一种高性能的球墨铸铁卷筒的铸造系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种高性能的球墨铸铁卷筒的铸造系统，包括卷筒模样、浇铸系统模样、型壳、无规共聚聚丙烯塑料环、能够密闭的第一箱体、上升液管、真空抽吸管、填砂、能够密闭的第二箱体、用于盛装铁水的开口容器；该铸造系统产出的球墨铸铁卷筒具有较高的综合性能，尤其是较高的强度和较高的韧性，且能够适用于大型或超大型起重设备、旋挖钻以及卷扬减速机。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及工程设备
，尤其是涉及一种高性能的球墨铸铁卷筒的铸造系统。
技术介绍
卷筒是大型起重设备、旋挖钻和卷扬减速机的关键零部件之一，由于承重的钢丝绳直接缠绕在卷筒上，卷筒直接承受起吊载荷，其质量优劣对起重设备、旋挖钻和卷扬减速机的安全运行有着至关重要的影响。随着现代工程的发展趋向大型化，工程机械行业大型或超大型起重设备、钻孔设备和卷扬减速机的应用越来越广泛，起吊的重量和扬程均大幅度增加。例如：超大型起重设备的起吊重量已达到几千吨；超大型卷扬机的扬程达到了数百米。因此，对卷筒的材质及其制备方法提出了更高的要求。目前，采用普通球墨铸铁制造的卷筒，与结构钢焊接加工卷筒相比，抗拉强度、延伸率等一系列力学性能指标偏低，因此在高负荷、高冲击等恶劣工况下使用卷筒时，易发生脆性裂纹、绳槽磨损等失效，造成安全隐患，严重制约了卷筒在大型或超大型工程机械行业的推广应用。为了提高卷筒使用的使用性能和安全性能，近年来国内开始研究高性能球墨铸铁卷筒。专利号为CN1900340的中国专利公开了一种铸态高强度高伸长率球墨铸铁材料，该专利各组分及其重量百分比为：C 3.5～3.8％，Si 2.6～3.1％，Mn≤0.3％，S≤0.03％，P≤0.05％，余量为Fe。其铸件的力学性能为抗拉强度σb≥480MPa，屈服强度σ0.2≥310MPa，延伸率δ≥20％，布式硬度HB在150-200，铸件的金相组织基体为铁素体≥85％，渗碳体≤3％，磷共晶≤1％；该专利公布的球墨铸铁强度略低，不能满足高性能卷筒的应用技术指标。专利号为CN101603142的中国专利公开了一种高强度高韧性球墨铸铁铸件及其制备方法，该专利各组分及其重量百分比为：C 3.6～3.8％，Si 2.4～2.8％，Mn 0.8～0.9％，Cu 0.5～0.6％，Cr 0.1～0.2％，S≤0.02％，P≤0.07％，余 量为Fe。其铸件的力学性能为抗拉强度≥590MPa，屈服强度≥380MPa，延伸率≥8％；该铸件的锰、铜含量偏高，导致以延伸率为主力学性能指标偏低。专利号为CN102747268B的中国专利公开了一种高强度、高塑性球墨铸铁及其制造方法，该专利各组分及其重量百分比为：C 3.4～3.8％，Si 2.3～2.7％，Mn 0.3～0.5％，Cu 0.3～0.5％，Cr 0.02～0.10％，S≤0.03％，P≤0.04％，Sb 0.001～0.005％，Mg 0.03～0.06％，Re 0.001～0.003％，余量为Fe；其铸件的基体组织由一定比例含量的铁素体和珠光体组成，具有较高强度和较高的伸长率，可以满足重型载重汽车驱动桥桥壳、支架类铸件的使用要求。该铸件的基体含有碳化物生成元素Cr，同时基体中含有大量的珠光体组织，因此铸件的延伸率偏低。因此，如何提供一种具有高性能的，尤其是高强度高韧性的，且适用于大型或超大型起重设备、旋挖钻以及卷扬减速机的球墨铸铁卷筒是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种高性能的球墨铸铁卷筒的铸造系统，该铸造系统产出的球墨铸铁卷筒具有较高的综合性能，尤其是较高的强度和较高的韧性，且能够适用于大型或超大型起重设备、旋挖钻以及卷扬减速机。