本发明涉及铸造工艺的技术领域，尤其是涉及一种制备球墨铸件的装置及制备球墨铸件的方法。
背景技术：
球墨铸件的材料为球墨铸铁，是20世纪五十年代发展起来的一种高强度，高韧性的铸件材料，其综合性能接近钢，用于铸造受力复杂，硬度、韧性要求较高的零件。
目前，国内的球墨铸件的生产采用湿型砂、自硬砂和V法的造型方法；其中，湿型砂造型方法，是铸造用的硅砂，膨润土，煤粉，和其他添加剂及一定比例的水分，混制而成，经过造型设备的震实，砂型硬度在80-90，硬度低，造成产品的尺寸不稳定，且加工余量大，产品的质量差，且需要增加辅助的砂处理设备，增加生产成本；自硬砂造型是指在铸造过程中使用的砂型中添加树脂，固化剂等，使砂型能够自行硬化的铸造用砂，旧砂需要再生回用，需要砂子的再生处理设备，成本高，且在铸造过程中，需要在热节或厚大部位设计补缩冒口和冷铁，造成造型效率低；V法铸造采用真空成型，利用塑料薄膜密封砂箱，靠真空抽气系统抽出型内空气，铸型内外有压力差，使干砂密实，形成所需型腔，经下芯、合箱和浇铸抽真空使逐渐凝固，解除负压后、型腔随之溃散获得铸件，生产过程复杂，且需要真空处理设备，设备昂贵，经济成本高。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种制备球墨铸件的装置，以解决现有的制备球墨铸件的装置的尺寸不稳定，加工余量大，球化率不稳定，出品率低，设备投资大的问题。
本发明的目的在于提供一种制备球墨铸件的方法，以解决现有的制备球墨铸件的方法制备铸件的球化率不稳定，出品率低，设备投资大的问题。
本发明提供的一种制备球墨铸件的装置，包括金属型、金属模具和加热机构；
所述金属型内设置有腔室，所述金属模具上设置有凸模，所述腔室与所述凸模之间形成砂层部；
所述加热机构用于对所述金属型和所述金属模具进行加热，且所述金属型和所述金属模具的温度均维持在160℃-260℃。
进一步的，所述金属型上设置有多个注砂孔，多个所述注砂孔均布设置在所述金属型，以使覆膜砂均布进入所述腔室。
进一步的，还包括高压注砂机构，所述高压注砂机构位于所述金属型一侧，且所述高压注砂机构包括高压气体和覆膜砂，所述高压气体用于将所述覆膜砂输送至所述腔室。
进一步的，还包括金属型驱动、模具驱动和注砂驱动；
所述注砂驱动连接在所述高压注砂机构一侧，用于带动所述高压注砂机构移动；
所述金属型驱动连接在所述金属型一侧，用于带动所述金属型移动；
所述模具驱动连接在所述金属模具一侧，用于带动所述金属模具移动。
进一步的，所述金属型的数量为两个，所述金属模具的数量为两个，所述高压注砂机构的数量为两个；
所述金属型驱动带动两个所述金属型同时运动，所述模具驱动带动两个所述金属模具同时运动，所述注砂驱动带动两个所述高压注砂机构同时运动。
进一步的，所述加热机构包括PLC温度控制单元和加热单元；
所述PLC温度控制单元与所述加热单元连接，以使所述加热单元的温度智能调控。
进一步的，所述金属模具的侧壁设置有加热孔，所述加热单元位于所述金属模具的一侧，用于通过所述加热孔对所述金属模具进行加热。
进一步的，所述加热单元包括电能、天然气和喷嘴；
所述电能用于通过所述加热孔对所述金属模具进行加热，所述天然气与所述喷嘴连接，用于对所述金属型表面对金属型进行加热。
进一步的，还包括砂层清理机构，所述砂层清理机构连接在所述金属型一侧，用于对所述金属型进行清理以使重复利用。
本发明提供一种制备球墨铸件的方法，包括如下步骤：
S1.加热，通过加热机构分别对金属型、金属模具进行加热，使金属型和金属模具加热且维持温度在160℃-260℃之间；
S2.造型，通过启动金属型驱动和模具驱动，以使所述金属型与所述金属模具进行对接，且开启注砂驱动运动，以使高压注砂机构位于所述金属型一侧；
S3.注砂，启动高压注砂机构，以使高压气体带动覆膜砂通过注砂孔进入腔室与凸模之间进行造型；
