垂直分型金属型铸造中纤维过滤网的安装方法.pdf

本发明的目的是提供在垂直分型金属型铸造中纤维过滤网的安装方法，方法简单可
靠，易于工业应用，可以显著地提高金属型铸造的铸件内在质量和表面质量，减少气孔、
夹渣、内铁豆等铸造缺陷，降低废品率和生产成本。

本发明的内容为两种在垂直分型金属型铸造中纤维过滤网的安装方法，一种是垂直于
分型面安装方法，另一种是平行于分型面安装方法。这两种纤维过滤网的安装方法都是将
纤维过滤网安装在金属型的浇注系统上，可安装在横浇道、直浇道、内浇道、直浇道窝等
浇注系统的组元上。

一般垂直分型的金属型分为左右半型，其中有一半型固定不动，称为定型，另一半型
可以开合运动，称为动型，在安装过滤网时，首先将这种柔性的纤维过滤网安放在定型上，
合型后利用动型将过滤网卡住或压住，从而使过滤网固定在安装位置。
1、平行于分型面安装

这种安装方法将过滤网平行于分型面放置而安装在的分型面上，如图1所示，图中定
型图1(1)、定型浇道图1(2)、纤维过滤网图1(3)、动型浇道图1(4)、动型图1(5)。

首先将安装过滤网的浇道做成非对称形状，即有一段浇道全部设置在定型上，而另一
段浇道全部设置在动型上，合型后这两段浇道有一搭接部分，过滤网安装在浇道搭接处，
浇入的金属液必须通过过滤网才能流入型腔，且定型浇道图1(2)的横截面积与动型浇道图
1(4)的横截面积相等。

由于金属液流通过过滤网时存在一定的阻力，搭接部分的面积应比浇道的横截面积
大，定型浇道和动型浇道搭接部分的面积为浇道的横截面积的3-4倍，即满足下式：

             A_搭接面/A_浇道＝3-4          (1)

式中A_搭接面—定型浇道和动型浇道搭接部分的面积；

    A_浇道—定型或动型浇道的截面积。

在安装纤维过滤网时，首先在开型状态将纤维过滤网用胶布粘结在定型的浇道搭接
处，或用螺钉挂接在定型上，使纤维过滤网完全封住浇道的搭接部分，要求过滤网比浇道
搭接面大，过滤网的边缘至浇道搭接面的边缘的距离大于10mm，然后合型。如图1所示的
合型状态，纤维过滤网图1(3)位于动型和定型之间，将浇道搭接部分完全封住，在浇注过程
中，金属液体必须经过纤维过滤网才能继续向前流动，从而起到过滤金属液体的作用。在
金属液体流过过滤网时，过滤网在液体金属的压力作用下会产生一定的弯曲变形，合型后
利用金属型的锁紧力将纤维过滤网紧紧地压住，只要过滤网的尺寸足够大，就能保证过滤
网在浇注过程中始终将浇道搭接面封住，从而起净化金属液的作用。
2、垂直于分型面安装

垂直于分型面纤维过滤网的安装方法见图2和图3所示。图2是垂直于分型面安装纤
维过滤网开型状态示意图，图3是垂直于分型面安装纤维过滤网合型状态示意图，图中定
型图2(1)、定型浇道图2(2)、纤维过滤网图2(3)、定型浇道图2(4)、动型图2(5)、金属
镶块图2(6)、过滤网插缝图2(7)、安装过滤网的加大浇道图2(8)、分型面图2(9)、过滤
网固定槽图2(10)。

图2和图3所示定型图2(1)和动型图2(5)上的浇道是对称设置的，由于金属液流通过
过滤网时存在一定的阻力，安装过滤网的浇道的截面积应相应地加大，加大部分浇道图2(8)
的截面积为原浇道的截面积的3-4倍，即满足下式：

         A_过滤网/A_浇道＝3-4              (2)

式中A_过滤网—安装过滤网的加大浇道图2(8)截面积；

    A_浇道—浇道的截面积。

对于截面为圆形的浇道上安装纤维过滤网的情况，按(1)式得出：

                 R/r＝1.73-2.0             (3)