为解决上述的技术问题，本技术提供的技术方案为：一种高性能的球墨铸铁卷筒的铸造系统，所述卷筒包括空心筒状的卷筒本体、上挡盘、下挡盘以及位于卷筒本体一端内侧的楔子孔部，包括卷筒模样、浇道系统模样、型壳、无规共聚聚丙烯塑料环、能够密闭的第一箱体、上升液管、真空抽吸管、填砂、能够密闭的第二箱体、用于盛装铁水的开口容器；所述卷筒模样包括上模样与下模样，所述上模样与所述下模样的粘结拼接面重合于所述卷筒本体的径向截面且穿过所述楔子孔部的下外侧面；所述上模样、下模样以及浇道系统模样为注塑成型的无规共聚聚丙烯塑料材质；所述型壳为所述上模样的型壳，所述型壳的下环状端面为用于使得铁水流入的开 口；所述下模样的上环状端面与所述无规共聚聚丙烯塑料环的下环状端面粘结连接，且所述无规共聚聚丙烯塑料环的上环状端面插入所述型壳的环状开口中，且使得所述下模样的上环状端面与所述型壳的下环状端面无缝隙拼接以将所述下模样与所述型壳拼接成一体件用于铸造卷筒；所述下模样与所述浇道系统模样通过粘结连接成一体，所述浇道系统模样粘结在所述下模样的底面上，以得到包括所述下模样、型壳以及浇道系统模样的模样一体件；所述模样一体件以立式放置于所述第一箱体内；所述上升液管穿过且固定在所述第一箱体的下箱底上，所述浇道系统模样的自由端下端面与所述上升液管的上端开口对接，且所述浇道系统模样的自由端下端面完全遮盖所述上升液管的上端开口，所述上升液管与所述第一箱体下箱底的连接处为密封连接；所述真空抽吸管穿过且固定在所述第一箱体的侧箱壁上，所述真空抽吸管的一端与所述模样一体件间隔一定距离，所述真空抽吸管的另一端露在所述第一箱体的外面且与真空系统连通，所述真空抽吸管与所述第一箱体侧箱壁的连接处为密封连接；所述填砂压紧充实在所述第一箱体内的剩余空间以得到砂型；所述开口容器放置在一个密闭的第二箱体内，且所述上升液管的下端穿过所述第二箱体的顶箱盖浸入所述开口容器中的铁水中，所述上升液管与所述第二箱体的连接处为密封连接；所述第二箱体的箱壁上设置有带压气体入口，所述带压气体入口与带压气体气源连通。优选的，还包括设置于所述模样一体件的外围以环绕所述模样一体件的方式从上到下铺设的多个冷却盘管，每个所述冷却盘管具有各自独立的进口与出口，每个所述冷却盘管与所述模样一体件外壁的间距大小可以调节以控制铁水的凝固过程。优选的，还包括设置于所述模样一体件的内部空心处从上到下铺设的多个冷却盘管，每个冷却盘管具有各自独立的进口与出口，每个所述冷却盘管与所述模样一体件内 壁的间距大小可以调节以控制铁水的凝固过程。本技术提供了一种高性能的球墨铸铁卷筒的铸造系统，以传统砂型铸造系统为基础，并在该基础上进行了多处改进，本技术具有以下有益的技术效果：1)原本砂型铸造中，卷筒模样多采用木模，制好砂型后，还要取出木模，为了取出木模，需要做一些专门的设计，例如：砂型至少为两层以利于后期取出木模，木模需要制作起模斜度以方便后期取出木模，等等，铸造成型后，还要机加工去除铸件上的起模斜度，费时费力，增加了生产成本，降低了生产效率，为此，本技术采用塑料模样，由于塑料模样在接触到高温的铁水的时候很容易气化，变成气体被真空系统抽走，只留下一个与卷筒结构外形相似的砂型型腔，因此，本技术中，砂型不用设置分型面，整个砂箱是一个完整的砂箱，也不用设置起模斜度，也不用设置对应于卷筒本体的空心腔处的型芯等等，将上述的模样一体件直接埋在填砂中就可以，省时省力，节省成本，提高了效率。2)本技术采用注塑成型，强调采用非泡沫成型工艺，成型后得到的模样比泡沫塑料具有更高的密度与强度，可以承受后面压实填砂的过程中较大的压实力，而不至于使得上模样、下模样以及浇道系统模样出现变形，而泡沫塑料在该压实力下很容易变形。