铸造近终形型材轧辊的浇注成型模具制造技术

本发明专利技术铸造近终形型材轧辊的方法属于金属铸造技术，特别涉及一种能够获得接近最终几何尺寸型材轧辊的铸造方法。解决了型材轧辊表面的槽、棱部分一般均不能直接铸造成形的难题。该方法，是以辊径模具和辊柄砂箱组合一起作为浇注成型模具，辊径模具由外套１和可拆式内套２组成，内套２延轴向分段组合而成，在两段内套之间设置有收缩节３，内套２与外套１呈滑动配合。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属铸造技术，特别涉及一种能够获得接近最终几何尺寸型材轧辊的铸造方法。
技术介绍
目前型材轧辊的制造方法，是先经铸造后机械加工，而由于在铸造冷却过程中的收缩极易造成应力集中裂纹，因此型材轧辊表面的槽、棱部分一般均不能直接铸造成形，而靠后续的大量机械加工实现，不但造成金属材料的大量损耗，且消耗大量能源、工时；为了迁就机加工艺的可行性，往往牺牲轧辊的硬度，以致降低了耐磨性能，或者为改善加工性能而增加反复热处理工序，大大增加了制造成本。
技术实现思路
为解决型材轧辊现有生产技术中存在的上述问题，本专利技术提出铸造近终形型材轧辊的方法，以实现直接铸造获得接近所要求几何尺寸的型材轧辊，只需少量机械加工即可完成型材轧辊的生产。其专利技术的要点是解决铸造冷却中避免因收缩而造成应力集中，这样，型材轧辊表面槽、棱就可同时铸造成型。本专利技术是以辊径部的金属成型模具(简称辊径模具)和辊柄部砂箱(简称辊柄砂箱)组合一起作为浇注成型模具，其特点是辊径模具由外套和可拆式内套组成，所说的内套延轴向分段组合而成，在两段内套之间设置有收缩节，内、外套呈滑动配合。用上述方法制作的成型模具，在浇注冷却过程中，成型轧辊的槽、棱部分不会因辊径金属模具制约轧辊的轴向收缩，而造成较大的应力集中，因此，可将型材轧辊的铸造形状尺寸设计成极接近其最终设计要求，只需经过少量机械切削加工或仅进行磨加工，即可完成型材轧辊的生产。不仅节约大量材料、提高工效，而且有效地提高产品质量。附图说明图1为本专利技术铸造表面具有凹槽的型材轧辊的辊径成型模具结构示意图。具体实施例方式如图1所示，本专利技术铸造型材轧辊的辊径模具由金属外套和可拆式内套2组成，内套2延轴向分两段组合，在两段内套之间设置有收缩节3，内套2与外套1呈滑动配合。所述的收缩节3采用有机树脂砂制成。其最佳轴向厚度为B+L×a，式中L为轧辊上两槽或棱中心线之距离，a为轧辊材料的自由线收缩率，当L＞500mm时，B＝20，当L≤500时，B＝25。使用本技术模具的铸造方法是首先将模具内套2用固定板4将其连接固定成与外套1相配合的园桶形，然后两段内套及中间的收缩节3依次装入外套1内。当采用直接浇铸法时，将装配好的辊径模具与辊柄砂箱装配在一起，固定，放入地坑内，将合金液通过浇口注入成型模。冷却收缩时，在收缩应力作用下，收缩节被挤碎，可使内套2在轴向上随铸件的收缩而位移，即不会在辊径凹槽处造成较大的应力集中而开裂。实施例1直接铸造法生产型材轧辊，首先将成型模具内套用固定板固定成圆桶状，然后从一头开始将各部分依次装入模具外套内，并将其固定，将装配好的模具与辊柄砂箱组装一起，固定，销紧，放入地坑内，将合金液通过浇口浇入铸型模具内，直至合金液充满为止，待合金完成凝固冷却到一定温度，分别将模具拆开将轧辊取出。轧辊槽和棱的加工余量是0.5mm，较原来减少92％，加工工时3小时，较原来减31小时，生产成本降低65％。实施例2离心铸造法生产型材轧辊，辊径模具装配过程同上，将装配好的辊径模具，直接卧放在离心浇注机上，将能形成50mm厚度的合金液浇入模具中，待合金液凝固冷却到950°，将模具从离心机上取下，快速与辊柄砂箱装配在一起，浇入辊芯合金(球铁)直至充满，待完全凝固至一定温度，将模具拆下取出轧辊。轧辊槽和棱的加工余量为0.4mm，较原来减少95％，加工工时5小时，较原来减少60小时，生产成本降低75％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铸造近终形型材轧辊的方法，是以辊径模具和辊柄砂箱组合一起作为浇注成型模具，其特征是辊径模具由外套（１）和可拆式内套（２）组成，内套（２）延轴向分段组合而成，在两段内套之间设置有收缩节（３），内套（２）与外套（１）呈滑动配合。

【技术特征摘要】
1.一种铸造近终形型材轧辊的方法，是以辊径模具和辊柄砂箱组合一起作为浇注成型模具，其特征是辊径模具由外套(1)和可拆式内套(2)组成，内套(2)延轴向分段组合而成，在两段内套之间设置有收缩节(3)，内套(2)与外套(1)呈滑动配合。2.根据权利要求1所述的一种铸造近终形型材轧辊的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周宏，万清福，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]