[发明专利]铸造火车车轮的铸模

说明书

技术领域

本发明涉及一种铸造铸模，特别是一种铸造火车车轮的铸模。

背景技术

对火车车轮制造来说，由于车轮的工况条件十分恶劣，对他的内部外部质量要求均十分苛刻，火车车轮铸造的核心问题是如何保证铸件内部无缩孔，也就是实现真正的顺序凝固。

现有技术一种工艺设备是通过外浇口的砂型铸造，该外浇口后来成为轮毂上的冒口。专门的浇口型心装置使金属能从它进入轮毂，在浇铸和定型时，车轮的滚动表面与铸铁铸模壁面结触。实际生产发现，当轮缘重量大时，由于铸铁铸模会过热和来不及将大热量导出，使铸件常有多种缺陷，轮的废品增多。另外，铸铁铸模寿命也降低了。

在多年研究基础上，现有技术提出了一种改进性工艺，该工艺主要特点是用石墨作为制造铸模的基本材料，石墨的高导热性及低热胀因子解决了铸模的寿命问题，有可能将滚动表面与轮缘二端部一起冷却。为了使轮盘在轮缘之后成型，其表面与石墨上的面砂结触，面砂用钠硅粘结剂粘在石墨铸模上。该工艺的优点是，可在同一个石墨铸模内浇铸有不同厚度轮缘的轮子，方法是在轮缘与轮盘间的过渡段上用不同厚度的面砂。

但实际生产上，用于铸造车轮的石墨冷铁价格很贵，也很娇贵，不仅需要配合套箱方可使用，而且极易损坏，当石墨冷铁损耗到一定程度后，就报废了，使用寿命短，同时石墨冷铁生产厂家很少，采购困难。上述问题对火车车轮生产造成很大困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种铸造火车车轮的铸模，在车轮的轮辋、轮缘和踏面的热节部位表面使用石墨冷铁直接形成型腔，以使该局部先凝固；在车轮的辐板和轮毂表面以砂型形成零件表面，以使该部位的凝固时间落后于上述热节部位，使生产成本降低，更好地保护石墨型，提高生产率。

为了实现上述目的，本发明提供了一种铸造火车车轮的铸模，包括扣合的下型铸模和上型铸模，所述下型铸模包括上端设置成具有车轮下型轮辋内侧面形状的下石墨冷铁、下型内铝圈、下型外铝圈、下型压板、下型硬模和下砂衬，其中，所述下型内铝圈和所述下型外铝圈通过所述下型压板与所述下石墨冷铁配合，所述下型硬模与所述下型内铝圈连接，并与所述下石墨冷铁紧密配合共同形成砂衬下结合面，所述下砂衬设置在所述下结合面和所述下型硬模上；

所述上型铸模包括下端设置成具有车轮上型轮辋内侧面以及轮缘和踏面形状的上石墨冷铁、上型内铝圈、上型外铝圈、上型压板、上型硬模和上砂衬，其中，所述上型内铝圈和所述上型外铝圈通过所述上型压板与所述上石墨冷铁配合，所述上型硬模与所述上型内铝圈连接，并与所述上石墨冷铁紧密配合共同形成砂衬上结合面，所述上砂衬设置在所述上结合面和所述上型硬模上。

所述下型外铝圈与所述下石墨冷铁配合为所述下型外铝圈尺寸设计为被加热到高于工作温度时与所述下石墨冷铁无间隙配合；所述上型外铝圈与所述上石墨冷铁配合为所述上型外铝圈尺寸设计为被加热到高于工作温度时与所述上石墨冷铁无间隙配合。进一步地，所述下型外铝圈与所述下石墨冷铁的配合面为锥形面；所述上型外铝圈与所述上石墨冷铁的配合面为锥形面。

所述下型内铝圈与所述下石墨冷铁配合为常温下的间隙配合；所述上型内铝圈与所述上石墨冷铁配合为常温下的间隙配合。进一步地，所述下型内铝圈与所述下石墨冷铁的配合面为锥形面；所述上型内铝圈与所述上石墨冷铁的配合面为锥形面。

所述下型压板通过螺栓连接所述下型内铝圈和所述下型外铝圈并使所述下型内铝圈和所述下型外铝圈夹持住下石墨冷铁，组成下型铸模整体，所述下型压板的上表面设置有下排气通道；所述上型压板通过螺栓连接所述上型内铝圈和所述上型外铝圈并使所述上型内铝圈和所述上型外铝圈夹持住所述上石墨冷铁，组成上型铸模整体，所述上型压板的下表面设置有上排气通道。

所述下型铸模和所述上型铸模通过子母扣结构配合。

所述上型铸模的上部设置有保温冒口，所述保温冒口与所述上型内铝圈之间设置有填充料，所述填充料上部设置封盖。

在上述技术方案基础上，所述下砂衬通过定位结构设置形成轮毂孔的中芯，所述中芯上设有支撑柱，所述支撑柱的上顶面与雨淋浇口的下底面配合。所述雨淋浇口上开设有作为浇注通道的雨淋孔，所述雨淋浇口中心开设有补缩通道。

本发明提出了一种具有复合结构的铸造火车车轮的铸模，通过在车轮的轮辋、轮缘和踏面的热节部位表面使用石墨冷铁直接形成型腔，以使该局部先凝固；在车轮的辐板和轮毂表面以砂型形成零件表面，以使该部位的凝固时间落后于上述热节部位，同时减少了石墨冷铁的体积，成本相对较低，更好地保护石墨型，更有利于搬运，散热能力高，有利于提高生产率。