.0%的W、0~1.0%的P、0~0.1%的S。优选的，所述方法中采用的铁水成分包括3.0~4.0%的C、0.5~2%的Si、0.2~1.0%的Mn、3~20%的Cr、0.5~3%的Ni、0.5~4%的Mo、0.1~0.5%的V、0~1.0%的W、0~1.0%的P、0~0.1%的S。优选的，所述方法中采用的铁水成分包括2.4~4.0%的C、0.5~2%的Si、0.2~1.5%的Mn、1.012%的Cr、2~11%的Ni、0~4%的Mo、0~1.0%的V、0~1.0%的W、01.0。/。的P、00.1%的S。优选的，所述方法中采用的铁水成分包括2.4~4.0%的C、0.5~2%的Si、0~1.5%的Mn、1.0~12%的Cr、0~10%的Ni、0~8%的Mo、0~1.0%的V、0~1.0%的W、0~1.0%的P、0~0.1%的S。本发明的另一目的在于提供了一种浮动油封铸造装置，包括上模和下模，所述上模包括设置在外侧的外模模架，其特征在于所述外模模架内设置倒扣的浮动油封外形模具，所述浮动油封外形模具内侧设置浇注铁水的浇注口，其下端与外模模架配合限位且上模可整体垂直移动；所述下模包括与离心铸造机固定的底模，所述底模上端与上模固定带动上模离心运动。优选的，所述上模上端设置强制冷却装置；所述强制冷却装置选自强制风冷机或含喷雾的风冷机；所述装置强制冷却时所述浮动油封工件收缩自外形模具内自动脱模。优选的，所述浮动油封外形模具的模腔内工件小端设置在工件大端的上端，且冷却时浮动油封工作小端的凸面内径小于模腔最小内径。优选的，所述浮动油封外形模具内侧设置预置形成浮动油封O型圈安装面的条纹。本装置在使用前先进行组装，下模组装时，在离心铸造机的安装平面上安装固定底模；上模组装时，在外模模架内安装倒扣的浮动油封外形模具并夹紧和凹凸限位，铁水浇注口设置在外形模具的上端并与外形模具的模腔相通；上下模间通过底模与外模模架的固定，使离心铸造机可以带动外形模具离心运动。启动离心铸造机，将符合比例要求的铁水注入浇注口，通过控制转动时间和转速，使铁水在模具中成形；启动强制冷却装置，冷却使工件收縮脱模。本发明的原理在于在装配时外形模具装在模架内，同时模架与底模一起旋转，铁水从上部浇入，通过离心铸造机的电机的转动产生离心力使铁水形成工件__浮动油封，工件在线冷却后自动脱模并完成热处理过程。本发明中铁水成分进行调整，从而提高铁水流动性及淬透性，易于实现离心铸造方式及在线余热强制冷却热处理的目的，使得工件在具备良好的成形性的同时，强制冷却收缩时也能达到与铸造装置外形模具的凹凸量，方便进行脱模。本发明人经大量实验研究摸索得到，研究出本发明方法中加入的铁水成分降低铬的含量，添加了镍、钒及钨，提髙了磷的含量，达到自动脱模和良好成形的双重效果。本发明在铁水中适量降低铬的含量，适量添加了镍，适量添加了钒及钨，适量提髙了磷的含量，而这些成分的添加却产生了令人意想不到的效果。降低铬的含量有利于提髙了铁水的流动性，降低了铬偏析。添加了镍，可以有效提髙机体组织的淬透性及耐腐蚀性。添加了钒，可以形成碳化钒，提髙碳化物的硬度，并细化机体组织。添加钨，可以形成髙硬度碳化物，提髙产品在高温下的耐用度。增加磷的含量可以形成二元磷共晶及三元磷共晶，提高产品使用寿命。增加硅的含量，可以提高铁水的流动性。本发明通过设计合理的离心铸造装置，特别是设计外形模具尺寸，利用离心铸造浮动油封的热胀冷縮的原理来实现工件的脱模，达到自动化生产的目的。另外本发明通过设计合理的化学成分，提高铁水的流动性及热处理性能，达到在线热处理的效果，可以省略后道的热处理工序，从而稳定了产品品质，縮短了生产周期，没有产业废弃物等优点。相对于现有技术中的方案，本发明的优点是1、本发明的离心铸造装置通过合理设计外形模具的吗凸量，便于浮动油封的脱模，尤其是浮动油封小端的冷却脱模；同时为大批量自动生产提供了可能。