电渣熔铸隔膜泵曲轴用结晶器制造技术

电渣熔铸隔膜泵曲轴用结晶器，结晶器本体是由与曲柄形状相适应的内腔型板、水缝板、水套及在曲柄最厚位置处增设的公共腔构成，内腔型板是用整张铜板采用三维实体模锻成型；在曲柄最厚位置、处增设公共腔，公共腔的最小增加距离为２２０ｍｍ，公共腔采用圆形过渡添加到曲柄结晶器的曲柄最厚位置上；水缝板设置在内腔型板的外侧，水套装在水缝板外侧，内腔型板、水缝板和水套通过上法兰、下法兰和立法兰密封连接。结晶器在使用过程中，既体现了制作方便，省工、省料特点，又实现了熔铸操作方便，组装定位准确，熔铸金属利用率高等优点。另外，该结晶器在使用中各项指标均经受住生产考验，未出现漏渣、漏水，焊缝开裂变形等常见结晶器损伤。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术提供一种铸造用模具，特别是涉及一种电渣熔铸整体制造隔膜 泵曲轴毛坯的模具，即隔膜泵曲轴结晶器。
技术介绍
电渣熔铸技术是一种先进的特种铸造工艺，它是集金属精炼于铸造成型于 一身的铸造方法,它具有设备简单、操作方便、工艺流程简单、材料利用率高， 成本低等优点。采用电渣熔铸工艺生产的产品，内在质量高，组织致密，尺寸精度 高，成份均匀、非金属夹杂物少、已被现代铸造企业广泛应用。产品涉及航空、 造船、电力、石油化工以及重型机械等现代化工业。往复式活塞隔膜泵是主要用于输送流量大、输送压力高、输送高温高磨蚀 固液两相介质的往复泵。是用于黑色、有色冶金，煤炭、化工，矿山等诸多领 域的心脏设备。曲轴则更是隔膜泵的中心传动部件，质量的好坏直接影响隔膜 泵产品的质量。结晶器是电渣炉的重要部件，属于炉体部分，在熔铸时，它一方面起着熔化、精炼的熔炼室作用；另一方面又起着铸件模具形成铸件的作用。众所周知，曲轴结构复杂，各曲拐沿空间分布，形状复杂。(见图l)因此，曲轴结晶器的结构更加复杂，制作和使用均较困难。对于结构和形体较大的隔膜泵曲轴更是如此，通常很难找到共体部分，按照常规电渣熔铸方法无法生产。很长时间以来一直制约我国在该种曲轴上的熔铸发展。
技术实现思路
本技术的目的是针对上述问题，提供一种新型的，可用于电渣熔铸隔 膜泵曲轴的结晶器。利用该结晶器生产的隔膜泵曲轴毛坯表面成型质量与内部 质量均优良，完全满足或超过技术要求，该结晶器既具有制作方便，省工、省 料优点。采用的技术方案是电渣熔铸隔膜泵曲轴用结晶器，由内腔板、外腔和连接法兰组成。内腔板 先用三维实体技术制造曲柄型，再用模锻方法将整张铜板一次锻压成型构成；外腔由水缝板和水套构成，内腔板和外腔通过法兰密封连接。在曲柄的最厚处ll、 12、 B位置增加公共腔14，结晶器的最小填充系数为0.25，可确定 出公共腔最小增加距离为220mm，所增加的公共腔采用圆形过渡添加到曲柄结 晶器上。结晶器外腔及法兰用钢板制成。具体是结晶器本体是由与曲柄形状相适应的内腔型板、水缝板、水套及在曲柄最厚处1K 12、 13位置增设的公共腔构成，内腔型板是用整张铜板采用三维实体 模锻成型；公共腔的最小增加距离为220mm，公共腔釆用圆形过渡添加到曲柄 结晶器的曲柄最厚位置上；水缝板设置在内腔型板的外侧，水套装在水缝板外 侧，内腔型板、水缝板和水套通过上法兰、下法兰和立法兰密封连接。所述的内腔型板及水缝板之间设置型板加强筋和拉筋，型板加强筋与拉筋 成垂直交叉设置，并与内腔型板及水缝板焊接成一整体，将内腔型板外侧分隔 成四个区域，每个区域形成独立水循环，再在型板加强筋与拉筋上分别加工两 条透过钢板厚的槽，使这四个区域中相临的两区域也都连通，水套上固设有多 个进水管和出水管。所述的铜板为紫钢板，厚16mm，结晶器水缝宽度为25—35mm均匀过渡， 水缝板和水套由10mm钢板制成，水套装设在水缝板外lOOmm，水套上、下两 端分别与上法兰、下法兰焊接密封。所述的型板加强筋和拉筋上加工的两条透过钢板的槽长100mm，宽i5mm; 型板加强筋、拉筋及上法兰、下法兰和立法兰分别由20mm厚钢板制成。电渣熔铸隔膜泵曲轴用结晶器制作方法，包括设计方案制定、结晶器制造 方案制定两个方面内容。 K设计方案制定近几年随着科技水平的逐渐提高，同时对电渣瑢铸技术掌握的逐渐成熟， 现已研制出两种用于生产曲轴的制造方法，同时也出现两种结晶器形式。第一种方法是采用逐次法生产曲轴毛坯，即将曲轴结晶器按照曲柄数分 解成若干段，然后由各段曲柄结晶器进行单独熔铸，最后在利用几组辅助结晶 器将各段曲柄毛坯按照相应位置采用电渣焊方式连接起来。