白口鑄鐵襯板以及白口鑄鐵襯板的製造方法

2023-05-10 23:13:51

專利名稱：白口鑄鐵襯板以及白口鑄鐵襯板的製造方法
技術領域：
本發明涉及一種白口鑄鐵襯板(Hartguss-Kachel)，用以給槽狀容器的內壁加襯，特別是給混凝土攪拌機的混合槽的內壁加襯。所述襯板具有一個用於將襯板固定在內壁上的孔口，在孔口的周壁鑄有螺紋。另外，本發明還涉及一種用於製造這種白口鑄鐵襯板的方法。
採用這種類型的襯板，通過一耐磨的襯裡來保護混合槽內壁上承受強磨損的地方。通常，這種比一般鋼板耐磨得多的襯板只是加裝在內壁上受磨損大的地方，而不是在整個內壁上。這樣就可以使混合槽的內壁基本上均勻地磨損。為了達到這個目的，白口鑄鐵被證明是製造這種襯板的合適材料，白口鑄鐵是一種只能通過磨削加工的堅硬的脆性材料。
根據現有技術，為了將白口鑄鐵襯板固定到混合槽壁上，在襯板中設置一個孔口，一個用於將襯板固定到混合槽內壁上的固定元件，例如一個螺栓，穿過該孔口，這個固定元件則又通過旋擰而緊固到內壁上。固定元件在其面向混合槽內面的一端具有一個橫截面加大的頭部。相應地，形成在襯板中的孔口也是階梯形狀的，其與固定元件頭部的形狀相一致。對於這種固定方式，特別不利的是，一旦固定元件的端頭被磨掉，這種連接方式就不存在了。然而由於端頭的厚度總是比襯板的厚度小，所以襯板在尚未被完全磨損之前就會從混合槽壁上掉下來。
為延長這種白口鑄鐵襯板的使用壽命，人們希望它能夠儘可能被一直使用到其表面一處或多處被徹底磨損。為了達到這個目的，嘗試通過如下方式將白口鑄鐵襯板固定到混合槽壁上在各個白口鑄鐵襯板中設置一個帶有螺紋的孔口，將一固定在外壁上的固定元件擰進孔口的螺紋中。這樣可以使襯板一直貼靠在槽壁上，直到螺紋的最後一、兩個螺紋牙被磨掉為止。然而，在這種白口鑄鐵襯板上加工螺紋極其困難。考慮到白口鑄鐵的堅硬性和脆性，這種材料只能進行磨削加工，因而螺紋不能通過機械成型加工，例如車削或銑削，的方法來製造，而只能在白口鑄鐵襯板的鑄造過程中產生。
一般地，為了固定工件，使用具有尖的螺紋牙型的螺栓或者螺母，例如ISO公制的齒形角為60度的螺紋。設有這種固定螺紋的螺栓和螺母可以將構件牢固地相互卡緊。採用具有小的螺旋升角和大的齒形角的尖角螺紋，可以在內、外螺紋之間產生較大的摩擦力，使得連接難以自動鬆脫。但這種螺紋通常不是通過鑄造的方法進行加工的，而是通過其他成型工藝制在工件上，例如車削、切削、鑽削或銑削。而這些成型工藝並不適合於極其堅硬和脆性的材料，例如白口鑄鐵。
先前通過澆鑄方法加工螺紋的嘗試被證明是不能讓人滿意的。在使用陶瓷模具及模芯來成型螺紋時，由於在鑄造過程中產生的大量氣泡而使得對於螺紋所要求的鑄件表面規則性和複製成型精確性不可能達到。對於使用石英砂模具的情況，在鑄造白口鑄鐵襯板之前，需要給石英砂模具配以一種合適的鑄型塗料層(Schlichte)，鑄成的螺紋必須進行再加工，因為它達不到所期望的光整度。白口鑄鐵只能被磨削加工，而這是一個非常複雜的過程，所以很不合算。
最終這些嘗試的結果是，現有技術又重新回到剛開始提到的那種將白口鑄鐵襯板固定到容器壁上的解決方案來。
