带散热片的制造球磨机磨球的金属型铸造模具制造技术

一种带散热片的制造球磨机磨球的金属型铸造模具，合箱面为有定位凹槽的正八角形，对应于磨球的模具表面为半球面，其上有凸起的筋，以加大散热量；上、下模均有八条呈辐射状的散热片，其中通过球心的４条为随形设计；不通过球心的４条散热片，上模最高处与浇口平，下模的４条散热片高于保温底套，且不连通；模具采用精密铸造方法铸造成型，精整后即为成品，以保留铸件表面的等轴细晶粒组织，还能采用硬度高的耐磨、耐热材料生产，进一步提高使用寿命，特别是可以使磨球的表面硬度与球心的硬度差大为降低，同一球面的硬度差也大为降低，提高了磨球的质量和球磨效率。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一项金属型铸造模具，具体是带散热片的制造 球磨机磨球的金属型铸造模具。二、
技术介绍
改革开放以前，磨球用的较少，生产分散，磨球质量参差不齐，对其生产技术少有研究。1988年，安徽宁国的企业看准了这个市场， 联合一些专家、学者、大专院校、科研单位下大力气进行研究，经过 数年的努力，摸索出一整套生产磨球和球模的生产方法和工艺。宁国 因此成了我国的磨球及球模生产基地和研发中心，参与制定了相关的 国家标准，宁国设计的金属型铸造磨球模具因此也成为国内磨球生产 的首选。宁国的磨球金属型铸造模具采用圆柱形设计，上下分型。浇道设 在中心，球模分布在周围，球的数量因球径不同而异。如直径为110 咖的球，球模为4个，即一付球模一次铸磨球4个，图1为其示意图。模具采用灰铸铁毛坯经机加工而成。为了确保磨球的表面硬度与球心的硬度差小于3度(洛氏硬度)， 要求金属型铸造模具与浇注到该模具的全部金属液(包括球重和浇、 冒口、内浇道)的重量比为5—7 (宁国人将这个比值定义为模比)，因此，模具的重量很大。例如，当磨球的直径为IIO咖时，取模比 为5时，上、下模的总重为128kg，可保证硬度差可小于3度；模 比为7时，重量为156 kg。模具采用定位销定位，定位销设在分型面上。模具的工作面，即球碗为嵌入式，可以更换一次，以提高使 用寿命。这种模具有如下不足之处(1) 只能采用易于加工的材料，使用寿命低。要提高模具的使 用寿命，必须采用耐磨、耐激冷激热、耐高温金属液冲击的材料，或 者采用铸造方法直接成型，以保留铸件表面的等轴细晶粒组织。但前 者加工难度大，加工成本将大幅度提高，甚至无法加工；后者则尺寸精度和表面光洁度达不到要求。(2) 模具外形设计为扁圆柱体，不能随铸件的外形而变化，造 成散热不均。特别是下模直接放在地面上，无法通风，散热条件极差， 没有创造良好的散热条件，利用散热以形成需要的冷却强度。(3) 由于散热不均匀，同一球面上的硬度不均匀。经实测，表 面4个点(通过球心切开，在断面圆周上选4个均匀分布的点)分别 是47.5° 、 48° 、 49° 、 50° ，硬度差达到2.5度。这样，工作中 的磨损也不同，圆整度逐渐破坏，使磨球不能滚动，效率降低。(4) 模具重量太大，浪费了资源，恶化了操作人员的劳动条件。(5) 采用定位销定位，使用中销和销孔都容易磨损，导致错箱， 影响磨球的圆整度；合模时只能从一个方向操作，而且，定位销设在 分型面上，不便于观察，操作起来很不方便，也增加了操作人员的劳 动强度。(6)模具釆用机加工成型，不仅成本高，而且不可避免地出现 误差，不同模具之间的上下模难以互换；而实际使用中下模的散热通 风最差，热疲劳损伤比上模重，寿命比上模低，但由于互换性差，只 能整体报废，增大了生产成本。三、
技术实现思路
本技术的目的是提供一种带散热片的制造球磨机磨球的金 属型铸造模具，以解决上述问题。本技术提出的技术方案是:外型采用带散热片的随形设 计，采用陶瓷型精密铸造技术<或其他能满足技术要求的精密铸造技 术)直接铸造成型的生产方案，以解决上述问题。结构示意图见图2。具体专利技术是(1) 模具的上、下端面(即上、下模的外形)，对应于球碗为四 个半球，半球面上分布着突出的筋，例如格筋、条筋、放射筋等， 它们高2—10咖、宽2—IO咖，以提高散热表面。(2) 上、下模均有4条通过半球中心、呈辐射状均布的随形 散热片，其厚度为5一25咖，高度为5—25咖，它们又是加强筋, 这4条散热片与半球的弧面保持等高。在每两个半球之间另外有1条呈辐射状的散热片，共4条。 