高镍合金蝶阀阀体用砂型模具的制作方法

本发明涉及阀门制造领域，具体地说涉及一种高镍合金蝶阀阀体用砂型模具。

背景技术：

大口径蝶阀属于薄壁类零件，其阀体口径大，壁厚薄，不利于高温的钢水流动和补缩，且阀门属于承压类零件，对铸件有较高的密封性能要求，所以大口径蝶阀的铸造技术一直是一项铸造难题，加上镍基合金对浇铸温度、冷却速度、冒口补偿、砂型退让性等有着较高的要求，在浇铸高镍合金的蝶阀阀体时，容易出现气孔和裂纹，很难满足使用要求。

高镍合金蝶阀阀体铸造时有以下难点：

（1）高镍合金对浇铸温度非常敏感，过高浇铸温度面临散热问题，过低浇铸温度面临钢水流动性差的问题；

（2）高镍合金对冒口的补偿要求更高，需要在保证冷却的前提下，具有较好的补缩功能；

（3）高镍合金在冷却时，对温度敏感，容易产生裂纹，所以需要芯砂和型砂都具有较好的退让性，能够在铸件冷却收缩时，及时退让，保证铸件不被拉裂。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种可以增加芯砂在铸件内的退让性，具有较好的铸件质量的高镍合金蝶阀阀体用砂型模具。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种高镍合金蝶阀阀体用砂型模具，包括阀体上模、阀体下模以及芯砂，所述芯砂由芯砂模制成，所述芯砂模包括芯砂外模，所述芯砂上开有从其上端面向下延伸的弹性补偿沟槽，所述芯砂模还包括用于成型所述弹性补偿沟槽的成型块；

所述成型块呈下小上大的正棱台形，所述成型块上开有呈上小下大的正棱台形的通槽，且所述通槽与所述成型块同轴布置，所述通槽的横截面与所述成型块的横截面为各边相互平行的相似正多边形；

制作所述芯砂时，所述成型块下端朝内地埋入所述芯砂的上端，且所述成型块与所述芯砂外模同轴布置，以此在所述芯砂上成型环状的横截面呈梯形的所述弹性补偿沟槽。

进一步地，所述成型块的下端开有多个沿所述成型块的周向间隔分布的与所述通槽连通的u形缺口。

进一步地，所述芯砂的外周面设有多个沿所述芯砂的周向间隔分布的防裂筋成型槽，且所述防裂筋成型槽呈条形并平行于所述芯砂的周向。

进一步地，所述芯砂的下端面开有多个与所述弹性补偿沟槽连通的排气孔。

进一步地，所述高镍合金蝶阀阀体用砂型模具的浇冒口设置在所述阀体上模上。

进一步地，所述成型块的横截面为正八边形。

本发明的有益效果为：

本发明考虑到芯砂的强度和弹性，在芯砂上开设环状的横截面呈梯形的弹性补偿沟槽，可以增加芯砂在铸件内的退让性，减小铸件因为芯砂退让性不够产生的裂纹，使铸件向内具有更好的收缩性能，确保铸件在浇铸后冷却时不会因为补缩不够而拉裂，该模具铸造的高镍合金蝶阀，具有较好的铸件质量，解决了大口径高镍合金的蝶阀阀体铸造难题。

另外，本发明将成型块和通槽设计成正棱台形，方便取模，可以保证芯砂具有良好的退让性和稳定性，采用成型块制作的芯砂具有强度和弹性适宜，铸件内部刚度较好，同时弹性槽内部的砂也可以一起在制模时固化，可大批量可靠的生产。

附图说明

图1是本发明一实施例的结构示意图。

图2是本发明一实施例中芯砂的三维剖面图。

图3是本发明一实施例中芯砂模的使用状态图。

图4是图3的结构分解图。

图5是本发明一实施例中成型块的立体结构示意图。

图6是本发明一实施例中芯砂成型阀体毛坯的示意图。

附图中各部件的标记为：01阀体上模、02阀体下模、03芯砂、031弹性补偿沟槽、032定位柱、033定位孔、034防裂筋成型槽、035排气孔、04阀体毛坯、1芯砂外模、2成型块、21通槽、22u形缺口。

