浇铸模具的制作方法
【专利摘要】本申请实施例公开了一种浇铸模具，至少包括：模具主体；所述模具主体包括：内筒和外筒，所述内筒位于所述外筒内部，所述内筒且与所述外筒之间相间隔，并且所述内筒和外筒的顶部之间、底部之间均相密封；所述内筒和外筒之间的空间形成导流槽，所述外筒的外侧壁上设置有与所述导流槽相连通的至少两个通孔。该铸造模具可使产品得到单方向生长的柱状晶，不产生横向晶界，同时也使产品的晶粒得到细化，大幅地提高了材料的力学性能，从而提高了产品的物理性能与机械性能。
【专利说明】浇铸模具
【技术领域】
[0001]本申请涉及模具领域，特别是涉及一种浇铸模具。
【背景技术】
[0002]理想的铸件组织是铸件整个截面上具有均匀、细小的等轴晶，这是因为等轴晶各向异性小，加工时变形均匀、性能优异、塑性好，利于铸造及随后的塑性加工。要得到这种组织，通常需要对熔体进行细化处理。
[0003]细晶铸造技术或工艺(FGCP)的原理是通过控制普通熔模铸造工艺，强化合金的形核机制，在铸造过程中使合金形成大量结晶核心，并阻止晶粒长大，从而获得平均晶粒尺寸小于1.6_的均匀、细小、各向同性的等轴晶铸件。因此，细晶铸造的突出优点是大幅度地提高铸件在中低温((760V )条件下的低周疲劳寿命，并显著减小铸件力学性能数据的分散度，从而提高铸造零件的设计容限。同时该技术还在一定程度上改善铸件抗拉性能和持久性能，并使铸件具有良好的热处理性能。
[0004]随着冶金技术和生产工艺的不断进步，细晶的尺寸不断缩小，甚至达到了微米、亚微米。例如:在传统钢的种类中，晶粒尺寸在100 μ m以下称为细晶粒钢，即传统细晶粒钢。获取细晶的方法有:利用相变和再结晶的热处理，钢液超速极冷，机械合金化，超细粒子烧结，以及非晶晶体化等特殊工艺手段，
[0005]在现有技术中，传统浇铸模具的铸造技术，铸造的晶粒粗化，容易使铸件产生横向晶界，影响了铸件的物理性能与机械性能。
【发明内容】
[0006]本申请实施例中提供了一种浇铸模具，以解决现有技术中的浇铸模具铸造晶粒粗化的问题。
[0007]为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案:
[0008]一种浇铸模具，至少包括:模具主体；
[0009]所述模具主体包括:内筒和外筒，所述内筒位于所述外筒内部，所述内筒且与所述外筒之间相间隔，并且所述内筒和外筒的顶部之间、底部之间均相密封；
[0010]所述内筒和外筒之间的空间形成导流槽，所述外筒的外侧壁上设置有与所述导流槽相连通的至少两个通孔。
[0011]可选地，该模具还包括:活动底板和浇铸冒口 ；其中，
[0012]所述活动底板位于所述模具主体的底部，并且将所述模具主体的底部密封；
[0013]所述浇铸冒口固定在所述模具主体的顶部，所述浇铸冒口为筒状结构，所述浇铸冒口内部的空腔为圆台型空腔，并且所述圆台型空腔中直径较大的开口与所述内筒顶部的开口相匹配。
[0014]可选地，该模具还包括:设置在所述导流槽内部的多层环形隔板；
[0015]每个所述环形隔板的内环边与所述内筒的外壁相密封固定，每个所述环形隔板的外环边与所述外筒的内壁相密封固定；
[0016]相邻两个环形隔板之间形成一个空腔，且每层环形隔板均有一个将所述环形隔板贯穿的通孔，所述通孔将所述环形隔板上下两个空腔相连通。
[0017]可选地，该模具还包括:设置在所述导流槽内部的螺旋型隔板；
[0018]所述螺旋型隔板的内环边与所述内筒的外壁相密封固定，所述螺旋型隔板的外环边与所述外筒的内壁相密封固定；
[0019]所述螺旋型隔板与所述内筒的外壁、所述外筒的内壁之间密封形成一个螺旋通道，所述螺旋通道与设置在所述外筒的外侧壁上的所有所述通孔都相连通。
[0020]可选地，所述外筒的外侧壁上设置有与所述导流槽相连通的至少两个通孔，包括:
