專利名稱：環(huán)形潔凈金屬鑄模的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于冶金鑄造設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)形潔凈金屬鑄模。
背景技術(shù)：
在公知技術(shù)中，普通鑄模澆鑄出的鑄錠，中上部偏中心位置存在一個(gè)“V”型偏析 物、夾雜物富集區(qū)，這一個(gè)范圍內(nèi)的偏析物、夾雜物因?yàn)榇嬖谟阼T錠的中上部，所以不容易 清除，這就產(chǎn)生兩種可能一種可能是保證金屬的品質(zhì)而舍棄一半以上的金屬收得率；另 一種可能是保證金屬一定收得率而降低品質(zhì)。這兩種都是我們不愿看到的。當(dāng)前，全世界 多數(shù)金屬鑄錠仍是這一種方式澆鑄出來的，所以大量的金屬未能得到高質(zhì)量收得，故不能 有效充分利用，這就帶來了大量的能源浪費(fèi)?，F(xiàn)在潔凈金屬的實(shí)現(xiàn)，往往還需要電渣重熔等 二次熔化精煉程序，消耗大量的電能，浪費(fèi)了大量的人力、物力，給環(huán)境也帶了巨大壓力，不 符合當(dāng)前節(jié)能減排、綠色環(huán)保的發(fā)展要求，這也是金屬熔煉產(chǎn)業(yè)的巨大損失。另外，效率還 特別低，特別是產(chǎn)生的電弧對(duì)結(jié)晶器的傷害也非常嚴(yán)重，一個(gè)結(jié)晶器鑄模采用電渣爐重熔 方式只能煉十多爐的鋼，提高了生產(chǎn)的成本。在實(shí)踐中，往往需要為客戶提供環(huán)狀、管狀、套 狀的大型金屬件，產(chǎn)品多數(shù)是中鍛造時(shí)沖孔而成，如果所需產(chǎn)品的中孔較大的話，沖孔擴(kuò)孔 所需要的時(shí)間和能源多，生產(chǎn)成本增大。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種節(jié)約能源、減少污染物排放、鑄錠潔凈、生產(chǎn)效率高、使用壽 命長的環(huán)形潔凈金屬鑄模，使用該鑄模得到的產(chǎn)品一方向金屬結(jié)晶質(zhì)量好，夾雜物少，無須 打孔可以用于大開孔的環(huán)狀、管狀、套狀的大型工件的后期處理，節(jié)省能源、提高效率。一種環(huán)形潔凈金屬鑄模，包括帶內(nèi)澆孔的鑄模本體和設(shè)置在鑄模本體上的保溫 冒，所述鑄模本體包括低冷底模板和與低冷底模板連接的周向低冷模板，所述周向低冷模 板內(nèi)設(shè)置環(huán)狀高熱保溫層，所述周向低冷模板與環(huán)狀高熱保溫層之間形成環(huán)狀潔凈結(jié)晶 區(qū)，環(huán)狀高熱保溫層內(nèi)部形成犧牲結(jié)晶區(qū)。所述低冷底模板為水冷模板。所述周向低冷模板為水冷模板。所述環(huán)狀高熱保溫層包括骨架和骨架外的保溫材料。由于本實(shí)用新型在所述周向低冷模板內(nèi)設(shè)置環(huán)狀高熱保溫層，將結(jié)晶區(qū)分為環(huán)狀 潔凈結(jié)晶區(qū)和中心的犧牲結(jié)晶區(qū)，對(duì)于環(huán)狀潔凈結(jié)晶區(qū)來講，其外環(huán)與大面積的周向低冷 模板接觸，快速放熱，內(nèi)環(huán)與環(huán)狀高熱保溫層接觸，環(huán)狀高熱保溫層內(nèi)的犧牲結(jié)晶區(qū)散熱又 極為緩慢，所以內(nèi)環(huán)附近的溫度極高，自然形成自外環(huán)向內(nèi)環(huán)方向凝固的定向結(jié)晶，在液態(tài) 金屬凝固形成晶體的過程中將液態(tài)金屬內(nèi)的夾雜物和偏析物往環(huán)狀高熱保溫層方向趕，靠 近環(huán)狀高熱保溫層的液態(tài)金屬因遠(yuǎn)離低溫而最后凝固，液態(tài)金屬內(nèi)絕大部分的夾雜物和偏 析物在液態(tài)金屬定向凝固后最后都富集在與環(huán)狀高熱保溫層接觸的部分，這就很容易用火 焰或其他加工的方法將富集的合金偏析物、夾雜物去除，從而實(shí)現(xiàn)了鑄錠內(nèi)部偏析物、夾雜物轉(zhuǎn)移、清除，達(dá)到了凈化鑄錠之目的。