[实用新型]用于铸造火车车轮的砂芯

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种砂芯，特别是一种用于铸造火车车轮形成车轮轮毂孔的砂芯。

背景技术

现有铸钢车轮浇注主要有两种工艺方法：一种是重力浇注方案，另一种是低压底铸式浇注方案。

所谓重力浇注，就浇注来说与通常铸造生产的浇注方法没什么不同，所不同的是根据车轮的特点，在浇注系统方面有所区别，简单的说，重力浇注的浇包采用传统的底注浇包(也有采用茶壶浇包的)，中间轮毂直接作浇口，冒口下部放雨淋芯作为雨淋浇口，雨淋芯的中间是直径较大的孔，作为冒口的补缩通道，浇注时该通道上盖一个芯子作盖子——浮芯，浇注结束后浮芯自动浮起，补缩通道打开，轮毂孔铸出，由中芯形成，中芯上设补缩通道。为了实现铸件的顺序凝固，铸型采用石墨来增强冷却效果，铸件的壁厚是不均匀的，在浇注的远端——轮辋部位是一个巨大的环形热节，轮辋部位铸型直接由石墨形成，使此处钢水以尽量快的速度冷却。

实际生产表明，该重力浇注法具有浇注设备简单、生产成本和设备投资相对较少等优点，但也存在废品率较高等缺陷，具体体现在：

(1)该方案在浇注时浇包水口与铸型的浇口杯之间有较大一段距离，浇注时钢水接触大量的空气，会产生吸气和二次氧化产生氧化夹杂物，对火车车轮这种对夹杂物和机械性能要求非常严格零件，就有可能对产品质量产生决定性的影响；

(2)该方案的浇注系统由冒口(直接从冒口浇注)、雨淋芯、浮芯、中芯组成，这些浇注系统组件均有树脂砂或水玻璃砂制成，浇注时钢水对他们会有较严重的冲刷现象，极有可能形成铸件内部夹砂缺陷。

通过上述分析可见，现有铸造方法的重力浇注方案浇注时，浇包水口与铸型的内浇口杯之间距离较大，钢水与空气接触时间长，易造成钢水吸气和钢水二次氧化产生氧化夹杂物，污染钢水，从而影响铸件质量。此外，浇注系统组件均由树脂砂或水玻璃砂制成，浇注时钢水对浇注系统的冲刷使铸件内部可能夹砂，进一步影响铸件质量。据统计，当工艺稳定时，采用该方案铸造火车车轮的平均废品率在10％左右。

低压底铸浇注方案与重力浇注方案不一样，其全部零件表面均由石墨形成，只有冒口部分由砂衬形成，其辐板也不做补缩通道用，轮毂有轮毂的冒口，轮辋有轮辋的冒口。在低压底铸浇注方案中，每个铸型上都带一个塞杆机构，浇注前处于打开状态。浇注时，铸型下部有通道与低压浇注机构连通，然后低压浇注系统内部加压，钢水液面通过制定通道上升，进入铸型，很快铸型充满后，铸型上的塞杆机构堵住底注浇口，然后低压浇注系统内部减压，浇注管内钢水液面下降，铸型与低压浇注系统脱离，完成浇注。

实际生产表明，该低压底铸式浇注方案存在设备投资大、工艺出品率较低以及生产成本高等缺陷，具体体现在：

(1)该浇注方案需要的设备复杂和维护成本大，投资和维护难度较大；

(2)由于采用全石墨型铸造，铸件轮毂和轮辋需要分别补缩，工艺出品率相对较低；

(3)每个铸型设有一套塞杆水口系统，成本较高；

(4)轮辋部位设冒口并且设在不加工表面上，增加了打磨难度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于铸造火车车轮的砂芯，有效解决现有技术浇注时钢水易污染、对浇注系统冲刷大影响铸件质量等技术缺陷。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种用于铸造火车车轮的砂芯，包括用于形成火车车轮轮毂孔的中芯本体，所述中芯本体内埋有耐火度、抗冲刷能力高于所述中芯本体的内浇口。

所述中芯本体下部为下芯头，上部设置支撑柱，支撑柱上端形成支撑柱顶面，在所述的支撑柱和所述的中芯本体之间设置有冒口补衬。

所述内浇口的内部为近球形空腔，所述近球形空腔的上部设置钢水进口，每侧设置至少一个与所述钢水进口的轴线呈30°～70°夹角的钢水出口。

所述中芯本体为耐火骨料和粘结剂混合物制品，所述内浇口为耐火材料制品。

本实用新型通过将制备好的内浇口埋进中芯本体内部，钢水通过内浇口可直接进入铸型，减少了钢水与空气直接接触的时间，从而减少了钢水的吸气和二次氧化夹杂物的生成，降低钢水的污染；同时，用耐火材料制成内浇口，有效消除了浇注过程中由于钢水对浇注系统的冲刷给铸件质量带来的不良影响。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型内浇口的结构示意图。

附图标记说明：

1-中芯本体；        2-下芯头；       3-内浇口；