组合型芯制造技术

本发明专利技术提供一种组合型芯，该型芯包括：型芯内芯和套接在型芯内芯外部的型芯外壳，其特征在于，型芯外壳设有型芯内芯的轴向装配孔，装配孔贯通型芯外壳的顶端和底端并确定型芯外壳的内表面，型芯内芯能够在装配孔中相对于型芯外壳滑动；型芯外壳的内表面和外表面之间还包括至少一个输送冷却气体的冷却通道，冷却通道的进气口设置在型芯外壳的底端，冷却通道的出气口设置在型芯外壳的内表面上，使得冷却气体的吹出方向朝向型芯外壳的顶端，冷却通道在型芯外壳内轴向延伸。本发明专利技术的组合型芯能够快速消除型芯上方铸件处的热节，解决了现有型芯容易在型芯冷却道的内壁上因应力集中而形成型芯开裂的问题，延长了型芯寿命。

Combined core

【技术实现步骤摘要】
组合型芯
本专利技术涉及金属型铸造领域，具体涉及一种可强制冷却的组合型芯。
技术介绍
在铸造领域中，在铸件熔液凝固阶段中，由于铸造型芯散热慢，经常导致型芯温度过高，不利于铸件的散热凝固，因此在型芯上方的铸件部位，容易形成缩孔和疏松等缺陷。传统的解决上述问题的方法为在型芯中高压通水，快速带走型芯周围的热量，由此强化型芯的散热能力。但通水冷却型芯也存在一定的风险和不足，对于增加冷却系统的冷却性型芯，内部冷却通道在使用过程中，冷却通道内部通常产生很大的蒸汽膜压力，必须采用较大的供给水压才能保证畅通，由于高温和高压的作用，容易在型芯冷却道的内壁上形成锈斑和腐蚀点，进而导致在锈斑和腐蚀点处形成应力集中，容易造成型芯开裂，发生漏水、产品报废等事故。此外，在现有技术中，冷却通道与型芯外表面之间的厚度至少为20mm，以在型芯的冷却效率和强度之间取得平衡，因此，对于直径在25mm以内的型芯，基本无法设置冷却通道。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种带强制冷却功能的组合型芯，可以解决上述现有技术中的问题。本专利技术提供一种组合型芯，包括：型芯内芯和套接在所述型芯内芯外部的型芯外壳，所述型芯外壳设有所述型芯内芯的轴向装配孔，所述装配孔贯通所述型芯外壳的顶端和底端并确定所述型芯外壳的内表面，所述型芯内芯能够在所述装配孔中相对于所述型芯外壳滑动；所述型芯外壳还包括至少一个输送冷却气体的冷却通道，所述冷却通道的进气口设置在所述型芯外壳的底端，所述冷却通道的出气口设置在所述型芯外壳的内表面上，使得所述冷却气体的吹出方向朝向所述型芯外壳的顶端。进一步地，所述出气口的开口位置与所述型芯外壳的顶端相距预定长度，所述出气口在所述冷却气体的吹出方向上的轴线与所述装配孔的轴线在朝向所述型芯外壳的顶端的方向上成预定角度，使得所述冷却气体能够径直吹出所述型芯外壳的顶端。进一步地，所述冷却气体在所述型芯外壳的顶端形成紊流。进一步地，所述进气口在所述底端的开口位置为所述型芯外壳的内表面和外表面之间径向的中间位置。进一步地，所述组合型芯的直径不小于20mm。进一步地，所述型芯内芯的直径至多为所述组合型芯的直径的1/3。进一步地，所述冷却通道的直径至多为所述组合型芯的直径的1/3。进一步地，所述型芯内芯与所述装配孔在所述型芯外壳的顶端密封配合。进一步地，所述组合型芯由金属材料或陶瓷材料构成。本专利技术实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：本专利技术采用带有强制冷却功能的组合型芯能够快速消除型芯上方铸件处的热节，解决铸件缩孔、疏松问题。本专利技术的组合型芯进一步地解决了现有型芯容易在型芯冷却通道的内壁上因应力集中而形成型芯开裂的问题，延长了型芯寿命。本专利技术的组合型芯还能进一步地缩小型芯体积，扩大了冷却型芯的应用范围。附图说明图1A-1B示出了根据本专利技术实施例的铸造模具及组合型芯的平面示意图。图2A-2C示出了根据本专利技术实施的实例性的组合型芯的型芯外壳结构示意图。图3A-3B示出了根据本专利技术实施的实例性的型芯内芯的结构图。图4示出了根据本专利技术实施的实例性的组合型芯的型芯外壳的平面示意图。图5A-5B示出了根据本专利技术另一实施例冷却操作的示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为方便表述，本专利技术中的“气体”应该理解成冷却气体，即可以用来对金属器件进行冷却的气体物质。以下具体实施方式中，所记载的“上”、“下”、“左”、“右”等方位指示词应该理解为对附图的方位指示。首先参考图1，其示出了具有根据本专利技术实施例的组合型芯1的铸造系统或装置的一部分，用于模制铸件5。