2、另外本发明合理设计了浇注的铁水化学成分，从而提髙了铁水的流动性及热处理性能，达到了在线热处理的效果，提髙了生产效率，稳定了产品品质；而且在离心铸造装置的外形模具内侧设置预置形成浮动油封O型圈安装面的条纹，可以免除产品1的O型圈安装面的加工工序。3、本发明在铸造装置的上端设置强制冷却装置，可以实现强制冷却的在线热处理过程，提髙了工效。综上所述，本发明利用离心铸造方法生产浮动油封，由于设计了倒扣的外形模具使成形后的浮动油封的工件小端放置在上方，在外形模具模腔的工件小端设计合理的台阶，利用热胀冷缩的原理进行冷却脱模，另外调整了铁水的成分及成分含量，从而可以实现在线对工件进行强制冷却达到热处理的目的。该方法优化了铁水成分，使其在专用的铸造装置通过倒扣的浮封油封外形模具自动脱模，从而稳定了产品品质，縮短了生产周期，不产生产业废弃物，可以应用工程机械，农业机械，石化机械，载重卡车等的离心铸造浮动油封的铸造。下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述图1为本发明用于浮动油封的铸造装置结构示意图；图2为本发明铸造装置制备的浮动油封轴截面结构示意图；图3为本发明铸造装置制备的浮动油封外形模具轴截面结构示意图。其中1为上模，2为下模，3为强制风冷机，4为浮动油封；21为离心铸造机；22为底模；ll为模架；12为浮动油封外形模具。具体实施例方式以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。实施例如图1至3所示，该浮动油封铸造装置，包括上模1和下模2，7所述上模1包括设置在外侧的外模模架11，所述外模模架11内设置倒扣的浮动油封外形模具12，所述浮动油封外形模具12内侧设置浇注铁水的浇注口13，其下端与外模模架11配合限位且上模1可整体垂直移动；所述下模2包括与离心铸造机21固定的底模22,所述底模22上端与上模1固定带动上模离心运动。所述上模1上端设置强制冷却装置3;所述强制冷却装置3为强制风冷机或含喷雾的风冷机；所述装置强制冷却时所述浮动油封工件收縮自外形模具12内自动脱模。所述浮动油封外形模具12的模腔内工件小端设置在工件大端的上端，且冷却时浮动油封工作小端的凸面内径小于模腔最小内径。所述浮动油封外形模具内侧设置预置形成浮动油封O型圈安装面的条纹。如图2、图3所示，离心铸造浮动油封4的直径Al与直径Bl在冷却后应小于外形模具12的直径A2与直径B2,即BKA2，也就是Bl的收缩量大于B2-A2。只有这样才可以保证浮动油封工件4的顺利脱模。为了减少工件成型的缺陷把工件4的大端面(即有效工作面)放在下部；为了便于脱模把离心铸造浮动油封工件4的小端放置在上部。在外形模具12的斜面上预置加工了部分条纹，既提髙了浮动油封工件产品4的O型圈安装面的表面粗糙度，又可以免除浮动油封工件产品4的O型圈安装面的加工工序。浮动油封铸造装置在使用前先进行组装，下模组装时，在离心铸造机的安装平面上安装固定底模；上模组装时，在外模模架内安装倒扣的浮动油封外形模具并夹紧和凹凸限位，铁水浇注口设置在外形模具的上端并与外形模具的模腔相通；上下模间通过底模与外模模架的固定，使离心铸造机可以带动外形模具离心运动。启动离心铸造机21后从外形模具12入口处的浇注口浇入适宜温度、规定成分的铁水，通过控制转动时间和转速，使铁水在模具中成形；启动强制冷却机3—段时间后，停止离心铸造机21,提升外模模架11，工件4会自动脱模，留在底模22表面，取出工件4后，再放下外模模架ll，可进行下一个动作循环。在方法中采用的铁水成分包括2.4~4.0%的C、0.5~2.4%的Si、0.1~1.5%的Mn、1.0~20%的Cr、0~11%的Ni、0~8%的Mo、0~1.0%的V、0~1.0%的W、0~1.0%的P、0~0.1%的s。经实践证实，当铁水成分符合表1范围内的成分含量时，铁水流动性和热处理性能都达到理想的效果；这些铁水也可以在其他铸造工艺中来实现；如潮模砂铸造成型，树脂砂壳型铸造成型，失蜡铸造成型等。