[实用新型]一种水冷磨球模具

说明书

技术领域

本实用新型涉及铸造领域，特别是一种水冷磨球模具。

背景技术

我国是工业大国，也是世界上生产和使用磨球量最大的国家，磨球年产量已达到百万吨。磨球在工业中的应用非常广泛，如用于磨球机中研磨水泥、矿物、煤粉等，近年来对磨球产量及质量的要求逐渐提高。磨球的制造主要采用铸造的方式进行，且越来越多的磨球采用金属型模具铸造。铸造过程中，金属液浇注入型腔后，逐步凝固、补缩，最终成型。根据金属凝固原理，成型过程中金属液及铸型的散热冷却至关重要，冷却快则工时短、生产效率高，且铸件的晶粒小、尺寸均匀，硬度及强韧性等力学性能好。常用磨球金属模具大多由耐热钢和灰铸铁等制成，散热冷却能力一般，易造成磨球晶粒粗大、硬度分布不均等缺陷，质量难以保障。

为了解决以上问题，专利号为201020686959.2的耐磨铸球水冷金属型模中，在其上、下模设置空腔和进、出水口，在模具中形成水的循环，带走热量加快冷却，该空腔由上、下模及分别围绕其设置的外罩构成。但存在以下不足：一是空腔均围绕上、下模磨球型腔和直浇道，使三者内的金属液冷却速度同时加快，破坏凝固时的补缩过程：据金属凝固原理，凝固顺序应满足直浇道慢于上模慢于下模，上、下模磨球型腔中金属液的补缩来自直浇道，且下模磨球型腔中金属液的补缩还有部分来自上模，而该模具中，直浇道凝固过快显然来不及对上、下模中的金属液进行补缩，加之上模的过快凝固使对下模的补缩作用更弱，使成型出的磨球缩松、缩孔多，强韧性低，品质较差；二是由于该模具空腔由上、下模及外罩构成，需分别单独制造后再组装，制造工序多、工艺难，结构复杂，成本高，且从冷却效果考虑，该空腔换热面积有限，冷却效率不高。

发明内容

本实用新型的目的在于解决上述已有技术的问题及不足，提供一种下模冷却速度大于上模和直浇道、直浇道对上模和下模补缩能力好、结构简单的磨球模具。

本实用新型的技术方案为：一种水冷磨球模具，包括上模、下模、磨球型腔、开模孔、定位销、定位销孔、直浇道、内浇道、保温层、排气孔，所述的上模与下模通过定位销定位扣合，在所述的上模的磨球型腔顶部设置排气孔，在所述的上模和下模中心设置直浇道，在该直浇道表面设置保温层，磨球型腔通过内浇道与直浇道相通，在所述上模径向外侧对称设置开模孔，其特征在于：在所述的下模内部设置水平水冷通道，该水冷通道设置有进水口、出水口和堵头，在该水冷通道表面设有螺纹。所述的下模材料为铜。

本实用新型的有益效果在于：由于将水冷通道设置在下模内部，且该水冷通道表面有螺纹大大增加换热面积，同时下模材料为导热率较大的铜，使水冷通道内流动的水快速带走下模内金属液热量，降低温度，让凝固速度实现下模快于上模和直浇道，顺利完成补缩，提高磨球质量；由于该水冷通道及其表面螺纹可在常规使用的下模上进行深孔钻、攻丝等加工后直接投入使用，工序及结构较简单。

附图说明

图1为本实用新型正面剖视图。

图2为水冷通道剖面俯视图。

上述附图中，附图标记对应部件名称如下：

1-出水口，2-下模，3-定位销，4-开模孔，5-排气孔，6-保温层，7-直浇道，8-内浇道，9-上模，10-磨球型腔，11-定位销孔，12-水冷通道，13-堵头，14-螺纹，15-进水口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1、2所示，以成型直径为40mm磨球的模具为例。该磨球模具由上模9和下模2组成，外形尺寸均约为80×φ200mm，在上模9底部和下模2顶部分别设置对应的定位销孔11，上模9与下模2通过定位销3定位扣合，扣合后由上模9、下模2的半球形磨球型腔10形成完整的球形型腔，直径约40mm，在上模9的磨球型腔10顶部设置排气孔5，直径约5mm，在上模9和下模2中心设置直浇道7，其最小处直径约35~40mm，最大处直径约45~50mm，在该直浇道7表面设置一层保温层6，磨球型腔10通过内浇道8与直浇道7相通，在上模9径向外侧对称设置开模孔4。下模2的材料为导热率较高的铜，在其内部设置水平水冷通道12，直径约为10~20mm，该水冷通道12设置有进水口15、出水口1和堵头13，水冷通道12表面加工有螺纹14，加工时先采用深孔钻在下模内钻出通孔作为水冷通道12主体，后进行攻丝得到螺纹14，再分别选取两处合适的水冷通道12主体的出口位置固定连接进水口15及出水口1，余下出口位置采用堵头13堵住，防止漏水。

操作时，先向水冷通道12内通水，浇注时金属液从直浇道7进入模具，由于凝固速度实现了下模2快于上模9和直浇道7，可顺利完成补缩，使成型的磨球硬度分布较均匀、缩松及缩孔较少，质量较高。成型后开模，取出磨球。