在上模中，不通过半球中心的4条散热片在半球圆心构成的圆周 内与浇口持平，使模具翻转时平稳；在圆周以外可以与圆周内等高，也可以大倒圆(附图中为等高)、大倒角或缺失。下模中，不通过半球中心的4条散热片与上模相同，但高于保温 底套约10—20咖，中间并不连通，以利于下模散热。 调整散热片的面积，就可以获得需要的冷却强度。(3) 模具的合模面为正八角形。对应于两球之间的八角形侧面， 开有凹槽，用于定位，避免错箱。浇铸操作时只要对准定位凹槽，可 从四个方向准确定位。模具边还有斜度为5。 一10°的合模子扣，使 定位准确。(4) 本技术采用精密铸造方法制造，优先采用陶瓷型精密 铸造方法。在各种精铸方法中，陶瓷型最适合生产模具，其尺寸精度(CT5)和表面粗糙度(一般可达到6.3Mm，最好的能达到1.6Mm)都 能满足模具的荽求。而且，最容易上马， 一般铸造厂只要添置几样专 用设备即可生产。铸成的金属型铸造模具的铸件，只需切除浇、冒口、清砂、抛光， 即为成品。模具的工作面保留了铸件的等轴细晶组织(这是铸件中力 学性能最好的部分)，所以即便使用相同的材料，其耐热、耐磨性能 也能大幅度提高。由于使用铸造方法生产，可以选用耐磨、耐热性能 好的材料，如蠕墨铸铁等，进一步大幅度提高模具的寿命。如果已有其他精密铸造条件，并且能满足技术要求，也可使用已 有的精密铸造方法。实施本专利技术的优点在于就模具本身而言， (1)本技术由于增大了散热面积，模具的模比可以降低，以改善工人的劳动条件，降低消耗。(2) 模具的母模用数控机床加工，精度和光洁度高。由于使用 铸造方法制造，用一幅母模造型，使互换性好；同时，具有生产周期 短、能大幅度降低成本，降低消耗的优点。(3) 提高了模具的使用寿命。 采用本技术模具生产的磨球的产品质量和使用寿命均大幅度提高。由于采用了随形设计，使铸件散热均匀，降低了磨球表 面冷却强度的不均匀性，同一球面上的硬度差大幅度减少(经对试验 样品实测，表面4点的的硬度差为0.5° );由于大大提高了模具的 散热面积，加强了心部的冷却强度，使表面平均硬度与球心的硬度差 大幅度减少(实测为0.25。)。附图说明图1是宁国模具的结构示意图，图中1为定位销。图2为本技术的结构示意图。图3为A—A剖面，其中1为球碗；2为定位凹槽；3为锥形排气 孔，设计为锥形，利于清理；4为浇口； 5为保温底套孔，用于在浇 铸时填充保温材料，以使铁水保温；6为合模子扣，合模子扣的倾角 为5-10° ，角度大一点，合模更方便。7是抬箱搭子，用于使用 抬箱工具(钢筋)移动模具；8是散热片；9是随形散热片；10为抬 箱孔，是与地面平行的。18X50的深孔，工人操作时，模具要保持 300'C左右的温度，以免激热炸模，并保持铁水的流动性，利于充型, 所以操作时，工人只能用两根钢筋插入抬箱孔移动模具。图4为B向俯视图。图5为C向仰视图，图中ll为散热突筋。五、具体实施方案以陶瓷型精密铸造为例进行说明。将设计好的平面图转换为三维图，在数控机床上加工成需要的母 模。配制好的硅酸乙脂水解液，加固化剂和耐火粉料调制成流动性好 的陶瓷浆液，用陶瓷浆液对母模进行浇注造型。陶瓷浆液固化后立即 脱模，并喷洒酒精点燃，同时，用喷灯喷烧。然后进入焙烧炉焙烧。焙烧完毕，合箱浇铸。打箱落砂后，切除浇、冒口，用高压水枪 清砂，再用抛光机抛光，然后回火，即可使用。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带散热片的制造球磨机磨球的金属型铸造模具，其特征在于：模具上、下端面对应于磨球的部分为带有散热片的半球形。

【技术特征摘要】
1、一种带散热片的制造球磨机磨球的金属型铸造模具，其特征在于模具上、下端面对应于磨球的部分为带有散热片的半球形。2、 根据权利要求1所述的带散热片的制造球磨机磨球的金 属型铸造模具，其特征在于模具上、下端面对应于磨球的部分的半球面上，分布着高出表面的突筋，用于加强散热。3、 根据权利要求1所述的带散热片的制造球磨机磨球的金 属型铸造模具，其特征在于:模具上、下模各设有4条通过球心、 与半球弧面保持等高的散热片。4、 根据权利要求1所述的带散热片的制造球磨机磨球的 金属型铸造...

【专利技术属性】
技术研发人员：张祖临，苏小洪，张立，
申请(专利权)人：张祖临，苏小洪，张立，
类型：实用新型
国别省市：41[中国|河南]