3)原本砂型铸造中，楔子孔部的空心腔处需要放置一个型芯以浇铸出该空心腔，由于该空心腔壁厚较大但空心内径较小，使得该型芯的制作、定位安放很不方便，很容易就将该空心本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高性能的球墨铸铁卷筒的铸造系统，所述卷筒包括空心筒状的卷筒本体、上挡盘、下挡盘以及位于卷筒本体一端内侧的楔子孔部，其特征在于，包括卷筒模样、浇道系统模样、型壳、无规共聚聚丙烯塑料环、能够密闭的第一箱体、上升液管、真空抽吸管、填砂、能够密闭的第二箱体、用于盛装铁水的开口容器；所述卷筒模样包括上模样与下模样，所述上模样与所述下模样的粘结拼接面重合于所述卷筒本体的径向截面且穿过所述楔子孔部的下外侧面；所述上模样、下模样以及浇道系统模样为注塑成型的无规共聚聚丙烯塑料材质；所述型壳为所述上模样的型壳，所述型壳的下环状端面为用于使得铁水流入的开口；所述下模样的上环状端面与所述无规共聚聚丙烯塑料环的下环状端面粘结连接，且所述无规共聚聚丙烯塑料环的上环状端面插入所述型壳的环状开口中，且使得所述下模样的上环状端面与所述型壳的下环状端面无缝隙拼接以将所述下模样与所述型壳拼接成一体件用于铸造卷筒；所述下模样与所述浇道系统模样通过粘结连接成一体，所述浇道系统模样粘结在所述下模样的底面上，以得到包括所述下模样、型壳以及浇道系统模样的模样一体件；所述模样一体件以立式放置于所述第一箱体内；所述上升液管穿过且固定在所述第一箱体的下箱底上，所述浇道系统模样的自由端下端面与所述上升液管的上端开口对接，且所述浇道系统模样的自由端下端面完全遮盖所述上升液管的上端开口，所述上升液管与所述第一箱体下箱底的连接处为密封连接；所述真空抽吸管穿过且固定在所述第一箱体的侧箱壁上，所述真空抽吸管的一端与所述模样一体件间隔一定距离，所述真空抽吸管的另一端露在所述第一箱体的外面且与真空系统连通，所述真空抽吸管与所述第一箱体侧箱壁的连接处为密封连接；所述填砂压紧充实在所述第一箱体内的剩余空间以得到砂型；所述开口容器放置在一个密闭的第二箱体内，且所述上升液管的下端穿过所述第二箱体的顶箱盖浸入所述开口容器中的铁水中，所述上升液管与所述第二箱体的连接处为密封连接；所述第二箱体的箱壁上设置有带压气体入口，所述带压气体入口与带压气体气源连通。...

【技术特征摘要】
1.一种高性能的球墨铸铁卷筒的铸造系统，所述卷筒包括空心筒状的卷筒本体、上挡盘、下挡盘以及位于卷筒本体一端内侧的楔子孔部，其特征在于，包括卷筒模样、浇道系统模样、型壳、无规共聚聚丙烯塑料环、能够密闭的第一箱体、上升液管、真空抽吸管、填砂、能够密闭的第二箱体、用于盛装铁水的开口容器；所述卷筒模样包括上模样与下模样，所述上模样与所述下模样的粘结拼接面重合于所述卷筒本体的径向截面且穿过所述楔子孔部的下外侧面；所述上模样、下模样以及浇道系统模样为注塑成型的无规共聚聚丙烯塑料材质；所述型壳为所述上模样的型壳，所述型壳的下环状端面为用于使得铁水流入的开口；所述下模样的上环状端面与所述无规共聚聚丙烯塑料环的下环状端面粘结连接，且所述无规共聚聚丙烯塑料环的上环状端面插入所述型壳的环状开口中，且使得所述下模样的上环状端面与所述型壳的下环状端面无缝隙拼接以将所述下模样与所述型壳拼接成一体件用于铸造卷筒；所述下模样与所述浇道系统模样通过粘结连接成一体，所述浇道系统模样粘结在所述下模样的底面上，以得到包括所述下模样、型壳以及浇道系统模样的模样一体件；所述模样一体件以立式放置于所述第一箱体内；所述上升液管穿过且固定在所述第一箱体的下箱底上，所述浇道系统模样的自由端下端面与所述上升液管的上端开口对接，且所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宪民，刘明亮，刘庆坤，周长猛，巩传海，张永，牛向明，
申请(专利权)人：山东汇丰铸造科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37