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铜合金制备结晶器

阅读：1037发布：2020-11-15

IPRDB可以提供铜合金制备结晶器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明属于模具铸造技术领域，涉及一种铜合金制备结晶器，包括模体、浇口杯以及冒口砂套；模体包括铜合金铸件型腔，铜合金铸件型腔内壁设置有轴台阶，冒口砂套置于轴台阶上并与模体的铜合金铸件型腔内壁贴合；浇口杯置于冒口砂套的上表面；浇口杯的顶部设置有浇铸孔；浇口杯底部设置有贯穿浇口杯的堵片放置孔；堵片放置孔中设置有堵片；浇铸孔通过浇口杯内腔以及堵片放置孔与模体的铜合金铸件型腔相贯通；模体浸泡在流动的冷却水中；模体的材质是紫铜。本发明提供了一种冷却快速、可明显提高铜合金材料的晶粒细化程度以及可显著提高铜合金致密性的铜合金制备结晶器。，下面是铜合金制备结晶器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种铜合金制备结晶器，其特征在于：所述铜合金制备结晶器包括模体(9)、浇口杯(2)以及冒口砂套(3)；所述模体(9)包括铜合金铸件型腔，所述铜合金铸件型腔内壁设置有轴台阶，所述冒口砂套(3)置于轴台阶上并与模体(9)的铜合金铸件型腔内壁贴合；所述浇口杯(2)置于冒口砂套(3)的上表面；所述浇口杯(2)的顶部设置有浇铸孔；所述浇口杯(2)底部设置有贯穿浇口杯(2)的堵片放置孔；所述堵片放置孔中设置有堵片(7)；所述浇铸孔通过浇口杯(2)内腔以及堵片放置孔与模体(9)的铜合金铸件型腔相贯通；所述模体(9)浸泡在流动的冷却水(6)中；所述模体(9)的材质是紫铜。

2.根据权利要求1所述的铜合金制备结晶器，其特征在于：所述模体(9)的外壁上设置有环状卡台；所述环状卡台的下表面与轴台阶的上表面处于同一平面；处于环状卡台之下的模体(9)浸泡在流动的冷却水(6)中。

3.根据权利要求2所述的铜合金制备结晶器，其特征在于：所述浇口杯(2)外部套装有浇口杯套(1)。

4.根据权利要求3所述的铜合金制备结晶器，其特征在于：所述堵片放置孔的直径略大于堵片(7)的直径。

5.根据权利要求4所述的铜合金制备结晶器，其特征在于：所述堵片(7)所选用的材料与待浇铸成型的铜合金所选用的材料相同。

6.根据权利要求2或3或4或5所述的铜合金制备结晶器，其特征在于：所述铜合金制备结晶器还包括套装在模体(9)外部并置于环状卡台之上的支环(4)；所述支环(4)通过螺钉与模体(9)固定。

7.根据权利要求6所述的铜合金制备结晶器，其特征在于：所述支环(4)上设置有手柄(8)；手柄(8)是两个，两个手柄(8)对称设置在支环(4)上。

说明书全文

铜合金制备结晶器

技术领域

[0001] 本发明属于模具铸造技术领域，涉及一种铜合金制备结晶器，尤其涉及一种高机械性能铜合金制备结晶器。

背景技术

[0002] 目前，市场上用于生产特殊铜合金材料的工艺并不多见，且在模具的原材料上多以铸铁为主。传统铸造工艺采用铁制模具生产的铜合金材料难以满足航空产品高耐磨性能结构材料的需求。而现有技术中，铜棒材的成形工艺中采用的连铸方式或真空吸铸方式，此两种工艺方式中最重要一个部件就是结晶器。常用的结晶器结构，是在结晶管道的外周设置带冷却水的散热管道，加快结晶管中铜合金的凝固。但现有的结晶器具有如下缺点：