如图1A所示，铸造模具包括组合型芯1、左半模2、右半模5和型芯底板4，其中型芯底板4可以包括公知的气体冷却系统配合组合型芯1实施冷却，在此对公知内容不作具体描述。参考图1B和图2A-2C，组合型芯1包括型芯内芯20和套接在型芯内芯20外部的型芯外壳10，型芯外壳10设有型芯内芯20的轴向装配孔11，装配孔11贯通型芯外壳10的顶端和底端并确定型芯外壳10的内表面，型芯内芯20能够在装配孔11中相对于型芯外壳10滑动，型芯外壳10的内表面和外表面之间还包括至少一个输送冷却气体的冷却通道12，冷却通道12的进气口设置在型芯外壳10的底端，冷却通道12的出气口设置在型芯外壳10的内表面上，冷却通道12在型芯外壳10内轴向延伸。冷却气体通过进气口输入冷却通道12中，后经由出气口吹出，冷却气体的吹出方向朝向型芯外壳10的顶端。可以理解，本专利技术这里所描述的型芯外壳10的顶端指的是型芯外壳10沿插入铸件熔液方向的端部，型芯外壳10的底端指的是型芯外壳10沿插入铸件熔液相反方向远离铸件熔液的另一端部。如图2所示，在本专利技术的实施例中，为了便于组合型芯1的抽取，型芯外壳10的顶端略微收敛，使得组合型芯1大致成子弹型。可以理解，型芯外壳10的外形结构可以根据铸件需要进行选择，例如，圆柱体、多边形柱体等规则结构，也可以是不影响组合型芯抽取的异型结构，本专利技术在此不作限制。型芯内芯20的外形结构可以是例如，圆柱体、多边形柱体等规则结构，也可以是其他异型结构，只要型芯内芯20的外形结构利于从型芯外壳10的装配孔11中快速抽出即可。为了减少应力集中和方便型芯内芯20抽出，在本专利技术的实施例中，型芯内芯20优选如图3所示的圆柱形。此外，型芯内芯20的径向横截面直径不大于组合型芯1的径向横截面直径的1/3，优选为组合型芯1的径向横截面直径的1/3，这样可以保证组合型芯1的整体强度和型芯外壳10强制冷却的实施。可以理解，型芯内芯20与装配孔11在型芯外壳10的顶端密封配合，使得铸件熔液不会进入组合型芯1的内部。接下来参考图2对冷却通道12详细描述。如图2所示，冷却通道12的径向横截面的形状可以是例如圆形，方形等规则结构，也可以是其它异型结构，为减小应力集中，优选为圆形结构。冷却通道12的直径优选为组合型芯1的直径的1/3，这样可以在不影响组合型芯的整体强度的情况下进行充分冷却。但是冷却通道的尺寸可以根据铸造要求进行设置，以下将具体描述。冷却通道12的进气口的位置可以配合型芯底板4和相应的冷却系统设置在型芯外壳10底端的任意位置，优选设计在型芯外壳10的内表面和外表面之间径向的中间位置，这样可以在不影响组合型芯的整体强度的情况下进行充分冷却。对于冷却通道12的出气口，如图2所示，为了使冷却气体的吹出方向朝向型芯外壳10的顶端，出气口设置在型芯外壳10的内表面并靠近型芯外壳10的顶端的位置。进一步地，如图4所示，冷却本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组合型芯，包括：型芯内芯和套接在所述型芯内芯外部的型芯外壳，其特征在于，所述型芯外壳设有所述型芯内芯的轴向装配孔，所述装配孔贯通所述型芯外壳的顶端和底端并确定所述型芯外壳的内表面，所述型芯内芯能够在所述装配孔中相对于所述型芯外壳滑动；/n所述型芯外壳还包括至少一个输送冷却气体的冷却通道，所述冷却通道的进气口设置在所述型芯外壳的底端，所述冷却通道的出气口设置在所述型芯外壳的内表面上，使得所述冷却气体的吹出方向朝向所述型芯外壳的顶端。/n

【技术特征摘要】
1.一种组合型芯，包括：型芯内芯和套接在所述型芯内芯外部的型芯外壳，其特征在于，所述型芯外壳设有所述型芯内芯的轴向装配孔，所述装配孔贯通所述型芯外壳的顶端和底端并确定所述型芯外壳的内表面，所述型芯内芯能够在所述装配孔中相对于所述型芯外壳滑动；
所述型芯外壳还包括至少一个输送冷却气体的冷却通道，所述冷却通道的进气口设置在所述型芯外壳的底端，所述冷却通道的出气口设置在所述型芯外壳的内表面上，使得所述冷却气体的吹出方向朝向所述型芯外壳的顶端。


2.根据权利要求1所述的组合型芯，其特征在于，所述出气口的开口位置与所述型芯外壳的顶端相距预定长度，所述出气口在所述冷却气体的吹出方向上的轴线与所述装配孔的轴线在朝向所述型芯外壳的顶端的方向上成预定角度，使得所述冷却气体能够径直吹出所述型芯外壳的顶端。


3.根据权利要求2所述的组合型芯，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：周文科，赵幸锋，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP