采油机齿轮箱体的铸造模具及采油机齿轮箱的制备方法技术

本发明专利技术涉及采油机齿轮箱领域，公开了一种采油机齿轮箱体的铸造模具及采油机齿轮箱的制备方法，该模具包括上模（1）和下模（2），所述上模包括相互连通的直浇道（3）和横浇道（4），其中，所述上模中还包括至少一条与所述横浇道连通的内浇道a，所述下模中包括至少两条与所述横浇道连通的内浇道b，且所述下模中的内浇道b的数量大于所述上模中的内浇道a的数量；所述上模和下模中还分别包括与所述内浇道a和内浇道b连通的模腔。通过浇注系统/冒口/冷铁的配合使用得到组织更加致密、综合机械性能更加优秀的采油机齿轮箱,不易产生裂纹，能在零下60℃工况连续工作20年。℃工况连续工作20年。℃工况连续工作20年。

【技术实现步骤摘要】
采油机齿轮箱体的铸造模具及采油机齿轮箱的制备方法
[0001]

[0002]本专利技术涉及采油机齿轮箱领域，特别涉及一种采油机齿轮箱体的铸造模具及采油机齿轮箱的制备方法。

技术介绍

[0003]齿轮箱是油田开采常用的设备，齿轮箱的制备通常是浇注制备，由于用于浇注齿轮箱体的钢水温度高达1400℃，而模具通常只能耐500℃左右的高温，所以通常是使用呋喃树脂与沙子混合后，先使用齿轮箱的外壳模具的上模通过沙子制作成上模沙型，使用下模通过沙子制作成下模沙型，在上模沙型和下模沙型内安装放置好坭芯后，将上模沙型和下模沙型卡合定位形成齿轮箱体的腔体，然后通过直浇道向腔体内浇注高温钢水，待高温钢水凝固冷却凝固后将上模沙型和下模沙型剥离后完成齿轮箱的制备。
[0004]由于齿轮箱尺寸较大，上述浇注成型的过程中经常会出现铸件内部温差较大，应力较大的情况，导致齿轮箱成品内部容易产生裂纹，无法保证齿轮箱的性能。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种采油机齿轮箱体的铸造模具及采油机齿轮箱的制备方法，本专利技术能够使得后续浇注成型齿轮箱体的过程中温差较小，有效缓解内部应力集中、应力较大的问题，通过浇注系统/冒口/冷铁的合理配合使用可以得到组织更加致密、综合机械性能更加优秀的采油机齿轮箱,使得制成的产品不易产生裂纹，性能较好,能够在零下60摄氏度的低温工况连续工作20年。
[0006]技术方案：本专利技术提供了一种采油机齿轮箱体的铸造模具，包括上模和下模，所述上模包括相互连通的直浇道和横浇道，其中，所述上模中还包括至少一条与所述横浇道连通的内浇道，所述下模中包括至少两条与所述横浇道连通的内浇道，且所述下模中的内浇道的数量大于所述上模中的内浇道的数量；所述上模和下模中还分别包括与所述内浇道连通的模腔。
[0007]优选地，所述上模中的内浇道，靠近所述横浇道的一端内径较大，靠近所述模腔的一端内径较小。高温钢水经内浇道注入温度较低的上模沙型的腔体内后，上模沙型的腔体内的钢水会冷却凝固，由于铁水温差体积收缩的作用，腔体内的钢水冷却时可能会出现钢水倒流入内浇道的情况，所以本申请将内浇道靠近模腔的一端设计成内径较小，内径较小则此处的钢水会比较快速的先凝固，有效防止钢水倒流入浇道。
[0008]优选地，所述下模中的内浇道，靠近所述横浇道的一端内径较大，靠近所述模腔的一端内径较小。高温钢水经内浇道注入温度较低的下模沙型的腔体内后，下模沙型的腔体内的钢水会冷却凝固，由于铁水温差体积收缩的作用，腔体内的钢水冷却时可能会出现钢水倒流入内浇道的情况，所以本申请将内浇道靠近模腔的一端设计成内径较小，内径较小
则此处的钢水会比较快速的先凝固，有效防止钢水倒流入浇道。
[0009]进一步地，所述下模中还设置有中空锲形脚活块，所述中空锲形脚活块与所述下模之间相互独立，用于形成采油机齿轮箱体的锲形脚。中空锲形脚活块的设置是为了在最终齿轮箱产品的下部形成锲形脚，便于齿轮箱的放置，如果该中空锲形脚活块与下模是一体结构，在制备下模沙型的时候，沙子凝固后形成下模沙型后，需要将下模沙型从下模外壁拔下来，而锲形脚腔体由于是倾斜的锲形，且下模沙型的硬度相对较低，在拔出的过程中很容易出现下模沙型在锲形脚的位置被损坏。所以，在本申请中，在齿轮箱体的下模中设计与其相互独立的中空锲形脚活块，在形成下模沙型的过程中，该中空锲形脚活块最终能够与沙子凝固成一体形成一个包括中空锲形脚活块的下模沙型（此时的中空锲形脚活块与下模分离），当向下模沙型的腔体内注入钢水后，则钢水就可以流入中空锲形脚活块的腔体内，最终凝固后形成与产品一体结构的锲形脚，有效避免下模沙型的制备过程中被损坏的情况。
[0010]进一步地，所述上模中的模腔外壁还分散设置有若干出气孔模柱。出气孔模柱的设置，使得后续能够在上模沙型的侧壁上形成出气孔，当后期向上模沙型的腔体内注入高温钢水时，上模沙型中的呋喃树脂在高温状态下燃烧形成的气体会经出气孔排出至上模沙型外，避免该气体混入钢水中导致最终产品内产生孔洞缺陷。
[0011]进一步地，所述上模中的模腔外壁还分散设置有若干冒口模柱。冒口模柱的设置，使得后续能够在上模沙型的内壁上形成冒口腔体，进而在产品上形成用于补缩的冒口。