本發明的目的在於，提供一種改進了的、鑄有螺紋的白口鑄鐵襯板，以便將其固定在一槽狀容器上，以及提供一種用於製造該白口鑄鐵襯板的方法。
根據本發明，為實現上述目的，給出一種上述類型的白口鑄鐵襯板，其中，螺紋設計成圓螺紋。
圓螺紋的使用是已知的，特別是在傳動技術領域。例如圓螺紋用於線性傳動的傳動軸，與尖角螺紋相比，圓螺紋在內、外螺紋之間具有較小的摩擦力，因而移動非常輕便。由於圓螺紋的摩擦力較小和移動非常輕便的特點，其不適合用於將一個工件永久地固定到另外一個工件上面，特別是當該螺紋連續遭受強烈且波動的載荷的時候，例如象混凝土攪拌機工作時一直產生的振動那樣。在振動的影響下螺紋連接會產生逐漸鬆脫的危險。意想不到的是，澆鑄的圓螺紋卻能夠保證將襯板長期穩定地固定在混合槽的內壁上。
使用圓螺紋可以容許內螺紋和被擰進的外螺紋之間存在相對較大的偏差。這大大方便了螺紋的鑄造。沒有了尖邊，就意味著模型、底模(母模，Negativ-Gussform)和鑄件的製作相對於其他類型的螺紋要簡單得多。結果是，圓螺紋的鑄造可以省去很多複雜和高花費的步驟，特別是再加工這一步驟。因而有可能以一種有效率和競爭力的方式來製造白口鑄鐵襯板，它與現用的白口鑄鐵襯板相比另有一個附加的磨損儲備量。
在本發明的用於製造白口鑄鐵襯板的方法中，規定，襯板的底模中至少用於構造孔口的那一部分是由鋯砂製成的，並且成形有圓螺紋。據以製造襯板的鑄造方法本身可以是現有技術中已知的一種方法。其中通過使型砂或陶瓷材料製成的底模失模來鑄造鑄件的方法是特別合適的。
製作鑄造的尖角螺紋時必須儘量形成一儘可能光滑的表面，而使用本發明的圓螺紋則可以接受一粗糙得多的表面。這表明對於鑄型塗料層的要求顯著降低。研究發現，使用鋯砂作為底模的模製材料，甚至可以完全不要鑄型塗料層。通過省去鑄型塗料層獲得的一個重要的優點在於，鑄造過程中底模可以保持一定的透氣性。這樣，在鑄造襯板時被釋放出來的、例如所使用的鑄造材料中含有的氣體或者是未徹底從鑄造模具中排出的氣體可通過鑄造模具的模製材料的孔隙逸出。這就減小了由於在相對不透氣的鑄型塗料層表面形成氣泡(所謂的縮孔)而導致鑄造襯板上有缺陷的風險。
研究發現，如果用來製作底模的鋯砂的粒徑小於0.2mm的話，即便不使用鑄型塗料層也可以得到一個足夠光滑的圓螺紋表面。
下面藉助附圖所示的實施例對本發明進行更詳細的描述。其中

圖1示出了本發明的一個具有一圓螺紋的孔口的白口鑄鐵襯板的剖視圖2示出了本發明的用於製作圖1中白口鑄鐵襯板的底模的剖視圖。
圖1示出了一白口鑄鐵襯板10的剖視圖，該白口鑄鐵襯板10用以給槽狀容器的內壁加襯，特別是給混凝土攪拌機的混合槽的內壁加襯。為了將白口鑄鐵襯板10固定到內壁上，其設有一個同心的孔口12。在孔口12的圓柱形壁上設有圓螺紋14。在圖1示出的白口鑄鐵襯板10中，孔口12和圓螺紋14穿透了白口鑄鐵襯板10的整個厚度d。為了將白口鑄鐵襯板固定在混合槽的內壁上，例如通過一設置有相應圓螺紋的螺栓從外部穿進混合槽壁的一個相應的開口，並與襯板10擰緊，從而，襯板10以其背面R與混合槽的內壁緊緊地貼合在一起。理想的是，用於進行固定的螺栓具有這樣的長度，即，在襯板被牢牢固定住的情況下，螺栓的末端與襯板內壁I齊平。當然，不同於圖1中的結構設計，也可以設想，使孔口12從襯板10的背面R出發僅僅延伸襯板10厚度d的一部分，也就是說只形成凹坑，不形成穿透。