S4.合型，注砂分别形成铸件的上下两部分，将形成的上下金属型紧密配合；
S5.浇注成型，高温铁水浇注至金属型内，形成球墨铸件。
本发明提供的制备球墨铸件的装置，金属型内设置于腔室，金属模具上设置有凸模，腔室与凸模之间形成砂层部，加热机构对金属型和金属模具进行加热，金属型和金属模具的温度维持在160℃-260℃；通过加热机构对金属型和金属模具进行加热，以使砂层部中的覆膜砂充分固化，具有足够的硬度，且形成的砂层部尺寸稳定，加工余量小，产品品质高；并且金属型具有激冷作用，使球化率提高，无需设计冒口和冷铁，提高出品率，且经济成本低；利用金属型的自身热量积累，实现生产的连续，经济效益好。
本发明提供的制备球墨铸件的方法，首先，通过加热机构分别对金属型、金属模具进行加热，使金属型和金属模具加热到工作温度，并且维持在工作温度范围内；然后，启动金属型驱动和模具驱动，使金属型与金属模具进行对接，即腔室与凸模之间为待砂层位置，同时启动注砂驱动运动，使高压注砂机构位于金属型上侧；进而，启动高压注砂机构，以使高压气体带动覆膜砂通过注砂孔进入到腔室与凸模之间的待砂层位置进行造型，形成尺寸稳定，加工余量小，球化率高的砂层部；其次，通过上述的方法分别浇注成型铸件的上下两部分，将形成的上下两部分的金属型紧密配合；最后，将高温铁水浇注至金属型内，形成球墨铸件。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1提供的制备球墨铸件的装置的正视图；
图2为本发明实施例1提供的金属型的正视图；
图3为本发明实施例1提供的金属模具的装置的正视图；
图4为本发明实施例1提供的加热机构的框图；
图5为本发明实施例2提供的制备球墨铸件的装置的正视图。
图标：11-金属型；12-金属模具；13-加热机构；14-砂层部；15-高压注砂机构；111-腔室；112-注砂孔；121-凸模；122-加热孔；131-PLC温度控制单元；132-加热单元。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
图1为本发明实施例1提供的制备球墨铸件的装置的正视图；图2为本发明实施例1提供的金属型的正视图；图3为本发明实施例1提供的金属模具的装置的正视图；图4为本发明实施例1提供的加热机构的框图。
如图1-4所示，本发明提供的制备球墨铸件的装置，包括金属型11、金属模具12和加热机构13；所述金属型11内设置有腔室111，所述金属模具12上设置有凸模121，所述腔室111与所述凸模121连接形成砂层部14；所述加热机构13用于对所述金属型11和所述金属模具12进行加热，且所述金属型11和所述金属模具12的温度均维持在160℃-260℃。
金属型11内设置于腔室111，金属模具12上设置有凸模121，腔室111与凸模121连接形成砂层部14，加热机构13对金属型11和金属模具12进行加热，金属型11和金属模具12的温度维持在160℃-260℃；通过加热机构13对金属型11和金属模具12进行加热，以使砂层部14中的覆膜砂充分固化，具有足够的硬度，且形成的砂层部14尺寸稳定，加工余量小，产品品质高；并且金属型11具有激冷作用，使球化率提高，无需设计冒口和冷铁，提高出品率，且经济成本低；利用金属型11的自身热量积累，实现生产的连续，经济效益好。
其中，通过在温度处于160℃-260℃金属型11和金属模具12之间形成的砂层部14，形成的砂层部14均由硬度高的特点，有利于产品尺寸稳定加工余量小，提高生产效率；利用砂层部14外侧的金属型11的激冷作用，在热节和厚大位置无须设计冒口和冷铁，提高铁水出品率和降低生产难度，出品率可达90％以上，提高了10-20％；利用砂层部14外部金属型11的激冷作用，球化率稳定的达到90％以上，利用砂层部14外部金属型11的激冷作用，整球的球状石墨数量达到200-400mm2，利用砂层部14硬度高的特点，充分发挥石墨化膨胀的作用，获得致密铸件，并且不需要增加Mn，Cr，Sn，Sb等元素的含量来达成性能数据，就可以满足技术要求；金属型11的温度降低速度慢，利用金属型11的自身热量积累，不用再利用其他能源对其进行加热，既可以达到生产的连续，经济效益好。
