一种用于异型铸管离心铸造的装置及铸造方法

本发明涉及金属铸造，具体为一种用于异型铸管离心铸造的装置及铸造方法。

背景技术：

1、离心铸管是一种利用离心力进行铸造的方法，其主要原理是将熔融金属倒入旋转的模具中，通过离心力使金属液沿模具壁移动，从而形成所需的铸件。离心铸管技术通常包括以下几个方面：模具设计：采用适当材料制造旋转模具，模具的形状和材质直接影响铸管的质量和生产效率；模具的内壁可以设计成光滑或有特定的纹理，以影响铸管的结构和性能。金属熔炼：选择合适的金属合金，并在高温炉中熔炼；常用的材料包括铸铁、铸铝、铜等，熔炼过程中需要控制温度和化学成分，以保证铸件质量。离心铸造设备：设备主要用于产生旋转运动，可以分为水平离心铸造和垂直离心铸造，具体选择取决于铸管的规格和应用需求。铸造工艺：包括熔融金属的倒入速度、旋转速度、冷却方式等，合理的工艺参数能够有效改善铸管的组织结构和力学性能。后处理技术：铸造完成后，铸管可能需要进行热处理、机械加工、表面处理等后处理工艺，以提高其性能和耐用性。质量控制：整个过程中需进行严格的质量检验，包括外观检查、尺寸测量、物理性能测试等，以确保铸管符合设计要求和使用标准。

2、离心铸管技术优点包括：①几乎不存在浇注系统和冒口系统的金属消耗，提高工艺出品率；②生产中空铸件时可不用型芯，故在生产长管形铸件时可大幅度地改善金属充型能力，降低铸件壁厚对长度或直径的比值，简化套筒和管类铸件的生产过程；③铸件致密度高，气孔、夹渣等缺陷少，力学性能高；④便于制造筒、套类复合金属铸件，如钢背铜套、双金属轧辊等；成形铸件时，可借离心运动提高金属的充型能力，故可生产薄壁铸件。

3、离心铸管技术缺点包括：①用于生产异形铸件时有一定的局限性；②铸件内孔直径不准确，内孔表面比较粗糙，质量较差，加工余量大；③铸件易产生比重偏析，因此不适合于合金易产生比重偏析的铸件(如铅青铜)，尤其不适合于铸造杂质比重大于金属液的合金。

4、目前离心铸管技术已达到相应成熟阶段，但是在对于一些异型铸管(如图1所示)的离心铸造方面还存在较大问题：例如在离心过程中因金属液快速冷却热胀冷缩而导致裂纹的产生甚至造成铸件断裂。

技术实现思路

1、为解决现有技术存在的问题，本发明的主要目的是提出一种用于异型铸管离心铸造的装置及铸造方法。

2、为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：

3、一种用于异型铸管离心铸造的装置，所述装置包括外管、位于外管两端的端盖、设置于外管内的模具，所述模具包括模筒，在模筒内壁具有棱褶的部位沿内壁周向分布设置有弹簧楔块。

4、作为本发明所述的一种用于异型铸管离心铸造的装置的优选方案，其中：所述外管与模具的模筒通过连接件实现连接固定。

5、作为本发明所述的一种用于异型铸管离心铸造的装置的优选方案，其中：弹簧楔块固定到模筒内部，与模具组合为一体。

6、作为本发明所述的一种用于异型铸管离心铸造的装置的优选方案，其中：弹簧楔块由弹簧和楔块组成，楔块的两个端部，分别记为大端部和小端部，小端部通过弹簧与模筒内壁连接。

7、作为本发明所述的一种用于异型铸管离心铸造的装置的优选方案，其中：每个楔块的大端部相对于小端部更远离铸管轴向中心。

8、作为本发明所述的一种用于异型铸管离心铸造的装置的优选方案，其中：在至少一侧端盖上设置有浇铸口。

9、为解决上述技术问题，根据本发明的另一个方面，本发明提供了如下技术方案：

10、一种异型铸管离心铸造的方法，采用上述的用于异型铸管离心铸造的装置，包括如下步骤：

11、s1、将金属液倒入模具腔体内部后，将腔体进行封闭；

12、s2、通过外力进行模具旋转，借助离心力实现离心铸造。

13、作为本发明所述的一种异型铸管离心铸造的方法的优选方案，其中：所述步骤s1中，根据异型铸管的结构更换不同的模具。

14、作为本发明所述的一种异型铸管离心铸造的方法的优选方案，其中：所述步骤s2中，在浇铸完离心过程中，受热胀冷缩影响铸管会向铸管轴向中心收缩，在棱褶部位会受力变形甚至断裂，通过模筒内壁设置的弹簧楔块的弹簧实现弹簧楔块在一定小范围距离内的移动，吸收使棱褶部位受力变形甚至断裂的力。

15、本发明的有益效果如下：

16、本发明提出一种用于异型铸管离心铸造的装置及铸造方法，所述装置包括外管、位于外管两端的端盖、设置于外管内的模具，所述模具包括模筒，在模筒内壁具有棱褶的部位沿内壁周向分布设置有弹簧楔块。在浇铸完离心过程中，受热胀冷缩影响铸管会向铸管轴向中心收缩，在棱褶部位会受力变形甚至断裂，通过模筒内壁设置的弹簧楔块的弹簧实现弹簧楔块在一定小范围距离内的移动，吸收使棱褶部位受力变形甚至断裂的力，改善了棱褶部位的受力情况，制备得到完整的异型铸管，减少裂纹的产生并避免铸管断裂。

1.一种用于异型铸管离心铸造的装置，其特征在于，所述装置包括外管、位于外管两端的端盖、设置于外管内的模具，所述模具包括模筒，在模筒内壁具有棱褶的部位沿内壁周向分布设置有弹簧楔块。

2.根据权利要求1所述的用于异型铸管离心铸造的装置，其特征在于，所述外管与模具的模筒通过连接件实现连接固定。

3.根据权利要求1所述的用于异型铸管离心铸造的装置，其特征在于，弹簧楔块固定到模筒内部，与模具组合为一体。

4.根据权利要求1所述的用于异型铸管离心铸造的装置，其特征在于，弹簧楔块由弹簧和楔块组成，楔块的两个端部，分别记为大端部和小端部，小端部通过弹簧与模筒内壁连接。

5.根据权利要求4所述的用于异型铸管离心铸造的装置，其特征在于，每个楔块的大端部相对于小端部更远离铸管轴向中心。

6.根据权利要求1所述的用于异型铸管离心铸造的装置，其特征在于，在至少一侧端盖上设置有浇铸口。

7.一种异型铸管离心铸造的方法，其特征在于，采用权利要求1-6任一项所述的用于异型铸管离心铸造的装置，包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的异型铸管离心铸造的方法，其特征在于，所述步骤s1中，根据异型铸管的结构更换不同的模具。

9.根据权利要求7所述的异型铸管离心铸造的方法，其特征在于，所述步骤s2中，在浇铸完离心过程中，受热胀冷缩影响铸管会向铸管轴向中心收缩，在棱褶部位会受力变形甚至断裂，通过模筒内壁设置的弹簧楔块的弹簧实现弹簧楔块在一定小范围距离内的移动，吸收使棱褶部位受力变形甚至断裂的力。