[0012]进一步地，所述直浇道与所述横浇道之间通过过滤网放置腔连通。过滤网放置腔的设置使得最终产品能够形成用于防止过滤网的腔体，过滤网是为了将铁水中的杂质过来掉而设置的。
[0013]进一步地，所述上模的外壁还设置有定位柱；所述下模的外壁与所述定位柱对应的位置还设置有定位孔。上模上的定位柱，对应上模沙型中的定位孔，下模上的定位孔，对应下模沙型中的定位柱，定位柱和定位孔的设置是为了上模沙型和下模沙型能够卡合的更准确,铸件尺寸精度更高。
[0014]进一步地，所述定位柱在所述上模的外壁上对角设置，所述定位孔在所述下模的外壁上对角设置。定位柱和定位孔对角设置使得上模沙型和下模沙型能够卡合的更准确。
[0015]进一步地，所述上模的模腔还连通有本体试棒腔体。本体试棒腔体的设置是为了在最终产品外壳上形成本体试棒，本体试棒在产品形成后会被锯掉，用于产品的成分分析检测。
[0016]本专利技术还提供了一种所述的模具制备采油机齿轮箱的方法，包含以下步骤：S1：在齿轮箱体较厚的位置对应的上模外壁位置处放置冷铁，然后将呋喃树脂与沙子混合后浇注包裹在所述上模和冷铁外壁，凝固后形成沙子与冷铁成为一体的上模沙型，然后将凝固成型后的上模沙型从上模外壁拔出待用；S2：在齿轮箱体较厚的位置对应的下模外壁位置处放置冷铁然后将呋喃树脂与沙子混合后浇注包裹在所述下模、冷铁和中空锲形脚活块外壁，凝固后形成沙子、冷铁以及中空锲形脚活块成为一体的下模沙型，然后将凝固成型后的下模沙型从下模外壁拔出待用；S3：将下模沙型置于下方，将使用芯盒制备出的坭芯组装好之后置于下模沙型的腔体内对应位置，然后将上模沙型上的定位孔正对下模沙型上的定位柱卡扣在一起，在上模沙型的外壁对应冒口模柱的位置撒上发热剂；S4：通过上模沙型上形
成的直浇道向上模沙型和下模沙型卡扣形成的腔体内浇注钢水，钢水凝固后，分别将上模沙型和下模沙型剥离，完成采油机齿轮箱的浇铸成型；S5：对浇铸成型好的采油机齿轮箱进行退火处理，退火处理的条件为：在880~900℃条件下保温3
‑
4小时,之后炉冷至700~720℃，保温3.0
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4.0h，然后转移至冷却液中等温冷却至540~560℃后空冷至室温。。
[0017]有益效果：本申请中的采油机齿轮箱体的铸造模具中，上模中的内浇道数量小于下模中的内浇道数量的设计，能够使得后续浇注成型齿轮箱体的过程中温差较小，有效缓解内部应力集中、应力较大的问题，使得制成的产品不易产生裂纹，性能较好。原因如下：使用本申请中的模具制备出上模沙型和下模沙型后，上模沙型和下模沙型卡合后经上模沙型中的直浇道向腔体内注入高温钢水，由于下模沙型位于下方，在经直浇道注入钢水后，钢水沿横浇道进入首先经下模沙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采油机齿轮箱体的铸造模具，其特征在于，包括上模（1）和下模（2），所述上模（1）包括相互连通的直浇道（3）和横浇道（4），其中，所述上模（1）中还包括至少一条与所述横浇道（4）连通的内浇道a，所述下模（2）中包括至少两条与所述横浇道（4）连通的内浇道b，且所述下模（2）中的内浇道b的数量大于所述上模（1）中的内浇道a的数量；所述上模（1）和下模（2）中还分别包括与所述内浇道a和内浇道b连通的模腔。2.根据权利要求1所述的采油机齿轮箱体的铸造模具，其特征在于，所述上模（1）中的内浇道a，靠近所述横浇道（4）的一端内径较大，靠近所述模腔的一端内径较小；和/或，所述下模（2）中的内浇道b，靠近所述横浇道（4）的一端内径较大，靠近所述模腔的一端内径较小。3.根据权利要求1所述的采油机齿轮箱体的铸造模具，其特征在于，所述下模（2）中还设置有中空锲形脚活块（10），所述中空锲形脚活块（10）与所述下模（2）之间相互独立，用于形成采油机齿轮箱体的锲形脚。4.根据权利要求1所述的采油机齿轮箱体的铸造模具，其特征在于，所述上模（1）中的模腔外壁还分散设置有若干出气孔模柱（5）。5.根据权利要求1所述的采油机齿轮箱体的铸造模具，其特征在于，所述上模（1）中的模腔外壁还分散设置有若干冒口模柱（6）。6.根据权利要求1所述的采油机齿轮箱体的铸造模具，其特征在于，所述直浇道（3）与所述横浇道（4）之间通过过滤网放置腔（7）连通。7.根据权利要求1所述的采油机齿轮箱体的铸造模具，其特征在于，所述上模（1）的外壁还设置有定位柱（12）；所述下模（2）的外壁与所述定位柱（12）对应的位置还设置有定位孔（13）。8.根据权利要求7所述的采油机齿轮箱体的铸造模具，其特征在于，所述定位柱（...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙允龙，吉哲，陈仕华，张建诚，
申请(专利权)人：江苏金石铸锻有限公司，
类型：发明
国别省市：