进一步的，所述金属型11上设置有多个注砂孔112，多个所述注砂孔112均布设置在所述金属型11，以使覆膜砂均布进入所述腔室111与所述凸模121之间。
金属型11上设置有多个注砂孔112，多个注砂孔112均布设置在金属型11，以使覆膜砂均布进入到腔室111与凸模121之间；通过在金属型11的宽度方向设置有多个通孔型注砂孔112，以使从金属型11的上表面的注砂孔112进行注砂，以使覆膜砂进入到金属型11下表面的腔室111与凸模121之间，进行成型，注砂均布，砂型质量高，硬度好，满足生产需求。
进一步的，还包括高压注砂机构15，所述高压注砂机构15位于所述金属型11一侧，且所述高压注砂机构15包括高压气体和覆膜砂，所述高压气体用于将所述覆膜砂输送至所述腔室111与所述凸模121之间。
高压注砂机构15位于金属型11上侧，高压气体将覆膜砂通过金属型11的注砂孔112进入到腔室111与凸模121之间；通过在金属型11上侧设置有高压注砂机构15的高压气体将覆膜砂通入到腔室111与凸模121之间；以使覆膜砂进入快速且均匀，形成的砂型硬度高，质量好，提高球化率。
进一步的，还包括金属型驱动、模具驱动和注砂驱动；所述注砂驱动连接在所述高压注砂机构15一侧，用于带动所述高压注砂机构15移动；所述金属型驱动连接在所述金属型11一侧，用于带动所述金属型11移动；所述模具驱动连接在所述金属模具12一侧，用于带动所述金属模具12移动。
注砂驱动连接在高压注砂机构15左侧，带动高压注砂机构15移动，金属型驱动连接在金属型11前端，带动金属型11移动，模具驱动连接在金属模具12下侧，带动金属模具12运动；通过同时启动注砂驱动带动高压注砂机构15运动、金属型驱动带动金属型11移动、模具驱动带动金属模具12运动，实现进行快速多次循环球墨砂型的制备，生产效率高。
其中，注砂驱动可以带动所述高压注砂机构15实现前后、左右和上下三个方位的运动；带动高压注砂机构15左右移动时是把高压注砂机构15移动到金属型11的上方；为了实现连续生产时，会有金属型11偏移现象，所以高压注砂机构15前后也可以进行调整；带动高压注砂机构15上下移动主要是考虑到注砂过程中，高压注砂机构15与金属型11的上面紧密配合，防止漏气；所述金属型驱动可以带动所述金属型11进行前后和左右移动；在金属型11边缘磨损后，位置会有偏移，金属型驱动能够带动金属型11前后移动，避免与金属模具12配合时，金属型11不能准确到位；所述模具驱动可以带动所述金属模具12进行上下移动，以使金属模具12能够紧密与金属型11配合。
进一步的，所述加热机构13包括PLC温度控制单元131和加热单元132；所述PLC温度控制单元131与所述加热单元132连接，以使所述加热单元132的温度智能调控。
PLC温度控制单元131与所述加热单元132连接，以使加热单元132的温度智能调控；通过将加热单元132与PLC温度控制单元131连接，实现对金属模具12的温度可控，并且在金属模具12的温度高于预设值时，可以实现自动断电，节省能源，在金属模具12的温度高于预设值时，又可以实现自动供热，保证砂层部14快速固化。
进一步的，所述金属模具12的侧壁设置有加热孔122，所述加热单元132位于所述金属模具12的一侧，用于通过所述加热孔122对所述金属模具12进行加热。
金属模具12的侧壁设置有加热孔122，加热单元132位于金属模具12的左侧，通过对加热孔122对金属模具12进行加热，加热效果好。
进一步的，所述加热单元132包括电能、天然气和喷嘴；所述电能通过加热孔122对金属模具12进行加热，所述天然气与所述喷嘴连接，用于对所述金属型11进行加热。
天然气与喷嘴连接，喷嘴朝向金属型11表面，对金属型11进行加热；通过天然气对喷嘴提供热能，并且喷嘴喷射的热量对金属型11进行加热，加热均匀，热量利用率高，使用效果。电能供电通过加热孔122对金属模具12进行加热，加热持续，且可控，温度控制效果更好。
进一步的，还包括砂层清理机构，所述砂层清理机构连接在所述金属型11一侧，用于对所述金属型11工作面进行清理以使重复利用。
砂层清理机构连接在金属型11一侧，对金属型11进行清理以重复使用；通过在金属型11的一侧设置有砂层清理机构，实现金属型11进行一次造型后，可以连续进行下次造型，实现连续性生产，生产效率高。
其中，砂层清理机构可以是电动刷，对金属型11的腔室111进行清扫，以快速高效进行下次生产。
本发明提供一种制备球墨铸件的方法，包括如下步骤：
S1.加热，通过加热机构13分别对金属型11、金属模具12进行加热，使金属型11和金属模具12加热且维持温度在160℃-260℃之间；
S2.造型，通过启动金属型驱动和模具驱动，以使所述金属型11与所述金属模具12进行对接，且开启注砂驱动运动，以使高压注砂机构15位于所述金属型11一侧；
S3.注砂，启动高压注砂机构15，以使高压气体带动覆膜砂通过注砂孔112进入腔室111与凸模121之间进行造型；
S4.合型，注砂分别形成铸件的上下两部分，将形成的上下金属型11紧密配合；
S5.浇注成型，高温铁水浇注至金属型11内，形成球墨铸件。
制备球墨铸件的方法，通过加热机构13分别对金属型11、金属模具12进行加热，使金属型11和金属模具12加热到工作温度，并且维持在工作温度范围内；然后，启动金属型驱动和模具驱动，使金属型11与金属模具12进行对接，即腔室111与凸模121之间为待砂层位置，同时启动注砂驱动运动，使高压注砂机构15位于金属型11上侧；进而，启动高压注砂机构15，以使高压气体带动覆膜砂通过注砂孔112进入到腔室111与凸模121之间的待砂层位置进行造型，形成尺寸稳定，加工余量小，球化率高的砂层部14；其次，通过上述的方法分别浇注成型铸件的上下两部分，将形成的上下两部分紧密配合；最后，将高温铁水浇注至金属型11内，形成球墨铸件。
实施例二
图5为本发明实施例2提供的制备球墨铸件的装置的正视图。
如图5示，本实施例中，制备球墨铸件的装置与实施例1区别在于，所述金属型11的数量为两个，所述金属模具12的数量为两个，所述高压注砂机构15的数量为两个；所述金属型驱动带动两个所述金属型11同时运动，所述模具驱动带动两个所述金属模具12同时运动，所述注砂驱动带动两个所述高压注砂机构15同时运动。
金属型11的数量为两个，金属模具12的数量为两个，高压注砂机构15的数量为两个，金属型驱动带动两个金属型11同时运动，模具驱动带动两个金属模具12同时运动，注砂驱动带动两个高压注砂机构15同时运动；实现同时对金属模具12的两面同时进行球墨造型，也可以是两个零件的一面进行同时造型，增加生产效率。
综上所述，本发明提供的制备球墨铸件的装置，金属型11内设置于腔室111，金属模具12上设置有凸模121，腔室111与凸模121连接形成砂层部14，加热机构13对金属型11和金属模具12进行加热，金属型11和金属模具12的温度维持在160℃-260℃；通过加热机构13对金属型11和金属模具12进行加热，以使砂层部14中的覆膜砂充分固化，具有足够的硬度，且形成的砂层部14尺寸稳定，加工余量小，产品品质高；并且金属型11具有激冷作用，球化率提高，无需设计冒口和冷铁，提高出品率，且经济成本低；利用金属型11的自身热量积累，实现生产的连续，经济效益好。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。