表1铁水成分含量(％)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。权利要求1.一种浮动油封铸造方法，包括将铁水浇注入铸造装置的浮动油封外形模具内，经冷却脱模形成浮动油封工件，其特征在于采用的铁水成分包括2.4～4.0％的C、0.5～2.4％的Si、0.1～1.5％的Mn、1.0～20％的Cr、0～11％的Ni、0～8％的Mo、0～1.0％的V、0～1.0％的W、0～1.0％的P、0～0.1％的S。2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法中采用的铁水成分包括2.4~4.0%的C、0.52.4。/。的Si、0.1~1.5%的Mn、1.0~10%的Cr、0.5~6°/。的Ni、0.5~4%的Mo、0.1~1.0%的V、0.1~1.0%的W、0~1.0%的P、0~0.1%的S。3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法中采用的铁水成分包括3.0~4.0%的C、0.5~2%的Si、0.2~1.0%的Mn、3~20%的Cr、0.5~3%的Ni、0.5~4%的Mo、0.1~0.5%的V、0~1.0%的\￥、0~1.0%的P、0~0.1%的S。4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法中采用的铁水成分包括2.4~4.0%的C、0.52。/o的Si、0.21.5。/。的Mn、1.012。/。的Cr、2~ll%的Ni、0~4%的Mo、0~1.0%的V、0~1.0%的W、0~1.0%的P、0~0.1%的S。5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法中采用的铁水成分包括2.4~4.0%的C、0.5~2%的Si、0~1.5%的Mn、1.0~12%的Cr、0~10%的Ni、0~8%的Mo、0~1.0%的V、0~1.0%的W、0~1.0%的P、0~0.1°/。的S。6、一种应用权利要求1的方法的浮动油封铸造装置，包括上模(1)和下模(2)，所述上模(1)包括设置在外侧的外模模架(11)，其特征在于所述外模模架(11)内设置倒扣的浮动油封外形模具(12)，所述浮动油封外形模具(12)内侧设置浇注铁水的浇注口(13)，其下端与外模模架(11)配合限位且上模(l)可整体垂直移动；所述下模(2)包括与离心铸造机(21)固定的底模(22),所述底模(22)上端与上模(1)固定带动上模离心运动。7、根据权利要求6所述的浮动油封铸造装置，其特征在于所述上模(1)上端设置强制冷却装置(3);所述强制冷却装置(3)选自强制风冷机或含喷雾的风冷机；所述装置强制冷却时所述浮动油封工件收縮自外形模具(12)内自动脱模。8、根据权利要求7所述的浮动油封铸造装置，其特征在于所述浮动油封外形模具(12)的模腔内工件小端设置在工件大端的上端，且冷却时浮动油封工作小端的凸面内径小于模腔最小内径。9、根据权利要求6所述的浮动油封铸造装置，其特征在于所述浮动油封外形模具内侧设置预置形成浮动油封O型圈安装面的条纹。全文摘要本发明公开了一种浮动油封铸造方法及其铸造装置，该方法包括将铁水浇注入浮动油封外形模具内，经冷却脱模形成浮动油封工件，其特征在于采用的铁水成分包括2.4～4.0％的C、0.5～2.4％的Si、0.1～1.5％的Mn、1.0～20％的Cr、0～11％的Ni、0～8％的Mo、0～1.0％的V、0～1.0％的W、0～1.0％的P、0～0.1％的S。该方法优化了铁水成分，使其在专用的铸造装置通过倒扣的浮封油封外形模具自动脱模，从而稳定了产品品质，缩短了生产周期，不产生产业废弃物。文档编号C22C38/56GK101660103SQ20091014494公开日2010年3月3日申请日期2009年9月10日优先权日2009年9月10日发明者朱必付,杨洪根,罗鹤林申请人:杨洪根;罗鹤林;朱必付