襯板10由白口鑄鐵製成。白口鑄鐵是一種十分堅硬和脆性的材料，其只能通過磨削加工。另外，白口鑄鐵具有很高的抗磨性，正是基於這個原因，用它作為承受強磨損的部件的襯裡。該部件例如是混凝土攪拌機的內壁，混凝土攪拌過程中混合料引起的磨損作用對混凝土攪拌機內壁的耐磨性要求很高。
為了將白口鑄鐵襯板10固定到混合槽內壁上，孔口12的圓柱形壁上鑄有一圓螺紋。考慮到白口鑄鐵的堅硬性和脆性，白口鑄鐵工件中的這種螺紋不太可能進行銑削、切削或車削，而必須在白口鑄鐵襯板的鑄造過程中產生。
圖2示出了底模20中用於鑄造圖1所示的白口鑄鐵襯板的一部分剖視圖。在圖2中示出的該部分具有一個同心的突起22，其用來形成白口鑄鐵襯板10中的孔口12。該突起從底模20的壁24出發凸伸一長度d，壁24用以構成白口鑄鐵襯板的背面R。突起22的圓柱形側壁上設有一反向圓螺紋(Negativ-Rundgewinde)2 6，該反向圓螺紋用來形成白口鑄鐵襯板10上的圓螺紋。
採用粒徑小於0.2mm的鋯砂作為模製材料來製作底模20。使用這種模製材料可以在鑄造時形成足夠光滑的表面，以便形成可以旋擰的圓螺紋，並且底模在鑄造前不必用鑄型塗料塗層。省去底模的鑄型塗料層，可以在鑄件表面粗糙度保持於容許範圍的情況下提高鑄造方法的可靠性，這是因為，在工件鑄造時釋放出的氣體可以通過底模的孔隙逸出。
權利要求
1.白口鑄鐵襯板(10)，用以給槽狀容器的內壁加襯，特別是給混凝土攪拌機的混合槽的內壁加襯，其具有一個用於將襯板固定在內壁上的孔口(12)，在孔口的周壁鑄有螺紋，其特徵在於，所述螺紋為圓螺紋(14)。
2.用於製造白口鑄鐵襯板(10)的方法，特別是如權利要求1的白口鑄鐵襯板，其用以給槽狀容器的內壁加襯，特別是給混凝土攪拌機的混合槽的內壁加襯，並具有一個用於將襯板固定在所述內壁上的、設有螺紋的孔口(12)，其特徵在於，襯板的底模(20)中至少用於構造孔口的那一部分(22)是由鋯砂製成的，並且成形有一圓螺紋(26)。
3.按照權利要求2所述的方法，其特徵在於，底模(20)的用於構造孔口的那部分(22)沒有用鑄型塗料塗層。
4.按照權利要求2或3之一項所述的方法，其特徵在於，鋯砂的粒徑小於0.2mm。
全文摘要
本發明涉及一種白口鑄鐵襯板(10)以及一種用於製造這種白口鑄鐵襯板(10)的方法，該白口鑄鐵襯板(10)用以給槽狀容器的內壁加襯。所述白口鑄鐵襯板(10)具有一個用於將襯板固定在內壁上的孔口(12)，在孔口的周壁鑄有圓螺紋。
文檔編號B28B7/34GK1649708SQ03809235
公開日2005年8月3日 申請日期2003年4月30日 優先權日2002年5月17日
發明者安吉洛·施曼德拉, 艾克哈德·維爾姆斯 申請人:Bhs桑託芬有限公司