[0003] 1)结晶器采用外周设置带冷却水的散热管道进行冷却，冷却效率较低，生产铜合金铸件会影响铸件中心的致密度，特别对直径尺寸较大的铸件更易形成疏松缺陷；

[0004] 2)凝固过程中溶质元素在固、液相中再分配过程中，易造成铸件中元素分布不均而形成偏析，恶化机械性能。

发明内容

[0005] 为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种冷却快速、可明显提高铜合金材料的晶粒细化程度以及可显著提高铜合金致密性的铜合金制备结晶器。

[0006] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

[0007] 一种铜合金制备结晶器，其特征在于：所述铜合金制备结晶器包括模体、浇口杯以及冒口砂套；所述模体包括铜合金铸件型腔，所述铜合金铸件型腔内壁设置有轴台阶，所述冒口砂套置于轴台阶上并与模体的铜合金铸件型腔内壁贴合；所述浇口杯置于冒口砂套的上表面；所述浇口杯的顶部设置有浇铸孔；所述浇口杯底部设置有贯穿浇口杯的堵片放置孔；所述堵片放置孔中设置有堵片；所述浇铸孔通过浇口杯内腔以及堵片放置孔与模体的铜合金铸件型腔相贯通；所述模体浸泡在流动的冷却水中；所述模体的材质是紫铜。

[0008] 上述模体的外壁上设置有环状卡台；所述环状卡台的下表面与轴台阶的上表面处于同一平面；处于环状卡台之下的模体浸泡在流动的冷却水中。

[0009] 上述浇口杯外部套装有浇口杯套。

[0010] 上述堵片放置孔的直径略大于堵片的直径。

[0011] 上述堵片所选用的材料与待浇铸成型的铜合金所选用的材料相同。

[0012] 上述铜合金制备结晶器还包括套装在模体外部并置于环状卡台之上的支环；所述支环通过螺钉与模体固定。

[0013] 上述支环上设置有手柄；手柄是两个，两个手柄对称设置在支环上。

[0014] 本发明的优点是：

[0015] 本发明提供了一种铜合金制备结晶器，该铜合金制备结晶器包括模体、浇口杯以及冒口砂套；模体包括铜合金铸件型腔，铜合金铸件型腔内壁设置有轴台阶，冒口砂套置于轴台阶上并与模体的铜合金铸件型腔内壁贴合；浇口杯置于冒口砂套的上表面；浇口杯的顶部设置有浇铸孔；浇口杯底部设置有贯穿浇口杯的堵片放置孔；堵片放置孔中设置有堵片；浇铸孔通过浇口杯内腔以及堵片放置孔与模体的铜合金铸件型腔相贯通；模体浸泡在流动的冷却水中；模体的材质是紫铜。本发明所采用的模体的材质是紫铜，模体直接浸泡于流动状态的冷却水中，使得进入模体中的铜合金液体能够快速激冷，极高的冷却速率能够使合金的凝固组织发生很大变化，如细化晶粒组织，改变相组成，减小偏析等，进而极大的提高铸件的各种性能。从导热能力上面来讲，以紫铜为模具原材料，可缩短凝固时间，起到快速凝固的效果，该结晶器可用于高耐磨性能铜材料的制备上。同时，冒口砂套保温效果优异，使用前经过预热烘干具有优良的蓄热保温能力，补缩、排气和集渣能力强。本发明提供一种铸造高性能铜合金的水冷铜模铸造结晶器，其结构简单，便于操作，模块化的结构易组装，可制备出各种尺寸形状并且致密性好的产品，生产成本低，对于高力学性能铜合金的生产，提高了生产效率和产品质量，能够快速对铜液进行激冷的生产带高机械性能铜合金的结晶器。基于本发明所提供的结晶器制备得到的铜合金，不会出现铜铸件组织偏析、组织疏松等问题，而且细化晶粒提高材料的力学性能，性能数值超越标准规定值30％左右，可避免偏析、缩孔、渣孔、气孔以及冷隔等缺陷，加工后合格率能达到85％以上。

