一種高性能的球墨鑄鐵卷筒的鑄造系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種高性能的球墨鑄鐵卷筒的鑄造系統，包括卷筒模樣、澆鑄系統模樣、型殼、無規共聚聚丙烯塑料環、能夠密閉的第一箱體、上升液管、真空抽吸管、填砂、能夠密閉的第二箱體、用于盛裝鐵水的開口容器；該鑄造系統產出的球墨鑄鐵卷筒具有較高的綜合性能，尤其是較高的強度和較高的韌性，且能夠適用于大型或超大型起重設備、旋挖鉆以及卷揚減速機。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及工程設備
，尤其是涉及一種高性能的球墨鑄鐵卷筒的鑄造系統。
技術介紹
卷筒是大型起重設備、旋挖鉆和卷揚減速機的關鍵零部件之一，由于承重的鋼絲繩直接纏繞在卷筒上，卷筒直接承受起吊載荷，其質量優劣對起重設備、旋挖鉆和卷揚減速機的安全運行有著至關重要的影響。隨著現代工程的發展趨向大型化，工程機械行業大型或超大型起重設備、鉆孔設備和卷揚減速機的應用越來越廣泛，起吊的重量和揚程均大幅度增加。例如：超大型起重設備的起吊重量已達到幾千噸；超大型卷揚機的揚程達到了數百米。因此，對卷筒的材質及其制備方法提出了更高的要求。目前，采用普通球墨鑄鐵制造的卷筒，與結構鋼焊接加工卷筒相比，抗拉強度、延伸率等一系列力學性能指標偏低，因此在高負荷、高沖擊等惡劣工況下使用卷筒時，易發生脆性裂紋、繩槽磨損等失效，造成安全隱患，嚴重制約了卷筒在大型或超大型工程機械行業的推廣應用。為了提高卷筒使用的使用性能和安全性能，近年來國內開始研究高性能球墨鑄鐵卷筒。專利號為CN1900340的中國專利公開了一種鑄態高強度高伸長率球墨鑄鐵材料，該專利各組分及其重量百分比為：C 3.5～3.8％，Si 2.6～3.1％，Mn≤0.3％，S≤0.03％，P≤0.05％，余量為Fe。其鑄件的力學性能為抗拉強度σb≥480MPa，屈服強度σ0.2≥310MPa，延伸率δ≥20％，布式硬度HB在150-200，鑄件的金相組織基體為鐵素體≥85％，滲碳體≤3％，磷共晶≤1％；該專利公布的球墨鑄鐵強度略低，不能滿足高性能卷筒的應用技術指標。專利號為CN101603142的中國專利公開了一種高強度高韌性球墨鑄鐵鑄件及其制備方法，該專利各組分及其重量百分比為：C 3.6～3.8％，Si 2.4～2.8％，Mn 0.8～0.9％，Cu 0.5～0.6％，Cr 0.1～0.2％，S≤0.02％，P≤0.07％，余 量為Fe。其鑄件的力學性能為抗拉強度≥590MPa，屈服強度≥380MPa，延伸率≥8％；該鑄件的錳、銅含量偏高，導致以延伸率為主力學性能指標偏低。專利號為CN102747268B的中國專利公開了一種高強度、高塑性球墨鑄鐵及其制造方法，該專利各組分及其重量百分比為：C 3.4～3.8％，Si 2.3～2.7％，Mn 0.3～0.5％，Cu 0.3～0.5％，Cr 0.02～0.10％，S≤0.03％，P≤0.04％，Sb 0.001～0.005％，Mg 0.03～0.06％，Re 0.001～0.003％，余量為Fe；其鑄件的基體組織由一定比例含量的鐵素體和珠光體組成，具有較高強度和較高的伸長率，可以滿足重型載重汽車驅動橋橋殼、支架類鑄件的使用要求。該鑄件的基體含有碳化物生成元素Cr，同時基體中含有大量的珠光體組織，因此鑄件的延伸率偏低。因此，如何提供一種具有高性能的，尤其是高強度高韌性的，且適用于大型或超大型起重設備、旋挖鉆以及卷揚減速機的球墨鑄鐵卷筒是目前本領域技術人員亟需解決的技術問題。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種高性能的球墨鑄鐵卷筒的鑄造系統，該鑄造系統產出的球墨鑄鐵卷筒具有較高的綜合性能，尤其是較高的強度和較高的韌性，且能夠適用于大型或超大型起重設備、旋挖鉆以及卷揚減速機。