[0021]至少一个通孔位于所述外筒的外侧壁的上端，至少一个通孔位于所述外筒的外侧壁的下端。
[0022]可选地，所述导流槽的厚度为所述内筒直径的2% -10%。
[0023]本申请的有益效果包括:
[0024]本公开提出的铸造模具，通过内部设置的导流槽，可对注入的冷却水进行定向的输送，进而对铸件进行持续地定向凝固及快速冷却，使产品得到单方向生长的柱状晶，不产生横向晶界，同时也使广品的晶粒得到细化，大幅地提闻了材料的力学性能，从而提闻了广品的物理性能与机械性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为本申请实施例提供的一种浇铸模具的结构框图；
[0027]图2为本申请实施例提供的一种浇铸模具的结构框图；
[0028]图3为本申请实施例提供的一种浇铸模具的结构框图；
[0029]图4为本申请实施例提供的一种浇铸模具的结构框图。
[0030]附图标号:
[0031]1-活动底板，2-外筒，3-内筒，4-浇铸冒口，5-通孔，6_导流槽，7_通孔，8_模具主体。
【具体实施方式】
[0032]为了使本【技术领域】的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0033]实施例一
[0034]图1为本申请实施例提供的一种浇铸模具的结构框图。
[0035]参见图1所示，本申请实施例提供的浇铸模具，至少可以包括:模具主体8。
[0036]模具主体8可以包括:内筒3和外筒2，其中:
[0037]内筒3位于外筒2的内部，内筒3和外筒2的顶部之间相密封，内筒3和外筒2的底部之间相密封。
[0038]一种情况下，内筒3和外筒2可以为两个相互分离的部件，并且将内筒3和外筒2的顶部之间通过焊接的方式相密封，另外，内筒3和外筒2的底部之间也可以通过焊接的方式相密封。
[0039]另一情况下，还可以直接在一个圆筒的侧壁中开槽形成顶部相连接的内筒3和外筒2，并且将所述内筒和外筒之间形成槽的开口焊接密封。
[0040]内筒3的外径小于外筒2的内径，这样就使得内筒3的外壁与外筒2的内壁之间具有间隔，该间隔形成的空间可以作为导流槽6，导流槽6的优选厚度(即外筒2内环的半径与内筒3外环的半径的差值)为内筒3直径的3 % -6 %，在本申请的一个实施例中，内筒3的外径具体为lm，外筒2的内径具体为1.1m,导流槽6的厚度为0.05m。在本申请的其它实施例中，内筒3的外径具体为lm，外筒2的内径具体为1.1m,导流槽6的厚度为0.03m,导流槽6的厚度在此不做具体限定。
[0041]外筒2的外侧壁上设置有与导流槽6相连通的至少两个通孔，在本申请一个实施例中，当采用两个通孔时，一个通孔5位于外筒2的外侧壁的下端，可用于进水，一个通孔7位于外筒2的外侧壁的上端，可用于出水，保证导流槽6在使用的时候能够正常导流。在本申请其它实施例中，也可以设置3个或者更多的通孔与导流槽6相连通，两个通孔用于进水，一个通孔用于出水，或者一个通孔用于进水，两个通孔用于出水，通孔的数量在此不做具体限定。
[0042]如图1所示，举例说明，在浇铸模具使用的时候，需要先将模具主体8放到沙地或者水泥地上固定，然后直接从内筒2的上端口进行浇铸，在浇铸前，通孔5处于开通状态，注入一定温度的冷却水，在本实施例中，通孔5注水的时间是浇铸前、可以是在浇铸时注入、也可以是在浇铸后注入，具体通孔注水的时间在此不做限定，冷却水的水温可以根据模具本身的需求设定，冷却水从外筒2的外侧壁下端的通孔5进入，沿导流槽6导流的方向向上流动，从外筒2的外侧壁上端的通孔7流出，对铸件形成持续地定向凝固及快速冷却，使铸件得到竖直方向生长的柱状晶，同时也使铸件的晶粒得到细化，大幅地提高了铸件的物理性能和机械性能，获得具有优良变形性能的材料。
[0043]实施例二
[0044]图2为本申请实施例提供的一种浇铸模具的结构框图。