具体实施方式

下面将参考附图来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

参见图1至图6。

本发明高镍合金蝶阀阀体用砂型模具，包括阀体上模01、阀体下模02以及芯砂03，所述芯砂03由芯砂模制成，所述芯砂模包括芯砂外模1，所述芯砂03上开有从其上端面向下延伸的弹性补偿沟槽031，所述芯砂模还包括用于成型所述弹性补偿沟槽031的成型块2；

所述成型块2呈下小上大的正棱台形，所述成型块2上开有呈上小下大的正棱台形的通槽21，且所述通槽21与所述成型块2同轴布置，所述通槽21的横截面与所述成型块2的横截面为各边相互平行的相似正多边形；

制作所述芯砂03时，所述成型块2下端朝内地埋入所述芯砂03的上端，且所述成型块2与所述芯砂外模1同轴布置，以此在所述芯砂03上成型环状的横截面呈梯形的所述弹性补偿沟槽031。

本发明考虑到芯砂的强度和弹性，在芯砂上开设环状的横截面呈梯形的弹性补偿沟槽，可以增加芯砂在铸件内的退让性，减小铸件因为芯砂退让性不够产生的裂纹，使铸件向内具有更好的收缩性能，确保铸件在浇铸后冷却时不会因为补缩不够而拉裂，另外，本发明将成型块和通槽设计成正棱台形，方便取模，可以保证芯砂具有良好的退让性和稳定性。

传统方法在浇铸特殊金属时，如需要芯砂具有较好的收缩性能，通常做法是将芯砂做好后，用工具将芯砂中间掏空，便于有退让空间，这样的做法可以在一定程度上增加芯砂的退让性，减小铸件在冷却时被拉裂的可能性，但是这样具有以下弊端：

（1）成型后再手动掏空，可能影响芯砂的强度，容易造成芯砂破碎；

（2）掏空的程度控制不好，掏空太多，容易使其刚度不够，铸件易变性，掏空太少又会影响弹性；

（3）掏空后，芯砂内部的砂为松散状态，有可能在浇铸时被钢水冲走，带入铸件中，造成夹砂，影响铸件质量；

而本发明采用成型块制作芯砂，可避免以上所列的所有问题，并且制作的芯砂具有强度和弹性适宜，铸件内部刚度较好，同时弹性槽内部的砂也可以一起在制模时固化，可大批量可靠的生产。

在一实施例中，所述成型块2的下端开有多个沿所述成型块2的周向间隔分布的与所述通槽21连通的u形缺口22。这样设计，可以给芯砂增加加强筋（即u形缺口的空间内的砂子），更好的保证其强度，保证其不容易松散。优选地，多个u形缺口均匀分布，效果更好。

在一实施例中，所述芯砂03的外周面设有多个沿所述芯砂03的周向间隔分布的防裂筋成型槽034，且所述防裂筋成型槽034呈条形并平行于所述芯砂03的周向。因为大口径蝶阀属于薄壁零件，且高镍合金又对补缩有较大的要求，通过防裂筋成型槽可以在铸件内壁上形成多道防裂筋，这样，铸件浇铸成型后，内部有防裂筋支撑，能够有效的减小裂纹的出现，提高铸件质量。优选地，多个防裂筋成型槽均匀分布，效果更好。

在一实施例中，所述高镍合金蝶阀阀体用砂型模具的浇冒口设置在所述阀体上模01上。本发明是阀体平躺浇铸，浇冒口布置在阀体上模上，能够使垃圾和夹渣上浮至冒口位置和上部法兰加工余量部位，将会具有较好的铸件内部质量，提供更好的补缩性能。

在一实施例中，所述芯砂03的下端面开有多个与所述弹性补偿沟槽连通的排气孔035。这样设计，能够让钢水更好的流动，保证铸件钢水的充分流动。

在一实施例中，所述成型块2的横截面为正八边形。在实施本发明的过程中，发明人发现这样设计，补偿效果更好。

在一实施例中，所述芯砂03的上端面中心具有定位柱032，所述芯砂03的下端面边缘开有定位孔033。这样设计，模具具有多重定位，确保铸件分型面无明显接痕。芯砂外模一般分割为上下两部分，容易脱膜。

应当理解本文所述的例子和实施方式仅为了说明，并不用于限制本发明，本领域技术人员可根据它做出各种修改或变化，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。