為解決上述的技術問題，本技術提供的技術方案為：一種高性能的球墨鑄鐵卷筒的鑄造系統，所述卷筒包括空心筒狀的卷筒本體、上擋盤、下擋盤以及位于卷筒本體一端內側的楔子孔部，包括卷筒模樣、澆道系統模樣、型殼、無規共聚聚丙烯塑料環、能夠密閉的第一箱體、上升液管、真空抽吸管、填砂、能夠密閉的第二箱體、用于盛裝鐵水的開口容器；所述卷筒模樣包括上模樣與下模樣，所述上模樣與所述下模樣的粘結拼接面重合于所述卷筒本體的徑向截面且穿過所述楔子孔部的下外側面；所述上模樣、下模樣以及澆道系統模樣為注塑成型的無規共聚聚丙烯塑料材質；所述型殼為所述上模樣的型殼，所述型殼的下環狀端面為用于使得鐵水流入的開 口；所述下模樣的上環狀端面與所述無規共聚聚丙烯塑料環的下環狀端面粘結連接，且所述無規共聚聚丙烯塑料環的上環狀端面插入所述型殼的環狀開口中，且使得所述下模樣的上環狀端面與所述型殼的下環狀端面無縫隙拼接以將所述下模樣與所述型殼拼接成一體件用于鑄造卷筒；所述下模樣與所述澆道系統模樣通過粘結連接成一體，所述澆道系統模樣粘結在所述下模樣的底面上，以得到包括所述下模樣、型殼以及澆道系統模樣的模樣一體件；所述模樣一體件以立式放置于所述第一箱體內；所述上升液管穿過且固定在所述第一箱體的下箱底上，所述澆道系統模樣的自由端下端面與所述上升液管的上端開口對接，且所述澆道系統模樣的自由端下端面完全遮蓋所述上升液管的上端開口，所述上升液管與所述第一箱體下箱底的連接處為密封連接；所述真空抽吸管穿過且固定在所述第一箱體的側箱壁上，所述真空抽吸管的一端與所述模樣一體件間隔一定距離，所述真空抽吸管的另一端露在所述第一箱體的外面且與真空系統連通，所述真空抽吸管與所述第一箱體側箱壁的連接處為密封連接；所述填砂壓緊充實在所述第一箱體內的剩余空間以得到砂型；所述開口容器放置在一個密閉的第二箱體內，且所述上升液管的下端穿過所述第二箱體的頂箱蓋浸入所述開口容器中的鐵水中，所述上升液管與所述第二箱體的連接處為密封連接；所述第二箱體的箱壁上設置有帶壓氣體入口，所述帶壓氣體入口與帶壓氣體氣源連通。優選的，還包括設置于所述模樣一體件的外圍以環繞所述模樣一體件的方式從上到下鋪設的多個冷卻盤管，每個所述冷卻盤管具有各自獨立的進口與出口，每個所述冷卻盤管與所述模樣一體件外壁的間距大小可以調節以控制鐵水的凝固過程。優選的，還包括設置于所述模樣一體件的內部空心處從上到下鋪設的多個冷卻盤管，每個冷卻盤管具有各自獨立的進口與出口，每個所述冷卻盤管與所述模樣一體件內 壁的間距大小可以調節以控制鐵水的凝固過程。本技術提供了一種高性能的球墨鑄鐵卷筒的鑄造系統，以傳統砂型鑄造系統為基礎，并在該基礎上進行了多處改進，本技術具有以下有益的技術效果：1)原本砂型鑄造中，卷筒模樣多采用木模，制好砂型后，還要取出木模，為了取出木模，需要做一些專門的設計，例如：砂型至少為兩層以利于后期取出木模，木模需要制作起模斜度以方便后期取出木模，等等，鑄造成型后，還要機加工去除鑄件上的起模斜度，費時費力，增加了生產成本，降低了生產效率，為此，本技術采用塑料模樣，由于塑料模樣在接觸到高溫的鐵水的時候很容易氣化，變成氣體被真空系統抽走，只留下一個與卷筒結構外形相似的砂型型腔，因此，本技術中，砂型不用設置分型面，整個砂箱是一個完整的砂箱，也不用設置起模斜度，也不用設置對應于卷筒本體的空心腔處的型芯等等，將上述的模樣一體件直接埋在填砂中就可以，省時省力，節省成本，提高了效率。2)本技術采用注塑成型，強調采用非泡沫成型工藝，成型后得到的模樣比泡沫塑料具有更高的密度與強度，可以承受后面壓實填砂的過程中較大的壓實力，而不至于使得上模樣、下模樣以及澆道系統模樣出現變形，而泡沫塑料在該壓實力下很容易變形。