[实用新型]一种用于制备同心异径管的立式离心铸造装置

说明书

技术领域

本发明属于机械铸造技术领域，具体涉及一种用于制备同心异径管的立式离心铸造装置。

背景技术

异径管广泛应用于石油化工行业的制氢转化炉中，是传输转化气的主要部件，工作条件为高温受压状态，因此要求其具有良好的常温机械性能及高温机械性能。

目前，异径管的制造普遍采用静态铸造工艺，也称重力铸造，即钢水在重力场的作用下经浇口、浇道到达型腔成型，铸件在冷却凝固过程中靠冒口中钢水的重力作用进行补缩。该工艺最为常用的是树脂砂型铸造或水玻璃砂型铸造，具体流程通常包括以下几个步骤：（1）制作木模（模样及芯盒）；（2）混砂造型，制作型芯；（3）将制作好的型芯与砂型装配，确定好浇注系统的位置与尺寸；（4）浇注实施；（5）待铸件冷却后清砂、打磨，机加工成最终成品。

静态铸造工艺简单，产品可以满足在高温高压条件下的基本应用要求，但是整个工艺存在明显缺点，例如：需要制作模样和芯盒，并且需要制作砂型和型芯，生产工序多，耗时，生产效率低；需要将型芯与砂型精准合模，操作复杂；浇注完成的铸件还需要清砂、打磨后再机加工，增加了生产工序；最关键的是，铸件组织不规则且不致密，容易产生气孔、夹渣等产品质量缺陷，机械性能不够优越，使用寿命也不理想，产品报废率较高。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种用于制备同心异径管的立式离心铸造装置。该装置使用简便、高效，利于大规模工业化生产，并且可提高产品的浇铸质量，降低报废率，提高产品的常温和高温机械性能，延长使用寿命。

本发明的具体技术方案如下：

一种用于制备同心异径管的立式离心铸造装置，包括立式离心机和模具组件，所述立式离心机包括离心机主电机1、离心机主机2、和离心机法兰盘3，所述模具组件包括模具4、模具垫板5、和模具盖板6；

其中：

离心机主机2与离心机主电机1相连，离心机法兰盘3位于离心机主机2上；

模具4通过紧固件竖直安装在离心机法兰盘3上；

模具垫板5位于模具4的下部，通过模具4下端的止口固定在离心机法兰盘3上；

模具盖板6位于模具4顶部，通过模具4上端的止口和/或紧固件固定在模具4顶部。

上述离心铸造装置中，模具4的材料可以是铸铁、铸钢或锻件。模具内孔形状与异径管产品的外壁形状相同，尺寸略大于异径管产品的最终尺寸（预留收缩量和加工余量），这主要是考虑到钢水收缩率和后期加工需要。一般而言，模具型腔（即模具内孔）尺寸＝产品外径尺寸+产品外径尺寸×钢水收缩率+加工余量。其中，钢水收缩率和加工余量对本领域技术人员而言是公知且容易确定的。通常来说，钢水收缩率为1%-3%，加工余量为20-50mm。

所述紧固件可以是机械领域的常规构件，例如螺栓螺母组件、销控等。

模具垫板5的材料为耐高温石棉板，主要作用为防止浇铸时金属液体与离心机法兰盘3粘在一起。

模具盖板6的材料为耐高温石棉板，主要作用为防止浇铸时金属液体从模具4飞溅出来。

作为可选方案，上述离心铸造装置还可以在模具4的外表面设有冷却部件，如附于模具外表面的水冷部件，用以辅助钢水在成型过程中的冷却。

本发明的离心铸造装置用于同心异径管的制备，通常可包括如下步骤：将模具组件预热后装配好；将熔融态的钢水快速注入模具型腔内；使钢水在高速旋转状态下冷却成型；停止离心，取出铸件，经后加工得到产品。

根据产品应用要求，本发明的离心铸造装置可用于制造各种材质的异径管产品。

本发明的立式离心铸造装置操作简便，能有效提高生产效率；并且，利用该装置制得的产品相比于静态铸件具有明显的性能优势，其优点主要体现在以下几个方面：

（1）立式离心铸造时，旋转的铸型外壁降温速度快，所以铸件凝固时是按由外向内的顺序凝固，形成的组织分布规则有序。静态铸造的产品金相组织为沿径向分布不规则的柱状晶与等轴晶，而立式离心铸造的产品从外径向内径方向依次分布为细小等轴晶—柱状晶—较粗大等轴晶。鉴于异径管工作状态下主要是沿径向方向受力，因此离心铸造产品沿径向规则排列的金相组织恰好能对应该要求，工件在工作状态下受力更均匀，可有效提高产品机械性能，降低报废率，延长使用寿命。

（2）因为定向凝固的原因及旋转导致的离心力比重力大，使得离心铸件凝固时能获得较强的补缩，形成组织致密的铸件，从而大幅度降低产生气孔、裂纹等缺陷的几率，提高铸件质量。