[发明专利]金属型及其本体、制备方法及使用该金属型的铸造模具

说明书

技术领域

本发明涉及铸造技术，特别涉及金属型及其本体、制备方法及使用该金属型的铸造模具。

背景技术

现有技术中，高压断路器灭火室用压气缸是一种由金属型铸造方法制备的ZL201合金铸件，该铸件易产生裂纹。上述金属型铸造方法所采用的模具包括金属型和砂芯，金属型包括筒状的本体和喷涂于本体型腔内壁上的涂料，砂芯装配于本体的型腔中。涂料具有绝热作用，可以降低溶液的冷却速度；同时具有保护金属型，防止溶液的侵蚀，使铸形容易分离。上述铸件容易产生裂纹是由于以下四方面的原因造成的：1.ZL201合金为固溶性合金，凝固温度区间较宽，热裂倾向较大，铸造性能较差；2.金属型几乎没有退让性，冷却速度快，容易造成铸件内应力增大而产生裂纹；3.上述压气缸为空心结构，为解决内壁表面缩孔、缩松问题而在砂芯上放置冷铁，但是冷铁会加快ZL201合金液在浇铸过程中的冷却速度，从而会使铸件产生更严重的裂纹；4.尽管砂芯的外壁上设有冷铁，金属型本体的型腔内壁设有涂料，但是金属型的导热率仍比砂芯大得多，在浇铸过程中，铸件的外壁的冷却速度显著大于内壁而会导致裂纹。另外，上述金属型铸造采用底注式浇注，底注式浇注合金液的凝固通常为同时凝固，难以实现顺序凝固，压气缸的上部易产生缩松缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属型，以解决现有的ZL201合金压气缸在浇铸过程中铸件内、外壁冷却速度差异大的问题。本发明还提供了上述金属型的本体、金属型的制备方法及使用上述金属型的铸造模具。

为了实现上述目的，本发明的金属型的制备方法采用如下技术方案：金属型的制备方法，包括以下步骤：

A）： 1）在筒状的本体的型腔的内壁上加工出沿上下方向间隔设置的多个环形的沟槽，各个沟槽的体积从上往下逐渐增大；

B）：预热本体，接着向本体的型腔的内壁上喷涂料，涂料填满覆盖沟槽以使本体型腔的内壁呈圆柱面结构。

各个沟槽的槽深从上往下逐渐加深、各个沟槽的槽宽从上往下逐渐变宽。

所述步骤A中还包括步骤2）：用沿上下方向延伸的刀刃沿径向方向对相邻沟槽之间形成的环形的凸筋进行敲打，使沟槽沿圆周方向断开为多段而在本体的型腔的内壁上形成麻点，所述的涂料覆盖于麻点上。

为了实现上述目的，本发明的金属型采用如下技术方案：金属型，包括筒状的本体和覆盖于本体型腔内壁上的涂料，所述覆盖有涂料的本体的型腔的内壁上开设有沿上下方向间隔设置的多个环形的沟槽，各个沟槽的体积从上往下逐渐增大。

各个沟槽的槽深从上往下逐渐加深、各个沟槽的槽宽从上往下逐渐变宽。

相邻沟槽之间具有环形的凸筋，所述凸筋沿圆周方向分为多段以使本体的型腔的内壁上形成麻点，所述涂料覆盖于麻点上。

为了实现上述目的，本发明的金属型的本体采用如下技术方案：金属型的本体，所述本体为筒状结构，本体的型腔的内壁上开设有沿上下方向间隔设置的多个环形的沟槽，各个沟槽的体积从上往下逐渐增大。

各个沟槽的槽深从上往下逐渐加深、各个沟槽的槽宽从上往下逐渐变宽。

相邻沟槽之间具有环形的凸筋，所述凸筋沿圆周方向分为多段以使本体的型腔的内壁上形成麻点。

为了实现上述目的，本发明的铸造模具采用如下技术方案：铸造模具，包括金属型，金属型包括筒状的本体和覆盖于本体型腔内壁上的涂料，本体内设有砂芯，所述覆盖有涂料的本体的型腔的内壁上开设有沿上下方向间隔设置的多个环形的沟槽，各个沟槽的体积从上往下逐渐增大。

各个沟槽的槽深从上往下逐渐加深、各个沟槽的槽宽从上往下逐渐变宽。

相邻沟槽之间具有环形的凸筋，所述凸筋沿圆周方向分为多段以使本体的型腔的内壁上形成麻点，所述涂料覆盖于麻点上。

本发明的金属型的有益效果：一方面，沟槽可以增大金属型的型腔内壁上喷涂的涂料厚度和喷涂量，涂料具有绝热作用，本发明显著降低了型腔内壁处的ZL201合金液的冷却速度，进而可以减小金属型与砂芯之间的热导率的差异，从而缩小了ZL201合金管型铸件在浇铸过程中内、壁冷却速度之间的差异，还实现了减少金属型内的金属液的整体冷却速度，因此，减小了裂纹的产生；另一方面，各个沟槽的体积从上往下逐渐增大，可以使金属型的型腔的内壁上的涂料厚度和喷涂量从上往下逐渐增大，进而可以使合金液的冷却速度从上往下逐渐减小，实现了从上往下的顺序凝固，避免了在压气缸的上部产生缩松缺陷。因而，采用本发明可以显著提高ZL201合金管型铸件的质量。

进一步的，麻点可以提供涂料的附着力。

附图说明