一种内凸式铸钢模的制作方法

[0001]
本发明属于模具铸造技术的领域，具体涉及一种内凸式铸钢模。


背景技术：

[0002]
传统的铸钢模一般为四边形以上的多边形，这种铸钢模存在两大问题：一是这种钢锭模的比表面积较小，即钢液在凝固过程中传热面积较小，钢液的冷却速度较慢，凝固时间过长，容易造成钢锭中心部位成分偏析，产生疏松，缩孔等冶金缺陷；二是这种钢锭模中心距钢锭模内表面较远，对钢液中心的冷却效果较差，也容易造成上述冶金缺陷。
[0003]
传统的钢锭模由于以上两大缺陷很难铸造出高质量的钢锭，只能用后续加工工艺来改善钢材质量，浪费大量资源。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种内凸式铸钢模，用于解决钢锭冷却面积小、冷却速度慢、凝固时间长的问题。
[0005]
本发明采用如下技术方案：
[0006]
本发明的一种内凸式铸钢模，包括模体、外梅瓣、内梅瓣、外模壁、内模壁。
[0007]
所述内凸式铸钢模由模体和在模体中部开设的腔体两部分构成，腔体上下贯穿整个模体，腔体的截面形状为梅花瓣状。
[0008]
所述的梅花瓣状为由若干组外梅瓣的凸状部分和内梅瓣的凹状部分交替形成。
[0009]
梅花瓣状6组外梅瓣的凸状部分和内梅瓣的凹状部分组成。1组为1个外梅瓣的凸状部分和内梅瓣的凹状部分组成。
[0010]
模体包括外模壁和内模壁，外模壁为6边形状，内模壁的截面为梅花瓣状。
[0011]
本发明的有益效果：
[0012]
由于模内具有内凸梅花形的凸状部分布，它比起其他同体积铸钢模的表面积要增大大约30％，传热的效率也同步提高，这对于钢液凝固过程过冷量的供应极关重要，可以快速提供凝固所需的过冷量，从而促进晶坯快速生长，达到结晶速度快，晶粒细化的作用，从而改善钢材的机械性能。
[0013]
内凸梅花形的凸状部分，使钢锭模中心距钢锭模内壁的距离缩短，中心部位的冷却条件比传统的钢锭模大为改善。这种结构可以极大减少中心疏松、缩孔、偏析等多种冶金缺陷，改善和提高钢锭的质量。
附图说明
[0014]
图1为本发明的内凸式铸钢模的正面示意图；
[0015]
图2为本发明的内凸式铸钢模的侧面示意图；
[0016]
图3为本发明的内凸式铸钢模的俯视图；
[0017]
图4为本发明的内凸式铸钢模的产品内部金相图。
[0018]
图中：1-模体、2-外梅瓣、3-内梅瓣、4-外模壁、5-内模壁。
具体实施方式
[0019]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0020]
偏析：合金中各组成元素在凝固过程中形成的分布不均匀现象
[0021]
如图1、图2所示，本发明的一种内凸式铸钢模，包括模体1、外梅瓣2、内梅瓣3、外模壁4、内模壁5。
[0022]
所述内凸式铸钢模由模体1和在模体1中部开设的腔体两部分构成，腔体上下贯穿整个模体1，腔体的截面形状为梅花瓣状。
[0023]
所述的梅花瓣状为由若干组外梅瓣2的凸状部分和内梅瓣3的凹状部分交替形成。
[0024]
两相对(对称)凸状部分的外梅瓣2的顶点距离为d
1
。d
1
为450mm
---
550mm。
[0025]
两相对(对称)凹状部分的内梅瓣3的顶点距离为d。d为550mm—700mm。
[0026]
模体1的高度为h。h为1600mm—1800mm。
[0027]
如图3所示，梅花瓣状为10组外梅瓣的凸状部分和内梅瓣3的凹状部分组成。
[0028]
如图3所示，模体1包括外模壁4和内模壁5，外模壁4为6边形状，内模壁5的截面为梅花瓣状。
[0029]
实施例
[0030]
根据本发明的基本原理，设计制造了5吨的钢锭模，用这种钢锭模生产的h13模具钢钢锭质量显著提高，见图4所示。图4是用内凸式铸钢模生产的钢锭的中心部位金相图。根据gb/t
---
1992标准，从图4中可以看到，用内凸式铸钢模铸造的5吨钢锭中心部位几乎看不到中心疏松，更没有缩孔这样严重的冶金缺陷，评级在1级以内。而用其他铸钢模铸造的同样重量(5吨)的普通钢锭模的中心部位的中心疏松在5级以外，缩孔就更严重了。钢锭越大，缩孔就越严重，这是冶金行业的共识。
[0031]
这是由于钢锭模的表面积大幅度增加以后，钢液从钢锭模表面获得的过冷度大幅提高，初生晶坯的生长速度技术加快，导致凝固速度也迅速加快；同时，由于内凸状部分距钢液中心的距离缩短，钢液中心凝固所获得的冷量比其它钢锭模要快得多，从而避免了中心部位凝固时间太长而容易形成缩孔和疏松等冶金缺陷。
[0032]
本发明采用了内凸式铸钢模结构，这种波浪状起伏的内表面加大了钢锭模内表面积和减小钢锭模中心距，强化了钢锭模在凝固过程中对钢液的冷却效果，使钢液获得足够多的过冷度，促进初生晶坯快速增长，达到了细化晶粒，减少偏析，中心疏松，缩孔等冶金缺陷的目的。
[0033]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

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