[发明专利]一种水平旋转离心铸造磨球的模具装置及磨球成形方法

权利要求书

1.一种水平旋转离心铸造磨球的模具装置，包括多个合箱定位销（3）、多个合箱定位销孔（4）和多个合箱锁紧螺杆（9），其特征在于：还包括水平分型的磨球金属型上模（1）和磨球金属型下模（2），所述磨球金属型上模（1）和磨球金属型下模（2）合箱后通过多个合箱锁紧螺杆（9）锁紧；磨球金属型上模（1）的型腔包括设有磨球型腔（5）上半球、金属液进入磨球型腔（5）的磨球铁水注入口上半流道、金属型的铁水注入型腔上部和上模外圆边缘处的上凹楔边；磨球金属型下模（2）的型腔包括设有磨球型腔（5）下半球、金属液进入磨球型腔（5）的磨球铁水注入口下半流道、金属型的铁水注入型腔下部和下模外圆边缘处的上凸楔边；磨球金属型上模（1）中设置有多个合箱定位销孔（4），金属型下模（2）中设置有多个合箱定位销（3），该多个合箱定位销（3）与多个合箱定位销孔（4）相互匹配。

2.根据权利要求1所述的水平旋转离心铸造磨球的模具装置，其特征在于：还包括合箱锁紧通孔（11）、合箱锁紧螺孔（12）和合箱锁紧螺母（10），所述磨球金属型上模（1）开有四个合箱锁紧通孔（11），磨球金属型下模（2）开有四个合箱锁紧螺孔（12），该合箱锁紧通孔（11）与合箱锁紧螺孔（12）相互对应，通过合箱锁紧螺母（10）与合箱锁紧螺杆（9）配合固定。

3.根据权利要求1所述的水平旋转离心铸造磨球的模具装置，其特征在于：还包括金属型铁水注入型腔（7），所述金属型铁水注入型腔（7）呈圆周型，其底部为下沉式弧度布置。

4.根据权利要求1所述的水平旋转离心铸造磨球的模具装置，其特征在于：模具中各个磨球型腔（5）布置在以模具中心为圆心的圆周线上。

5.根据权利要求1所述的水平旋转离心铸造磨球的模具装置，其特征在于：所述合箱定位销（3）、合箱定位销孔（4）和合箱锁紧螺杆（9）均为四个。

6.根据权利要求1所述的水平旋转离心铸造磨球的模具装置，其特征在于：还包括铁水注入腔卡口高度（8），该铁水注入腔卡口高度（8）的位置为磨球半径+20毫米以内。

7.根据权利要求1所述的水平旋转离心铸造磨球的模具装置，其特征在于：离心铸造的离心线速度范围为20-27米/秒。

8.根据权利要求1所述的水平旋转离心铸造磨球的模具装置，其特征在于：所述磨球金属型上模（1）、磨球金属型下模（2）外圆上凹楔边、上凸楔边之间的间隙（H）为0.15毫米。

9.根据权利要求1所述的水平旋转离心铸造磨球的模具装置，其特征在于：金属液进入磨球型腔流道与磨球接触处的磨球铁水注入口（6）为圆锥形，其最小直径与磨球的大小关联，100毫米磨球的磨球铁水注入口（6）的最小直径尺寸为20毫米。

10.一种水平旋转离心铸造磨球的模具的磨球成形方法，采用权利要求1-9任意一项所述的水平旋转离心铸造磨球的模具装置，其特征在于：具体步骤如下：

磨球金属型上模（1）合箱在水平旋转的离心装置上的磨球金属型下模（2）上，然后用合箱锁紧螺杆（9）将磨球金属型上模（1）、磨球金属型下模（2）锁紧；

水平旋转离心机（13）的动力装置工作，使合箱锁紧后的磨球金属型上模（1）、磨球金属型下模（2）水平旋转起来，当磨球金属型上模（1）、磨球金属型下模（2）的磨球中心线速度达到22-30米/秒后，将熔化的高温铁水定量注入合箱后的磨球金属型的金属型铁水注入型腔（7），浇注过程中铁水高度不能超过铁水注入腔卡口高度（8）；

在水平旋转离心机（13）产生的离心力的作用下，磨球金属型的中心部位金属型铁水注入型腔（7）中的铁水通过磨球金属型中的各个磨球铁水注入口（6）进入磨球金属型上模（1）、磨球金属型下模（2）中的各个磨球型腔，直至将各个磨球型腔（5）全部充满，随后的铁水凝固冷却过程中，水平旋转离心机（13）一直保持旋转，在此产生的离心力作用下，磨球金属型上模（1）、磨球金属型下模（2）中的金属型铁水注入型腔（7）的剩余铁水以一定的压力对磨球型腔中的铁水持续进行补缩，使磨球金属型的磨球组织致密，消除磨球铸造生产中因铁水冷却、凝固收缩造成磨球内部的缩松、缩孔缺陷，待磨球金属型中各个磨球型腔中的磨球铁水完全凝固后，断开用于磨球浇注生产用的水平离心旋转装置的电机电源，使水平离心装置逐渐停止水平旋转，待水平旋转停止后，松开并取下磨球金属型上模（1）、磨球金属型下模（2）的合箱锁紧螺杆（9），打开磨球金属型上模（1），将磨球金属型上模（1）吊离磨球金属型下模（2），然后将磨球从磨球金属型下模（2）中取走，完成一次磨球的成形生产。