[0045]参见图2所示，模具主体8在浇铸时需要放到沙地或者水泥地上固定，然而沙地或者水泥地的地面参差不齐，对模具主体8的固定效果较差，很容易造成模具主体8内部液体的泄漏和倾斜，从而造成铸件的变形，还会在浇铸时溅射，造成资源的浪费，因此本申请实施例提供的浇铸模具，还可以包括:活动底板I和浇铸冒口 4，其中:
[0046]活动底板I位于模具主体8的底部，用于将模具主体8中的内筒3的底部密封，同时对模具主体进行固定，该活动底板I由钢板制成，密封和固定效果好，也可以是其他材质。
[0047]一种情况下，活动底板I的上端面是水平面，可通过焊接的方式与内筒3的底部相密封。
[0048]另一种情况下，活动底板I的上端面有圆形凹槽，凹槽的开口正好与外筒2的开口相匹配连接。
[0049]浇铸冒口 4固定在模具主体8的顶部，浇铸冒口 4为筒状结构，浇铸冒口 4内部的空腔为圆台型空腔，并且圆台型空腔中直径较大的开口与内筒3顶部的开口相匹配。
[0050]在本实施例中，浇铸冒口 4可以由厚壁钢管填充砂型制成也可以由薄壁钢管填充砂型制成，在此不做具体限定。
[0051]浇铸冒口 4是铸型内用于储存金属液的空腔，在铸件形成时补给金属，有防止缩孔、缩松、排气和集渣的作用。
[0052]如图2所示，举例说明，在浇铸模具的使用过程中，从浇注冒口 4上端的开口注入液体，到达内筒3底部，同时，一定温度的冷却水开始从通孔5注入，沿导流槽6导流方向流动，从通孔7流出，对铸件进行定向冷却，在冷却的过程中，内筒3中的液体会产生体积和尺寸减小现象，此时，浇注冒口 4可以对液体进行补缩，有效的防止了缩孔等现象，提高了铸件的质量和性能。
[0053]实施例三
[0054]图3为本申请实施例提供的一种浇铸模具的结构框图。
[0055]参见图3所示，本申请实施例提供的浇铸模具，还可以包括:设置在导流槽6内部的多层环形隔板。
[0056]每层环形隔板相互平行，每层环形隔板的内环边与内筒3的外壁相密封固定，每层环形隔板的外环边与外筒2的内壁相密封固定，相邻两个环形隔板之间形成一个独立的空腔。
[0057]在本申请的一个实施例中，在导流槽6的内部设置有5层环形隔板，且每层环形隔板相互平行，这样就在导流槽内形成6个独立的空腔。在本申请的其他实施例中，也可以在导流槽内设置6个或者多个环形隔板，在本申请中环形隔板的数量不做具体限定。
[0058]每层环形隔板均设有一个将环形隔板贯穿的通孔，通孔将环形隔板上下两个空腔相连通，在本申请的一个实施例中，相邻两层环形隔板上的通孔位于内筒3同一条直径线上的两端。在本申请的其他实施例中，相邻两层环形隔板上的通孔也可以设置在外筒2同一条直径线上的两端，隔板上通孔设定的位置不做具体限定。
[0059]导流槽6与设置在外筒2的外侧壁上的所有通孔都连通，在本申请一个实施例中，当外筒的外侧壁上采用两个通孔时，外筒2的外侧壁上的一个通孔5与导流槽6内最下端空腔相连通，外筒2的外侧壁上的另一个通孔7与导流槽6内最上端的空腔相连通。在本申请其它实施例中，也可以设置3个或者更多的通孔与导流槽6相连通，一个通孔与导流槽6内最下端的空腔相连通，用于进水，一个通孔与导流槽6内最上端的空腔相连通，用于进水，另一个通孔可以与导流槽6内其他空腔相连通，用于进水或出水，通孔的数量在此不做具体限定。
[0060]如图3所示，举例说明，在浇铸模具的使用过程中，通孔5在浇铸时会开通，注入一定温度的冷却水，冷却水会先在最下端的空腔内横向流动，当冷却水注满最下端的空腔后会经隔板上的通孔依次向上一层的空腔注入，最后水流会在与最上端空腔相连通的通孔7流出，对铸件形成持续地定向凝固及快速冷却，使铸件得到横向生长的柱状晶，同时也使铸件的晶粒得到细化，大幅地提高了铸件的物理性能和机械性能，获得具有优良变形性能的材料。
[0061]实施例四