式中R—安装过滤网浇道的横截面的半径：

    r—浇道的横截面的半径。

如图2所示，左边是定型图2(1)，右边是动型图2(5)，中间是纤维过滤网图2(3)。在
安装纤维过滤网图2(3)时，首先在定型图2(1)上利用金属镶块图2(6)或其它方法制备出一
个厚度为1-2mm的过滤网插缝图2(7)，动型上开出一厚度为10-15mm的过滤网固定槽图
2(10)，在开型状态，将过滤网的一端插入定型的过滤网插缝图2(7)中，然后合型，在合型
过程中过滤网另一端插入动型上过滤网固定槽图2(10)中，由于纤维过滤网是柔性的，当一
端插入定型的过滤网插缝时，另一端会产生一定的弯曲变形，因此动型上过滤网固定槽图
2(10)必须有足够的厚度(一般要求大于10mm)，以保证柔性的过滤网在合型过程中顺利地
插入过滤网固定槽图2(10)中。

如图3所示合型状态示意图，纤维过滤网图3(3)的一端插入定型图3(1)的过滤网插缝
图3(7)中，另一端插入动型图3(5)的过滤网固定槽图3(10)中，过滤网位于浇道的横断面
上，浇入的金属液体必须经过过滤网才能流入型腔，这样就起过滤金属液体的作用，在金
属液体流过过滤网时，过滤网在液体金属的压力作用下会产生弯曲变形，动型上过滤网固
定槽图3(10)的厚度不能太大，一般要求小于15mm，此外过滤网插入插缝图3(7)和固定槽
图3(10)必须有足够的深度，才能保证过滤网在浇注过程中始终封住浇道的横截面，起到过
滤金属液的作用。

在定型上制作厚度为1-2mm的过滤网安装缝隙是本发明的一个关键，本发明有三种制
备过滤网插缝图2(7)的方法，即用金属镶块、耐火材料镶块和镶铸方法制备过滤网插缝。

图2中所示是利用两块金属镶块制备此插缝，图4和图5分别是这两个镶块的示意图，
图4所示的镶块一与图5所示镶块二的基本形状相同，镶块一的两端有高度为1.5mm的凸
台，将这两块镶块叠放在一起利用过盈配合固定在定型上，就形成了厚度约1.5mm的过滤
网插缝图2(7)。

图6是应用耐火材料镶块制作过滤网插缝的示意图，图中定型图6(1)、定型浇道图
6(2)、过滤网插缝图6(7)、安装过滤网的加大浇道图6(8)、分型面图6(9)、耐火材料镶块
图6(10)。这种耐火材料镶块由耐火粘土、红石粉和石墨粉按照合适的比例配制而成。将耐
火粘土、红石粉和石墨粉按照2∶2∶1混合均匀，用水玻璃或水调和成糊膏状，填入图2
所示定型上安装金属镶块图2(6)的空腔中，用厚度为1mm的钢板，在填入此空腔的耐火泥
上扎出厚度为1-2mm的缝隙，自然干燥24小时，耐火泥固化后形成了厚度约1-2mm的过
滤网插缝。

图7是应用镶铸的方法在定型上制备出厚度为1-2mm的过滤网插缝的示意图，图中定
型图7(1)、定型浇道图7(3)、分型面图7(9)、浇注金属液体空腔图7(12)、砂芯图7(13)、
钢板图7(14)。用型砂将定型浇道图7(2)和部分加大的浇道图7(8)封住，形成砂芯图
7(13)，砂芯图7(13)、定型图7(1)和厚度为1mm的钢板图7(14)之间形成了一空腔图7(12)。
镶铸时将定型水平放置，分型面向上，向空腔图7(12)中浇入金属液，要求浇入的金属液与
定型的化学成分相同或相近，待浇入的金属液刚刚凝固，拔出钢板图7(14)，除去砂芯，就
形成厚度约为1mm的过滤网安装缝隙。

本发明解决了在垂直分型金属型铸造中难以安装纤维过滤网的问题，使纤维过滤网垂
直分型金属型铸造中得到应用，显著地提高金属型铸造的铸件内在质量和表面质量，减少
气孔、夹渣、内铁豆等铸造缺陷，降低废品率，提高产品的合格率，且纤维过滤网成本低，
因此在垂直分型金属型铸造中应用纤维过滤网可以降低生产成本。本发明的纤维过滤网的
安装方法，操作方法简单易行，安全可靠，容易在工业生产中广泛应用，可适用于有色金
属和黑色金属的金属型铸造生产中，本发明的方法在金属型铸造球墨铸铁铸件中应用，使
铸件的废品率由30-40％降低为5-8％，使用效果显著。