[发明专利]中空带底铸铁产品的铸型

说明书

本发明是关于在用铸铁材料铸造中空带底的产品时所应用的一种具有冷却装置的静态铸型。

到目前为止，都是通过使用静态砂型来制造大规格、端部封闭的中空的铸铁材料的铸件。但是，其产品并非令人满意，因为，金属结构在各部的厚度或者该产品的壁部并不是一致的。在铸件的表面层即熔态金属与砂型接触处，能获得较好的结构;而特别是在壁部的中心部，由于离砂型的距离较大时，需要较长的凝固时间，因此熔态金属的冷却速度降低，造成石墨结构的降级，从而导致产品的机械性能出现不一致。

另外，本发明人也考虑过是否可能采用日本审查过的专利申请SHO.58-5739所公开的那种用于端部封闭的中空钢锭铸造的静态铸型。其理由是：这种铸型是在芯部具有强制冷却方法，并且具有用金属制成的外型腔，因此这种铸型被认为在增加熔态金属的冷却速度上是有效的。

然而，当应用这种所述的静态铸型来将铸铁材料铸造成产品时，产品发生了产品破裂的缺陷。据认为这是由于在铸造中，金属制成的外型腔内表面的表层部分被融化并剥落失去，结果熔态金属进入外型腔的融化剥落处并在那儿凝固。尤其是当温度降低时，凝固的铸铁材料收缩，而外型腔由于熔态金属的加热而产生热膨胀。然而，这种收缩和膨胀运动彼此受到限制，故导致了产品裂纹的发生。

本发明已经解决了上面所提及的难题。

本发明的目的是提供一种将铸铁材料铸造成中空有底的产品，特别是大规格的产品的静态铸型，它的铸型能迅速地冷却产品的壁的中心部，而不会产生裂纹。

本发明的另一个目的是提供一种将铸铁材料铸造成中空有底的产品的静态铸型，这种铸型由一个外型腔和一个在该外型腔内部的型芯部分组成。在这个外型腔内侧壁表面，通过堆放冷却块并在其间夹入耐火材料层，以便允许冷却块热膨胀;而且提供冷却管道，它至少与冷却块的一部分接触。

本发明的进一步目标是提供一种使用上述铸型的铸造方法，即使当产品的表面部分和壁的中心部分快速冷却时，铸造后也不致引起破裂。

本发明的目的是这样达到的，即提供一个中空带底铸铁铸件的静态铸型，包括：一个顶盖，一个外型腔具有一个侧型腔和一个带有作为朝上的直浇口的开口的下型腔，一个装于外型腔内部的型芯;顶盖位于外型腔上，并且型芯附在顶盖上，在外型腔的侧型腔的内周缘上具有组合冷却部分，形成侧型腔的内壁部分，组合冷却部分为垒砌的冷却块和夹于其间的耐火砂，以便冷却块能由于受热而自由膨胀;在外型腔的侧型腔的外壁部分有耐火砂;有若干管子，每根管子纵向延伸并通过相应的组合冷却部分，至少与在内壁部分的每一垒砌冷却块的一部分相接触，以便借助管子中的流水冷却冷却块。

图的简要说明：

图1是一个剖视图，显示了根据本发明的一个静态铸造模型的实施例。

图2是沿图1的Ⅱ-Ⅱ线剖开的剖面图。

图3和图4是图2中所示的外型腔的其它实施例的剖面图。

图5所示的是一种型芯的实施例。

图6是一个中空带底产品的纵向剖视图。

图7所示的是下型腔的另一实施例的剖视图。

图8是用本发明的铸型所铸造的产品之外表层部分的显微结构图。

图9是用本发明的铸型铸造的产品之壁中心部分的显微结构图。

图10是用常规铸型铸造的产品之外表层部分的显微结构图。

图11是用常规铸型铸造的产品之壁中心部分的显微结构图。

下面，将参考图1来对本发明的静态铸造模型的一个实施例予以详细解释。

这个实施例的静态铸型包括一个外型腔1、一个型芯2和一个顶盖3。外型腔1包括一个下型腔4和一个侧型腔5。型芯2被悬挂在顶盖3上、置于外型腔1的内部。

侧型腔5包括一个金属框架6和一个位于其内周面的组合冷却部分7，该组合冷却部分7的内表面是为形成被铸造产品的外侧表面用的。

组合冷却部分7的内周壁面由许多堆垒的冷却块8a构成，冷却块8a横向和纵向之间都置有耐火砂。提供砂层9a的目的在于允许冷却块8a热膨胀，这种砂应选用诸如铬铁砂、锆砂或类似的具有高导热性的耐火砂。