犧牲結(jié)晶區(qū)內(nèi)的液態(tài)金屬最后凝固，所起到作用主 要是克服環(huán)狀潔凈結(jié)晶區(qū)內(nèi)液態(tài)金屬凝固過程中產(chǎn)生的巨大應(yīng)力對(duì)環(huán)狀高熱保溫層的傷 害，保證環(huán)狀高熱保溫層內(nèi)外力的平衡，同時(shí)犧牲結(jié)晶區(qū)保證了高熱保溫層處的高熱性，使 環(huán)狀部分金屬凝固更具定向凝固特性。凝固結(jié)束以后，將犧牲結(jié)晶區(qū)的金屬柱抽出，便形成 環(huán)狀金屬錠，然后將富集在內(nèi)表面附近的富集的合金偏析物、夾雜物去除，就得到潔凈的環(huán) 狀、管狀、套狀坯。以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。


圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為
圖1的A-A向的剖視圖。圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例二的結(jié)晶方向示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一如
圖1、圖2所示一種環(huán)形潔凈金屬鑄模，包括帶內(nèi)澆孔4的鑄模本體和設(shè)置在 鑄模本體上的保溫冒，所述鑄模本體為圓柱體，所述鑄模本體包括低冷底模板1和與低冷 底模板1連接的周向低冷模板2，所述周向低冷模板2內(nèi)設(shè)置環(huán)狀高熱保溫層3，所述周向 低冷模板2與環(huán)狀高熱保溫層3之間形成環(huán)狀潔凈結(jié)晶區(qū)5，環(huán)狀高熱保溫層3內(nèi)部形成犧 牲結(jié)晶區(qū)6。所述低冷底模板1為水冷模板。所述周向低冷模板2為水冷模板。所述環(huán)狀 高熱保溫層3包括骨架和骨架外的保溫材料。實(shí)施例二如圖3所示一種環(huán)形潔凈金屬鑄模，包括帶內(nèi)澆孔4的鑄模本體和設(shè)置在鑄模本 體上的保溫冒，所述鑄模本體為長方體，所述鑄模本體包括低冷底模板1和與低冷底模板1 連接的周向低冷模板2，所述周向低冷模板2內(nèi)設(shè)置環(huán)狀高熱保溫層3，所述周向低冷模板 2與環(huán)狀高熱保溫層3之間形成環(huán)狀潔凈結(jié)晶區(qū)5，環(huán)狀高熱保溫層3內(nèi)部形成犧牲結(jié)晶區(qū) 6。所述低冷底模板1為水冷模板。所述周向低冷模板2為水冷模板。所述環(huán)狀高熱保溫 層3包括骨架和骨架外的保溫材料。