附图说明

[0016] 图1是本发明所提供的铜合金制备结晶器的结构示意图；

[0017] 其中：

[0018] 1-浇口杯套；2-浇口杯；3-冒口砂套；4-支环；5-浇铸机；6-冷却水；7-堵片；8-手柄；9-模体。

具体实施方式

[0019] 参见图1，本发明提供了一种铜合金制备结晶器，包括模体9、浇口杯2以及冒口砂套3；模体9包括铜合金铸件型腔，铜合金铸件型腔内壁设置有轴台阶，冒口砂套3置于轴台阶上并与模体9的铜合金铸件型腔内壁贴合；浇口杯2置于冒口砂套3的上表面；浇口杯2的顶部设置有浇铸孔；浇口杯2底部设置有贯穿浇口杯2的堵片放置孔；堵片放置孔中设置有堵片7；浇铸孔通过浇口杯2内腔以及堵片放置孔与模体9的铜合金铸件型腔相贯通；模体9浸泡在流动的冷却水6中；模体9的材质是紫铜。

[0020] 优选的，模体9的外壁上设置有环状卡台；环状卡台的下表面与轴台阶的上表面处于同一平面；处于环状卡台之下的模体9浸泡在流动的冷却水6中。

[0021] 浇口杯2外部套装有浇口杯套1；堵片放置孔的直径略大于堵片7的直径，堵片7所选用的材料与待浇铸成型的铜合金所选用的材料相同。

[0022] 铜合金制备结晶器还包括套装在模体9外部并置于环状卡台之上的支环4；支环4通过螺钉与模体9固定；支环4上设置有手柄8；手柄8是两个，两个手柄8对称设置在支环4上。

[0023] 本发明在具体使用时，首先模体9安装于浇铸机5之上并浸入流动的冷却水6中；支环4的上面有螺钉孔；模体9与支环4通过螺钉固定，保证安装后稳固可靠；手柄8焊接于支环4上；浇口杯套1安装于支架内；浇口杯2安装于浇口杯套1内；堵片7安装在浇口杯2中。浇口杯2有深2mm直径40mm的堵片7孔，用于放置堵片7；堵片7厚度1.2±0.2mm直径37mm；当铜液倒入浇口杯2后，高温液体会快速熔化掉浇口杯2中的堵片7(堵片7所选用的材料与待浇铸成型的铜合金所选用的材料相同)，从而开始浇铸液体进入模体9和冒口砂套3；浇口杯2为雨淋式浇铸结构，采用5个￠4的浇铸孔保证平稳、快速充型，可实现铸件顺序凝固，有利于铸件的补缩且能防止铸件产生缩孔、冷隔、夹渣及浇铸不足等缺陷。

[0024] 由于本发明所采用的模体9材质采用紫铜，该模体9直接浸泡于流动状态的冷却水6中，使得进入模体9中的铜合金液体能够快速激冷，不会出现铜铸件组织偏析、组织疏松等问题，而且细化晶粒提高材料的力学性能。同时，冒口砂套3保温效果优异，使用前经过预热烘干具有优良的蓄热保温能力，补缩、排气和集渣能力强。

[0025] 本发明水冷铜模结晶器已应用于我国航空发动机的二代、三代及新型号航空发动机如液压泵、燃油泵、增压泵、齿轮泵、加力泵等各类泵的轴衬、滑靴、转子、轴承、衬套等高性能铜合金材料的生产制备中，合金材料各质量性能完全符合并优于行业标准及企业标准规定值。采用本发明水冷铜模结晶器生产的航空铜合金铸件产品采用水冷激冷，晶粒得到细化提高了材料的力学性能(性能数值超越标准规定值30％左右)，无偏析、缩孔、渣孔、气孔、冷隔等缺陷，加工后合格率能达到85％以上。

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