专利名称：磨球铸造装置的制作方法
技术领域：
本发明是一种涉及铁(钢)水在浇注时，是用堵塞器、定量杯、过滤器、盖箱、中间框、半球组合上模及金属型底模、振动平台、振动电机组合而成的磨球铸造装置。用该装置制造磨球不仅使磨球产量高速度快，而且最为突出的是能实现磨球浇注后，在直浇道和纵横浇道里没有铁水，这是一种前所未有的先进技术。使用该技术生产磨球，可以使磨球成品率达到80-90％；同时磨球铁水是在震动之下结晶的，这从根本上细化了磨球的结晶组织，使磨球的综合性能得到很大的提高。该项技术的出现将改变我国磨球生产工艺的落后状态，实施此项技术将使企业获得不可估量的经济效益和社会效益。
目前国内生产磨球工艺主要有砂型、金属型和半金属型三种；砂型又分为两箱造型和叠箱造型。所有这些方法不仅成品率低，而且无法克服磨球在生产中所产生的砂眼、渣孔、气孔、缩孔、缩松、裂纹，以及使用时产生严重的剥落现象。同时在这些生产方法中磨球的结晶凝固完全是在不受控制(也无法控制)的情况下发生的。所以磨球的组织粗大；抗磨性能低；磨球的单耗量高。这些正是本发明装置所要解决的问题。
本发明的目的是提供一种由金属型底模、半球组合上模(注)中间框、盖箱、定量杯组合而成的蘑球制造工艺系统。并将该系统用紧固装置固定在振动台上的振动平台上，当磨球开始浇注后，振动电机立即拖动振动平台使其产生振动，当磨球型腔及其补缩腔被铁水浇满之后，纵、横浇道里残存着一定高度的铁水、这些铁水在磨球及其补缩腔进行液态收缩时会迅速地流入补缩腔中，这就可以实现该磨球铸造装置，在浇注后直浇道与纵、横浇道里没有水。这是本发明主要特征之一，同时磨球在结晶时受到振动，在此种情况下的结晶。能使铸件金属的原子排列很紧密、结晶晶粒很细，有利于液态铁水排渣、除气，在振动情况下结晶和凝固的磨球残余应力很小，这又是本发明另一个主要特征。而且该装置中所使用的中心定位销是首次推出，它与目前国内外所使用扣箱定位装置相比是结构简单、定位准确、操作方便的扣箱定位装置，它的被使用就构成了本发明的第三个主要特征。所以使用本发明装置在铸造磨球或者其他铸件时，不仅使成品率有效地提高，而且还可以消除磨球的砂眼、气孔、渣孔、缩孔、缩松、裂纹、破碎、剥落等铸造缺陷。这就可以获得高质量的磨球。同时操作方便，劳动生产率高。
本发明的目的是这样实现的在金属型底模中放置半球组合上模，将砂型补缩腔放入半球组合上模之中后，再在金属型底模上扣上其有纵、横浇道及溢流槽和溢流孔的中间框；在其上再扣上盖箱；在盖箱上固定安装着定量杯；在定量杯中放置有过滤器并安装有堵塞器，从而组成了磨球制造工艺装备系统。
当磨球制造工艺装备系统形成之后，将其吊装到振动台上，并用紧固装置固定在振动平台上。在振动平台的下面安装有振动电机。这就组成了振动台和本装置的全部机构。
当浇注铁水的量在定量杯中达到定量指示线后立即停止浇注。并抬高或者抬出堵塞器，使铁水通过过滤器、直浇道、纵浇道、横浇道后，到达补缩腔而进入磨球型腔之中，当全部磨球的纵、横浇道中铁水达到h高度之后，多余的铁水就会通溢流槽流向溢流孔注入手登包中，当磨球开始浇注的时候应立即启动振动电机使振动平台产生振动，直到铸件凝固之后，将磨球制造工艺装备系统从振动平台上卸下。待磨球表面温度下降到1100℃时即可出模。
本发明装置的补缩腔可以供给磨球在液态收缩及凝固收缩时所需铁水，因而可以保证磨球在铸造后不会产生缩孔、缩松。