如圖4所示所述周向低冷模板2內(nèi)設(shè)置環(huán)狀高熱保溫層3，將結(jié)晶區(qū)分為環(huán)狀潔 凈結(jié)晶區(qū)5和中心的犧牲結(jié)晶6區(qū)，對(duì)于環(huán)狀潔凈結(jié)晶區(qū)5來講，其外環(huán)與大面積的周向低 冷模板2接觸，快速放熱，內(nèi)環(huán)與環(huán)狀高熱保溫層3接觸，環(huán)狀高熱保溫層內(nèi)的犧牲結(jié)晶區(qū) 散熱又極為緩慢，所以內(nèi)環(huán)附近的溫度極高，自然形成自外環(huán)向內(nèi)環(huán)方向凝固的定向結(jié)晶， 在液態(tài)金屬凝固形成晶體的過程中將液態(tài)金屬內(nèi)的夾雜物和偏析物往環(huán)狀高熱保溫層3 方向趕，液態(tài)金屬內(nèi)絕大部分的夾雜物和偏析物在液態(tài)金屬定向凝固后最后都富集在與環(huán) 狀高熱保溫層接觸的部分形成雜質(zhì)區(qū)7，這就很容易用火焰或其他加工的方法將富集的合 金偏析物、夾雜物去除，從而實(shí)現(xiàn)了鑄錠內(nèi)部偏析物、夾雜物轉(zhuǎn)移、清除，達(dá)到了凈化鑄錠之 目的。犧牲結(jié)晶區(qū)6內(nèi)的液態(tài)金屬最后凝同，所起到作用主要是克服環(huán)狀潔凈結(jié)晶區(qū)內(nèi)液 態(tài)金屬凝固過程中產(chǎn)生的巨大應(yīng)力對(duì)環(huán)狀高熱保溫層的傷害，保證環(huán)狀高熱保溫層內(nèi)外力的平衡，同時(shí)犧牲結(jié)晶區(qū)保證了高熱保溫層處的高熱性，使環(huán)狀部分金屬凝固更具定向凝 固特性。凝固結(jié)束以后，將犧牲結(jié)晶區(qū)的金屬柱抽出，便形成環(huán)狀金屬錠，然后將富集在內(nèi) 表面附近的富集合金偏析物、夾雜物的雜質(zhì)區(qū)7去除，就得到潔凈的環(huán)狀、管狀、套狀坯。圖 中箭頭所指的方向?yàn)槎ㄏ蚪Y(jié)晶的方向。
權(quán)利要求1.一種環(huán)形潔凈金屬鑄模，包括帶內(nèi)澆孔的鑄模本體和設(shè)置在鑄模本體上的保溫冒， 其特征在于所述鑄模本體包括低冷底模板和與低冷底模板連接的周向低冷模板，所述周 向低冷模板內(nèi)設(shè)置環(huán)狀高熱保溫層，所述周向低冷模板與環(huán)狀高熱保溫層之間形成環(huán)狀潔 凈結(jié)晶區(qū)，環(huán)狀高熱保溫層內(nèi)部形成犧牲結(jié)晶區(qū)。
2.如權(quán)利要求1所述的環(huán)形潔凈金屬鑄模，其特征在于所述低冷底模板為水冷模板。
3.如權(quán)利要求1或2所述的環(huán)形潔凈金屬鑄模，其特征在于所述周向低冷模板為水 冷模板。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種環(huán)形潔凈金屬鑄模，包括鑄模本體，所述鑄模本體包括低冷底模板和與低冷底模板連接的周向低冷模板，所述周向低冷模板內(nèi)設(shè)置環(huán)狀高熱保溫層，所述周向低冷模板與環(huán)狀高熱保溫層之間形成環(huán)狀潔凈結(jié)晶區(qū)，環(huán)狀高熱保溫層內(nèi)部形成犧牲結(jié)晶區(qū)。由于本實(shí)用新型內(nèi)環(huán)狀潔凈結(jié)晶區(qū)外環(huán)與大面積的周向低冷模板接觸，快速放熱，內(nèi)環(huán)與環(huán)狀高熱保溫層接觸，散熱又極為緩慢，形成定向結(jié)晶，液態(tài)金屬內(nèi)絕大部分的夾雜物和偏析物在液態(tài)金屬定向凝固后最后都富集在與環(huán)狀高熱保溫層接觸的部分，這就很容易將富集的合金偏析物、夾雜物去除，達(dá)到了凈化鑄錠之目的。
文檔編號(hào)B22D7/04GK201823897SQ20102058688
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月26日
發(fā)明者曹國超, 朱書成, 王希彬 申請(qǐng)人:西峽龍成特種材料有限公司