3)原本砂型鑄造中，楔子孔部的空心腔處需要放置一個型芯以澆鑄出該空心腔，由于該空心腔壁厚較大但空心內徑較小，使得該型芯的制作、定位安放很不方便，很容易就將該空心本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高性能的球墨鑄鐵卷筒的鑄造系統，所述卷筒包括空心筒狀的卷筒本體、上擋盤、下擋盤以及位于卷筒本體一端內側的楔子孔部，其特征在于，包括卷筒模樣、澆道系統模樣、型殼、無規共聚聚丙烯塑料環、能夠密閉的第一箱體、上升液管、真空抽吸管、填砂、能夠密閉的第二箱體、用于盛裝鐵水的開口容器；所述卷筒模樣包括上模樣與下模樣，所述上模樣與所述下模樣的粘結拼接面重合于所述卷筒本體的徑向截面且穿過所述楔子孔部的下外側面；所述上模樣、下模樣以及澆道系統模樣為注塑成型的無規共聚聚丙烯塑料材質；所述型殼為所述上模樣的型殼，所述型殼的下環狀端面為用于使得鐵水流入的開口；所述下模樣的上環狀端面與所述無規共聚聚丙烯塑料環的下環狀端面粘結連接，且所述無規共聚聚丙烯塑料環的上環狀端面插入所述型殼的環狀開口中，且使得所述下模樣的上環狀端面與所述型殼的下環狀端面無縫隙拼接以將所述下模樣與所述型殼拼接成一體件用于鑄造卷筒；所述下模樣與所述澆道系統模樣通過粘結連接成一體，所述澆道系統模樣粘結在所述下模樣的底面上，以得到包括所述下模樣、型殼以及澆道系統模樣的模樣一體件；所述模樣一體件以立式放置于所述第一箱體內；所述上升液管穿過且固定在所述第一箱體的下箱底上，所述澆道系統模樣的自由端下端面與所述上升液管的上端開口對接，且所述澆道系統模樣的自由端下端面完全遮蓋所述上升液管的上端開口，所述上升液管與所述第一箱體下箱底的連接處為密封連接；所述真空抽吸管穿過且固定在所述第一箱體的側箱壁上，所述真空抽吸管的一端與所述模樣一體件間隔一定距離，所述真空抽吸管的另一端露在所述第一箱體的外面且與真空系統連通，所述真空抽吸管與所述第一箱體側箱壁的連接處為密封連接；所述填砂壓緊充實在所述第一箱體內的剩余空間以得到砂型；所述開口容器放置在一個密閉的第二箱體內，且所述上升液管的下端穿過所述第二箱體的頂箱蓋浸入所述開口容器中的鐵水中，所述上升液管與所述第二箱體的連接處為密封連接；所述第二箱體的箱壁上設置有帶壓氣體入口，所述帶壓氣體入口與帶壓氣體氣源連通。...

【技術特征摘要】
1.一種高性能的球墨鑄鐵卷筒的鑄造系統，所述卷筒包括空心筒狀的卷筒本體、上擋盤、下擋盤以及位于卷筒本體一端內側的楔子孔部，其特征在于，包括卷筒模樣、澆道系統模樣、型殼、無規共聚聚丙烯塑料環、能夠密閉的第一箱體、上升液管、真空抽吸管、填砂、能夠密閉的第二箱體、用于盛裝鐵水的開口容器；所述卷筒模樣包括上模樣與下模樣，所述上模樣與所述下模樣的粘結拼接面重合于所述卷筒本體的徑向截面且穿過所述楔子孔部的下外側面；所述上模樣、下模樣以及澆道系統模樣為注塑成型的無規共聚聚丙烯塑料材質；所述型殼為所述上模樣的型殼，所述型殼的下環狀端面為用于使得鐵水流入的開口；所述下模樣的上環狀端面與所述無規共聚聚丙烯塑料環的下環狀端面粘結連接，且所述無規共聚聚丙烯塑料環的上環狀端面插入所述型殼的環狀開口中，且使得所述下模樣的上環狀端面與所述型殼的下環狀端面無縫隙拼接以將所述下模樣與所述型殼拼接成一體件用于鑄造卷筒；所述下模樣與所述澆道系統模樣通過粘結連接成一體，所述澆道系統模樣粘結在所述下模樣的底面上，以得到包括所述下模樣、型殼以及澆道系統模樣的模樣一體件；所述模樣一體件以立式放置于所述第一箱體內；所述上升液管穿過且固定在所述第一箱體的下箱底上，所述澆道系統模樣的自由端下端面與所述上升液管的上端開口對接，且所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉憲民，劉明亮，劉慶坤，周長猛，鞏傳海，張永，牛向明，
申請(專利權)人：山東匯豐鑄造科技股份有限公司，
類型：新型
國別省市：山東;37