本发明装置中的纵、横浇道的截面结构形状能保证磨球迅速而有秩序的将磨球型腔填满铁水。同时当铁水在纵、横浇道中超过h高时，多余的铁水会从溢流槽流出，留在纵、横浇道的铁水可以流入补缩腔中的液态铁水会产生体积收缩，纵、横浇道的铁水可以流入补缩腔中，至使实现本发明装置在浇注凝固后直浇道及纵、横浇道中无铁水存在。这保证了磨球成品率的提高，也实现了磨球的单个收缩。单个自由收缩的磨球不会产生铸造裂纹和较大的内应力，这样也可以延长磨球在金属型中的停置时间。
该发明装置可以根据铁水的流动性而确定铁水在浇道里最大的流程，现在该发明已经将直径φ120、φ110、φ100、φ90、φ80、φ70、φ60、φ50、φ40毫米的磨球一次分别浇注成20、20、30、30、42、56、72、90、156件，它们的成品率都可以达到80-90％。
本发明装置由于使用振动电机拖动振动平台，这样磨球的结晶和凝固是在振动下进行的。能使得树枝状晶体被振碎。使其长大受到限制，被振碎的晶体可以形成新的结晶晶核。这无疑会使磨球(铸件)的结晶组织细化。从而改善了磨球的综合性能。
本发明的具体结构以下的实例其图一给出。
图一是根据本发明提出磨球铸造装置的剖面图。
下面结合图一、图二、详细说明依据，本发明提出的具体装置的细节及工作情况。
本发明装置主要由磨球制造工艺装备系统和振动台组成。磨球制造工艺装备系统有用半球组合上模填料(3)制成的半球组合上模(2)，并将其置于金属型底模(1)中。用型砂制造补缩腔(4)并将其放入半球组合上模中，再用填料(3)加工成具有纵浇道(6)横浇道(7)。溢流槽(24)、溢流孔(23)的中间框(5)并将其通过如图二所表示的中心定位销。这种中心定位销是利用模型分型面上的两条互相垂直的中心线，并在其两个边缘上选定一点作为上、下箱的中心定位点，这种定位方法解决了金属模受热后会发生水平方向的变形的定位问题是因为在这种情况下发生的变形，其中心线是不会发生变化的，所以用中心线来定位，而中心定位装置在技术上正是利用了这一特点。所以它在技术上是很独特的。定位销(14)放置在金属型底模上，再用填料(3)制成的具有直浇道(12)的盖箱(8)，在其盖箱上安装有定量杯(9)，在定量杯上制造有很明显的阶梯形定量指示线(13)，在定量杯中安装有过滤器(10)、堵塞器(11)，并通过中心定位销将盖箱安放在中间框上。这样就构成了磨球工艺系统。
振动台是由振动平台(16)和振动电机(17)及上定位碗(18)，下定位碗(20)与钢球(19)及振动台支架(21)组成的。用紧固装置(15)将磨球制造工艺装备系统固定在振动台的振动平台上，这是本发明结构特征。
本发明具体实施是这样的按图一制造或购置有关的工艺装备及设备。如购置振动电机及电器、制造振动台及磨球制造工艺装备系统中的金属型底模纵、横浇道模具，补缩腔模具、定位销紧装置、手登包(22)并按图一安装。
在设计制造金属型底模时，两球之间的中心距(l)应当比两球的半径之和大10-80mm，溢流槽处的高度为h＝0.5－10mm，而纵、横浇道截面下部宽度b＝0-12mm。当b为零时。即纵、横浇道的截面为三角形。同时此处也可以采用圆孤或曲线过渡。
为了保证该系统中纵、横浇道在浇注后不残存铁水，则在溢流槽处的高度h与纵、横浇道的截面积所构成的总体积为全部磨球及其补缩腔的型腔总体积和的3-7％。