[0062]图4为本申请实施例提供的一种浇铸模具的结构框图。
[0063]参见图4所示，本申请实施例提供的浇铸模具，还可以包括:设置在导流槽6内部的螺旋型隔板。
[0064]在本申请的实施例中，螺旋型隔板的设置方向可以是顺时针方向，也可以是逆时针方向，螺旋型隔板的设置方向在此不做具体的限定。
[0065]螺旋型隔板的内环边与内筒3外壁相密封固定，螺旋型隔板的外环边与外筒2内壁相密封固定。螺旋型隔板与内筒3外壁、外筒2内壁之间密封形成一个螺旋通道，螺旋通道与设置在外筒2的外侧壁上的所有通孔都相连通。
[0066]在本申请的一个实施例中，外筒2的外侧壁上设置有两个通孔，一个通孔7位于外侧壁的上端，用于出水，一个通孔5位于外侧壁的下端，用于进水，螺旋通道的下端与通孔5相连通，螺旋通道的上端与通孔7相连通。在本申请的其它实施例中，也可以设置3个或更多数量的通孔与螺旋通道相连通，通孔的数量在此不做具体限定。
[0067]如图4所示，举例说明，在浇铸模具的使用过程中，通孔5在浇铸后开通，注入一定温度的冷却水，冷却水会沿螺旋型水道的方向流动，从外筒2的外侧壁上端的通孔7流出，对铸件形成持续地定向凝固及快速冷却，使铸件得到螺旋型生长的柱状晶，同时也使铸件的晶粒得到细化，大幅地提高了铸件的物理性能和机械性能，获得具有优良变形性能的材料。
[0068]本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0069]以上所述仅是本申请的【具体实施方式】，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种浇铸模具，其特征在于，至少包括:模具主体； 所述模具主体包括:内筒和外筒，所述内筒位于所述外筒内部，所述内筒且与所述外筒之间相间隔，并且所述内筒和外筒的顶部之间、底部之间均相密封； 所述内筒和外筒之间的空间形成导流槽，所述外筒的外侧壁上设置有与所述导流槽相连通的至少两个通孔。
2.如权利要求1所述的模具，其特征在于，还包括:活动底板和浇铸冒口；其中， 所述活动底板位于所述模具主体的底部，并且将所述模具主体的底部密封； 所述浇铸冒口固定在所述模具主体的顶部，所述浇铸冒口为筒状结构，所述浇铸冒口内部的空腔为圆台型空腔，并且所述圆台型空腔中直径较大的开口与所述内筒顶部的开口相匹配。
3.如权利要求1所述的模具，其特征在于，还包括:设置在所述导流槽内部的多层环形隔板； 每个所述环形隔板的内环边与所述内筒的外壁相密封固定，每个所述环形隔板的外环边与所述外筒的内壁相密封固定； 相邻两个环形隔板之间形成一个空腔，且每层环形隔板均有一个将所述环形隔板贯穿的通孔，所述通孔将所述环形隔板上下两个空腔相连通。
4.如权利要求1所述的模具，其特征在于，还包括:设置在所述导流槽内部的螺旋型隔板； 所述螺旋型隔板的内环边与所述内筒的外壁相密封固定，所述螺旋型隔板的外环边与所述外筒的内壁相密封固定； 所述螺旋型隔板与所述内筒的外壁、所述外筒的内壁之间密封形成一个螺旋通道，所述螺旋通道与设置在所述外筒的外侧壁上的所有所述通孔都相连通。
5.如权利要求1所述的模具，其特征在于，所述外筒的外侧壁上设置有与所述导流槽相连通的至少两个通孔，包括: 至少一个通孔位于所述外筒的外侧壁的上端，至少一个通孔位于所述外筒的外侧壁的下端。
6.如权利要求1至4中任一权利要求所述的模具，其特征在于， 所述导流槽的厚度为所述内筒直径的2^-10?^
【文档编号】B22C9/00GK104070133SQ201410333145
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年7月14日 优先权日:2014年7月14日
【发明者】向勇, 曾政, 李存良, 毛劲松, 王云, 胡勇 申请人:湖南三泰新材料股份有限公司