此种方法将结晶器 分段制造，再单独使用，使整个熔铸变得简单；结晶器制作方便，熔铸时受力 简单，对结晶器损伤变小，在一定范围内，该种结晶器得到行业认可。但该结 晶器不适用隔膜泵曲轴熔铸。隔膜泵曲轴通常较大，当量直径多在1米以上， 采用这种分段结晶器熔铸再利用电渣焊连接各曲柄时，整个曲轴产生的变形量 较大，使辅助结晶器和工装承受应力较大，变形损坏严重，易导致熔铸后曲轴 加工量不足，所以隔膜泵曲轴用结晶器不适于采用这种分段瑢铸再焊接方式。第二种方法是电渣熔铸整体一步成型方式制造曲轴，该种方法是电渣熔 铸曲轴技术上的一次突破。它是利用自耗电极沿结晶器贯通的主轴颈孔腔熔铸， 然后通过滑动模块结晶器在液层中移动来解决曲柄的成型。这种一步成型方法 生产曲轴所用结晶器与逐次法所用结晶器相比具有省工、省料，不用辅助工装 的效果，降低了生产成本。但用该种结晶器进行曲轴熔铸要求曲轴必须是小型 或曲柄臂厚度较小的曲轴，对于隔膜泵曲轴这种大型、曲柄臂较厚的曲轴无法 实现曲轴成型的完好。经过现场试验，也证明用该种结晶器进行隔膜泵曲轴熔 铸较困难，其制作的滑动模块结晶器较大，熔铸通水时重量更大，在进行移动 操作时十分费力，需要外加辅助动力设备；而且由于结晶器较大，在模块结晶 器处的密封问题较难解决，结晶器熔铸时受热变形大，在滑动模块处出现跑渣、 漏渣危险现象，威胁操作人员的安全，所以该方法也不适隔膜泵曲轴瑢铸。以 上问题一直制约我国隔膜泵曲轴熔铸发展，成为我国在该类曲轴制备方法上的 一个瓶颈。对于隔膜泵曲轴这种曲柄臂较厚的大型曲轴，其结晶器主轴颈公共 孔腔较小，造成自耗电极变细，相对曲柄臂较厚的曲轴，熔铸时金属溢流(金 属自然流动进入铸型)距离增加，超出金属有效流动性范围，造成熔铸后毛坯 表面成型较差而无法交货。所以通过对该曲轴结晶器的结构和熔铸时受力的分 析以及借鉴相关资料，最终确定出要通过某种方法扩大主轴颈公共孔腔，然后 再利用常规的电渣熔铸方法生产。对于电渣熔铸结晶器，增加型腔面积，就等 同于增加毛坯重量，所以对于该曲轴结晶器主轴公共腔增加多少有待研究。如 果主轴公共腔增加过大，会造成曲轴毛坯增量过多，降低金属利用率，使加工 量增大；反之，结晶器主轴公共腔增加过小，无法满足正常熔铸需要而失去意 义。所以确定一个相对的最小公共腔增加量很关键。通过理论计算电渣熔铸填 充比与熔铸功率的关系再加上铸造所多年生产实践总结，最终确定出了一个相对最小结晶器主轴公共腔增加量。在毛坯上出现的增量可通过机加工切取下来， 作为本体试块供作成份和性能检测。2、结晶器的制造方案制定结晶器是电渣熔铸不可缺少的一部分，熔化与成型均在结晶器内进行，所 以结晶器工作环境恶劣，对于曲轴结晶器更是如此，结晶器结构复杂，熔铸中 受力复杂，为此，结晶器必须具有导热强、抗变形强、易制造等特点。对于该 产品结晶器材料经过综合评定后，确定结晶器内腔采用铜板其它部位采用钢板 的铜一钢结合方式制作。传统结晶器制作多采用简单样板配合人工锤打来成型 内腔，这种方法制作的结晶器尺寸偏差大，有时在较难成型处还利用结构焊接成型，既增大尺寸偏差又增加内腔型面上的焊缝数量，提高熔铸时漏水、漏渣 风险，这些都为结晶器的使用和维修带来困难。为保证该曲轴结晶器的制作精 度，在制造时首先用三维实体技术制造曲柄模型，然后采用模锻方法将整张铜 板一次锻压成型结晶器，这样制作的结晶器尺寸精度高，形状与设计的曲轴相 近，无需简化型线，而且内腔型板面上没有焊缝，提高了结晶器的使用寿本文档来自技高网...

【技术保护点】
电渣熔铸隔膜泵曲轴用结晶器，其特征在于结晶器本体是由与曲柄形状相适应的内腔型板（４）、水缝板（５）、水套（７）及在曲柄最厚位置（１１）、（１２）、（１３）处增设的公共腔（１４）构成，内腔型板（４）是用整张铜板采用三维实体模锻成型；在曲柄最厚位置（１１）、（１２）、（１３）处增设公共腔（１４），公共腔（１４）的最小增加距离为２２０ｍｍ，公共腔（４）采用圆形过渡添加到曲柄结晶器的曲柄最厚位置上；水缝板（５）设置在内腔型板（４）的外侧，水套（７）装在水缝板（５）外侧，内腔型板（４）、水缝板（５）和水套（７）通过上法兰（１）、下法兰（３）和立法兰（８）密封连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈瑞，姜云飞，王洪峰，李旭东，王安国，于洪若，张家东，王大威，
申请(专利权)人：沈阳铸造研究所，
类型：实用新型
国别省市：89[中国|沈阳]