在制造中间框时应注意上、下平面的平行度，特别是纵、横浇道的底平面与水平面的平行要控制好。否则就造成在纵、横浇道里没有铁水或铁水高于b而出现有的磨球浇不足或使纵、横浇道残存铁水。
最后将磨球制造工艺装备系统用紧固装置(15)固定在振动平台上，从而构成了本发明装置。
当浇注时，铁水在定量杯中的高度达到阶梯形定量指示线后，应立即停止浇注。此时如果铁水温度很高，可以铁水温度达到浇注温度后即可抬起堵塞器。磨球开始浇注，同时启动振动电机使铁水在振动之下冷却结晶。而本发明装置所使用的振动强度为每平方厘米8-9千克，因此在震动时对组合模的砂型部分不会形成破裂现象。磨球在该装置中冷却到1100℃时即可出型进行空冷。随后将所产生的磨球经过专用工具打磨后，只需进行低温退火后即成成品。
本发明装置用于磨球生产，将不仅使磨球的成品率高，综合性能好，而且能节省能源、降低成本、减轻劳动强度提高生产效率。该发明的实施将会给磨球生产带来深远影响；将是蘑球生产工艺史上的一场革命。
同时该装置也适用于其他类型的铸件铸造。
(注)组合模是指用造型材料与金属型制造型腔的摸具。
权利要求
1，一种磨球铸造装置。其特征是用磨球制造工艺装备和振动台组成。磨球制造工艺装备系统有用半球组合上模填料(3)制成的半球组合上模(2)并将其置于金属型底模(1)之中。用型砂制造补缩腔(4)，并将其放入半球组合上模中。用填料(3)加工成具有纵浇道(6)横浇道(7)溢流槽(24)溢流孔(23)的中间框(5)，并将其通过中心定位销(14)放置在金属型底模上。再用填料(3)制成的具有直浇道(12)的盖箱(8)，在其盖箱上安装有定量杯(9)在定量杯上制造有很明显的阶梯形指示线(13)，在定量杯中安装有过滤器(10)、堵塞器(11)。并通过中心定位销将盖箱安放在中间框上，这样就构成了磨球的工艺装备系统。振动台由振动平台(16)和振动电机(17)及上定位碗(18)，下定位碗(20)与钢球(19)及振动台支架(21)组成的。用紧固装置(15)将磨球制造工艺固定在振动台的振动平台上。这是本发明的结构特征。
2，根据权利要求1所述装置，其特征在设计制造金属型底模(1)时，两不之间的中心距(l)应当比两个球的半径之和大于10-80mm。
3，根据权利要求1所述装置，其特征是溢流槽(24)处的高度h＝0.5－10mm，即纵，横浇道截面上部宽度b＝0－12mm。当b为零时，即纵横浇道的截面为三角形，同时此处也可以采用圆孤或曲线过渡。
4，根据权利要求1所述装置，其特征是将磨球制造工艺装备系统用紧固装置(15)固定在振动平台上，磨球开始浇注后应立即启动振动电机。
5，根据权利要求1所述装置其特征是上，下箱的中心定位装置。
全文摘要
本发明是由磨球制造工艺装备系统和振动台组成。用该装置制造磨球时，能实现磨球浇注后在直浇道和纵、横浇道里没有铁水。这是一件前所未有的先进技术，使用该技术生产磨球，可以使磨球成品率达到80-90％；磨球的铁水是在震动下结晶和凝固的，这使磨球树枝状晶体被振碎，使其知大受到限制，细化了磨球的结晶组织，铸件的金属原子排列紧密，同时也有利于液态铁水的排渣、除气，使磨球的综合性能大为提高。
文档编号B22C9/06GK1139029SQ9412015
公开日1997年1月1日 申请日期1994年12月20日 优先权日1994年12月20日
发明者薛友松, 朱定华, 薛斌, 胡应年, 库伦智, 薛鸥 申请人:薛友松