一种用于上引连铸的石墨模的制作方法

本实用新型涉及金属制造领域，具体涉及一种用于上引连铸的石墨模。

背景技术：

上引连铸法是石墨模加工生产的主要方法，铜材的铸型成型是在结晶器内的石墨模中完成的。其铸型原理是保温炉内的高温合金铜液从石墨模底部进入石墨模，高温合金铜液在石墨模内连续水冷冷却成铜合金杆后被牵引出石墨模，完成铜合金杆的铸型。

现有的石墨模模腔的进出口尺寸相同，铜合金杆与石墨模模腔内壁的接触面积较大，在牵引过程中，铸造铜合金杆和模腔内壁的摩擦阻力较大，易造成铜合金杆表面褶皱、微裂等缺陷，也降低了石墨模的使用寿命，且强度较大的铜合金杆与模腔内壁摩擦时，模腔内壁石墨会脱落，附着在铜合金杆表面，影响铜合金杆的表面质量，若脱落的石墨集中，还会形成表面缺陷，严重影响铸型铜合金杆的质量。

技术实现要素：

本实用新型克服了现有技术中的不足，在于提供一种用于上引连铸的石墨模，使铸型铜合金杆在牵引过程中与模具本体内壁的摩擦阻力大大减少，有效地减少了铜合金杆表面褶皱、微裂等缺陷，提高了铜合金杆的质量。

本实用新型的具体技术方案如下：

一种用于上引连铸的石墨模，包括呈管状的模具本体，所述模具本体内壁的轴截面呈梯形，梯形位于模具本体进口端的下底边长度小于位于模具本体出口端上底边的长度，所述梯形的腰与模具本体轴线的夹角θ不大于1°；所述模具本体内壁设有热解碳层。

依照本实用新型的一个方面，所述热解碳层的厚度为0.02m-0.05mm。

依照本实用新型的一个方面，所述梯形的腰与模具本体轴线的夹角θ为0.2°≤θ≤0.4°。

依照本实用新型的一个方面，所述梯形为等腰梯形。

本实用新型将模具本体内壁的轴截面设计成梯形结构，梯形位于模具本体进口端的下底边长度小于位于模具本体出口端上底边的长度；所述梯形的腰与模具本体轴线的夹角θ不大于1°。由于模具本体内壁其工作面与其轴线有一定的角度θ，使铸型铜合金杆在牵引过程中与模具本体内壁的摩擦阻力大大减少，有效地减少了铜合金杆表面褶皱、微裂等缺陷，提高了石墨模的使用寿命，同时也降低了在摩擦过程中模具本体内壁石墨的脱落而形成的表面缺陷，提高了铜合金杆的质量。

本实用新型还在模具本体内壁设置热解碳层来增大模具本体内壁的耐磨性和降低模具本体内壁与铸型铜合金杆的摩擦系数。由于热解碳的体积密度大于石墨模模具本体，模具本体内壁表面的硬度增加，耐磨性增大，模具本体的使用寿命增加3-5倍，极大地降低了生产成本。热解碳与铸型铜合金杆之间的摩擦系数较小，降低了牵引过程中铜合金杆和模具本体内壁之间的摩擦阻力且热解碳强度较高，表面致密，无气孔，减少了摩擦时因石墨脱落而造成的表面缺陷，进一步提高了铜合金杆的质量。

附图说明

图1为本实用新型所述石墨模的结构示意图；

图2为图1中的C部放大图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明，本实用新型未提及部分均为现有技术。

参见图1和图2，本实用新型所述石墨模如图所示，石墨模包括呈管状的模具本体2，模具本体2的两端分别为模具本体进口端1和模具本体出口端3。铜合金液由模具本体进口端1进入模具本体进行铸造成型，模具本体出口端3设置有外螺纹(图中未画出)，与结晶器螺纹紧密连接，铜合金杆由模具本体出口端3被牵引出石墨模，完成铸型。

本实用新型模具本体内壁的轴截面呈梯形，梯形位于模具本体进口端的下底边长度小于位于模具本体出口端上底边的长度；所述梯形的腰与模具本体轴线的夹角θ不大于1°。由于模具本体内壁其工作面与其轴线有一定的角度θ，使铸型铜合金杆在牵引过程中与模具本体内壁的摩擦阻力大大减少，有效地减少了铜合金杆表面褶皱、微裂等缺陷，提高了石墨模的使用寿命，同时也降低了在摩擦过程中模具本体内壁石墨的脱落而形成的表面缺陷，提高了铜合金杆的质量。优选的所述梯形的腰与模具本体轴线的夹角θ为0.2°≤θ≤0.4°；在保证铜合金杆的外部尺寸不受影响的情况下，最大限度的减少铸型铜合金杆在牵引过程中与模具本体内壁的摩擦阻力，从而有效地减少了铜合金杆表面褶皱、微裂等缺陷，进一步提高了铜合金杆的质量。优选的所述梯形为等腰梯形，便于模具本体内壁的加工，可以更好的把控铜合金杆的外部尺寸。

本实用新型还在模具本体内壁设置热解碳层4来增大模具本体内壁的耐磨性和降低模具本体内壁与铸型铜合金杆的摩擦系数。由于热解碳的体积密度大于石墨模模具本体，模具本体内壁表面的硬度增加，耐磨性增大，模具本体的使用寿命增加3-5倍，极大地降低了生产成本。热解碳与铸型铜合金杆之间的摩擦系数较小，降低了牵引过程中铜合金杆和模具本体内壁之间的摩擦阻力且热解碳强度较高，表面致密，无气孔，减少了摩擦时因石墨脱落而造成的表面缺陷，进一步提高了铜合金杆的质量。优选的所述热解碳层的厚度为0.02m-0.05mm，不仅能够保证模具本体内壁耐磨性、降低其与铸型铜合金杆的摩擦系数，而且加工方便。模具本体内壁的热解碳层可以采用如下方法加工成：将模具本体内壁进行涂层并放入热解石墨机组中，在一定的炉压和1800℃-2000℃的高温下，模具本体内壁会沉积出较高结晶取向的热解碳，其厚度约0.02m-0.05mm。

由于上引连铸的工作原理是高温合金铜液由模具本体进口端1进入石墨模，高温合金铜液在石墨模内连续水冷冷却铸型成铜合金杆，铜合金杆由模具本体出口端3被牵引出石墨模完成铸型。

以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本实用新型公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。