鑄造近終形型材軋輥的方法
2023-06-07 05:08:41
專利名稱：鑄造近終形型材軋輥的方法
技術領域：
本發明屬於金屬鑄造技術，特別涉及一種能夠獲得接近最終幾何尺寸型材軋輥的鑄造方法。
背景技術：
目前型材軋輥的製造方法，是先經鑄造後機械加工，而由於在鑄造冷卻過程中的收縮極易造成應力集中裂紋，因此型材軋輥表面的槽、稜部分一般均不能直接鑄造成形，而靠後續的大量機械加工實現，不但造成金屬材料的大量損耗，且消耗大量能源、工時；為了遷就機加工藝的可行性，往往犧牲軋輥的硬度，以致降低了耐磨性能，或者為改善加工性能而增加反覆熱處理工序，大大增加了製造成本。
發明內容
為解決型材軋輥現有生產技術中存在的上述問題，本發明提出鑄造近終形型材軋輥的方法，以實現直接鑄造獲得接近所要求幾何尺寸的型材軋輥，只需少量機械加工即可完成型材軋輥的生產。
其發明的要點是解決鑄造冷卻中避免因收縮而造成應力集中，這樣，型材軋輥表面槽、稜就可同時鑄造成型。
本發明是以輥徑部的金屬成型模具(簡稱輥徑模具)和輥柄部砂箱(簡稱輥柄砂箱)組合一起作為澆注成型模具，其特點是輥徑模具由外套和可拆式內套組成，所說的內套延軸向分段組合而成，在兩段內套之間設置有收縮節，內、外套呈滑動配合。
用上述方法製作的成型模具，在澆注冷卻過程中，成型軋輥的槽、稜部分不會因輥徑金屬模具制約軋輥的軸向收縮，而造成較大的應力集中，因此，可將型材軋輥的鑄造形狀尺寸設計成極接近其最終設計要求，只需經過少量機械切削加工或僅進行磨加工，即可完成型材軋輥的生產。不僅節約大量材料、提高工效，而且有效地提高產品質量。
圖1為本發明鑄造表面具有凹槽的型材軋輥的輥徑成型模具結構示意圖。
具體實施例方式
如圖1所示，本發明鑄造型材軋輥的輥徑模具由金屬外套和可拆式內套2組成，內套2延軸向分兩段組合，在兩段內套之間設置有收縮節3，內套2與外套1呈滑動配合。
所述的收縮節3採用有機樹脂砂製成。其最佳軸向厚度為B+L×a，式中L為軋輥上兩槽或稜中心線之距離，a為軋輥材料的自由線收縮率，當L＞500mm時，B＝20，當L≤500時，B＝25。
使用本實用新型模具的鑄造方法是首先將模具內套2用固定板4將其連接固定成與外套1相配合的園桶形，然後兩段內套及中間的收縮節3依次裝入外套1內。當採用直接澆鑄法時，將裝配好的輥徑模具與輥柄砂箱裝配在一起，固定，放入地坑內，將合金液通過澆口注入成型模。冷卻收縮時，在收縮應力作用下，收縮節被擠碎，可使內套2在軸向上隨鑄件的收縮而位移，即不會在輥徑凹槽處造成較大的應力集中而開裂。
實施例1直接鑄造法生產型材軋輥，首先將成型模具內套用固定板固定成圓桶狀，然後從一頭開始將各部分依次裝入模具外套內，並將其固定，將裝配好的模具與輥柄砂箱組裝一起，固定，銷緊，放入地坑內，將合金液通過澆口澆入鑄型模具內，直至合金液充滿為止，待合金完成凝固冷卻到一定溫度，分別將模具拆開將軋輥取出。軋輥槽和稜的加工餘量是0.5mm，較原來減少92％，加工工時3小時，較原來減31小時，生產成本降低65％。
實施例2離心鑄造法生產型材軋輥，輥徑模具裝配過程同上，將裝配好的輥徑模具，直接臥放在離心澆注機上，將能形成50mm厚度的合金液澆入模具中，待合金液凝固冷卻到950°，將模具從離心機上取下，快速與輥柄砂箱裝配在一起，澆入輥芯合金(球鐵)直至充滿，待完全凝固至一定溫度，將模具拆下取出軋輥。軋輥槽和稜的加工餘量為0.4mm，較原來減少95％，加工工時5小時，較原來減少60小時，生產成本降低75％。
權利要求
1.一種鑄造近終形型材軋輥的方法，是以輥徑模具和輥柄砂箱組合一起作為澆注成型模具，其特徵是輥徑模具由外套(1)和可拆式內套(2)組成，內套(2)延軸向分段組合而成，在兩段內套之間設置有收縮節(3)，內套(2)與外套(1)呈滑動配合。
2.根據權利要求1所述的一種鑄造近終形型材軋輥的方法，其特徵在於所述的收縮節(3)採用有機樹脂砂製成。
3.根據權利要求1、2所述的一種鑄造近終形型材軋輥的方法，其特徵在於所述的收縮節之最佳軸向厚度為B+L×a，式中L為軋輥上兩槽或稜中心線之距離，a為軋輥材料的自由線收縮率，當L＞500mm時，B＝20，當L≤500時，B＝25。
全文摘要
本發明鑄造近終形型材軋輥的方法屬於金屬鑄造技術，特別涉及一種能夠獲得接近最終幾何尺寸型材軋輥的鑄造方法。解決了型材軋輥表面的槽、稜部分一般均不能直接鑄造成形的難題。該方法，是以輥徑模具和輥柄砂箱組合一起作為澆注成型模具，輥徑模具由外套1和可拆式內套2組成，內套2延軸向分段組合而成，在兩段內套之間設置有收縮節3，內套2與外套1呈滑動配合。
文檔編號B22C9/22GK1401448SQ0213290
公開日2003年3月12日 申請日期2002年9月9日 優先權日2002年9月9日
發明者周宏 , 萬清福 申請人:吉林大學