白口铸铁衬板以及白口铸铁衬板的制造方法

摘要

本发明涉及一种白口铸铁衬板(10)以及一种用于制造这种白口铸铁衬板(10)的方法，该白口铸铁衬板(10)用以给槽状容器的内壁加衬。所述白口铸铁衬板(10)具有一个用于将衬板固定在内壁上的孔口(12)，在孔口的周壁铸有圆螺纹。

说明书

本发明涉及一种白口铸铁衬板(Hartguss-Kachel)，用以给槽状容器的内壁加衬，特别是给混凝土搅拌机的混合槽的内壁加衬。所述衬板具有一个用于将衬板固定在内壁上的孔口，在孔口的周壁铸有螺纹。另外，本发明还涉及一种用于制造这种白口铸铁衬板的方法。

采用这种类型的衬板，通过一耐磨的衬里来保护混合槽内壁上承受强磨损的地方。通常，这种比一般钢板耐磨得多的衬板只是加装在内壁上受磨损大的地方，而不是在整个内壁上。这样就可以使混合槽的内壁基本上均匀地磨损。为了达到这个目的，白口铸铁被证明是制造这种衬板的合适材料，白口铸铁是一种只能通过磨削加工的坚硬的脆性材料。

根据现有技术，为了将白口铸铁衬板固定到混合槽壁上，在衬板中设置一个孔口，一个用于将衬板固定到混合槽内壁上的固定元件，例如一个螺栓，穿过该孔口，这个固定元件则又通过旋拧而紧固到内壁上。固定元件在其面向混合槽内面的一端具有一个横截面加大的头部。相应地，形成在衬板中的孔口也是阶梯形状的，其与固定元件头部的形状相一致。对于这种固定方式，特别不利的是，一旦固定元件的端头被磨掉，这种连接方式就不存在了。然而由于端头的厚度总是比衬板的厚度小，所以衬板在尚未被完全磨损之前就会从混合槽壁上掉下来。

为延长这种白口铸铁衬板的使用寿命，人们希望它能够尽可能被一直使用到其表面一处或多处被彻底磨损。为了达到这个目的，尝试通过如下方式将白口铸铁衬板固定到混合槽壁上：在各个白口铸铁衬板中设置一个带有螺纹的孔口，将一固定在外壁上的固定元件拧进孔口的螺纹中。这样可以使衬板一直贴靠在槽壁上，直到螺纹的最后一、两个螺纹牙被磨掉为止。然而，在这种白口铸铁衬板上加工螺纹极其困难。考虑到白口铸铁的坚硬性和脆性，这种材料只能进行磨削加工，因而螺纹不能通过机械成型加工，例如车削或铣削，的方法来制造，而只能在白口铸铁衬板的铸造过程中产生。

一般地，为了固定工件，使用具有尖的螺纹牙型的螺栓或者螺母，例如ISO公制的齿形角为60度的螺纹。设有这种固定螺纹的螺栓和螺母可以将构件牢固地相互卡紧。采用具有小的螺旋升角和大的齿形角的尖角螺纹，可以在内、外螺纹之间产生较大的摩擦力，使得连接难以自动松脱。但这种螺纹通常不是通过铸造的方法进行加工的，而是通过其他成型工艺制在工件上，例如车削、切削、钻削或铣削。而这些成型工艺并不适合于极其坚硬和脆性的材料，例如白口铸铁。

先前通过浇铸方法加工螺纹的尝试被证明是不能让人满意的。在使用陶瓷模具及模芯来成型螺纹时，由于在铸造过程中产生的大量气泡而使得对于螺纹所要求的铸件表面规则性和复制成型精确性不可能达到。对于使用石英砂模具的情况，在铸造白口铸铁衬板之前，需要给石英砂模具配以一种合适的铸型涂料层(Schlichte)，铸成的螺纹必须进行再加工，因为它达不到所期望的光整度。白口铸铁只能被磨削加工，而这是一个非常复杂的过程，所以很不合算。

最终这些尝试的结果是，现有技术又重新回到刚开始提到的那种将白口铸铁衬板固定到容器壁上的解决方案来。

本发明的目的在于，提供一种改进了的、铸有螺纹的白口铸铁衬板，以便将其固定在一槽状容器上，以及提供一种用于制造该白口铸铁衬板的方法。

根据本发明，为实现上述目的，给出一种上述类型的白口铸铁衬板，其中，螺纹设计成圆螺纹。

圆螺纹的使用是已知的，特别是在传动技术领域。例如圆螺纹用于线性传动的传动轴，与尖角螺纹相比，圆螺纹在内、外螺纹之间具有较小的摩擦力，因而移动非常轻便。由于圆螺纹的摩擦力较小和移动非常轻便的特点，其不适合用于将一个工件永久地固定到另外一个工件上面，特别是当该螺纹连续遭受强烈且波动的载荷的时候，例如象混凝土搅拌机工作时一直产生的振动那样。在振动的影响下螺纹连接会产生逐渐松脱的危险。意想不到的是，浇铸的圆螺纹却能够保证将衬板长期稳定地固定在混合槽的内壁上。

使用圆螺纹可以容许内螺纹和被拧进的外螺纹之间存在相对较大的偏差。这大大方便了螺纹的铸造。没有了尖边，就意味着模型、底模(母模，Negativ-Gussform)和铸件的制作相对于其他类型的螺纹要简单得多。结果是，圆螺纹的铸造可以省去很多复杂和高花费的步骤，特别是再加工这一步骤。因而有可能以一种有效率和竞争力的方式来制造白口铸铁衬板，它与现用的白口铸铁衬板相比另有一个附加的磨损储备量。

在本发明的用于制造白口铸铁衬板的方法中，规定，衬板的底模中至少用于构造孔口的那一部分是由锆砂制成的，并且成形有圆螺纹。据以制造衬板的铸造方法本身可以是现有技术中已知的一种方法。其中通过使型砂或陶瓷材料制成的底模失模来铸造铸件的方法是特别合适的。

制作铸造的尖角螺纹时必须尽量形成一尽可能光滑的表面，而使用本发明的圆螺纹则可以接受一粗糙得多的表面。这表明对于铸型涂料层的要求显著降低。研究发现，使用锆砂作为底模的模制材料，甚至可以完全不要铸型涂料层。通过省去铸型涂料层获得的一个重要的优点在于，铸造过程中底模可以保持一定的透气性。这样，在铸造衬板时被释放出来的、例如所使用的铸造材料中含有的气体或者是未彻底从铸造模具中排出的气体可通过铸造模具的模制材料的孔隙逸出。这就减小了由于在相对不透气的铸型涂料层表面形成气泡(所谓的缩孔)而导致铸造衬板上有缺陷的风险。

研究发现，如果用来制作底模的锆砂的粒径小于0.2mm的话，即便不使用铸型涂料层也可以得到一个足够光滑的圆螺纹表面。

下面借助附图所示的实施例对本发明进行更详细的描述。其中：

图1示出了本发明的一个具有一圆螺纹的孔口的白口铸铁衬板的剖视图；

图2示出了本发明的用于制作图1中白口铸铁衬板的底模的剖视图。

图1示出了一白口铸铁衬板10的剖视图，该白口铸铁衬板10用以给槽状容器的内壁加衬，特别是给混凝土搅拌机的混合槽的内壁加衬。为了将白口铸铁衬板10固定到内壁上，其设有一个同心的孔口12。在孔口12的圆柱形壁上设有圆螺纹14。在图1示出的白口铸铁衬板10中，孔口12和圆螺纹14穿透了白口铸铁衬板10的整个厚度d。为了将白口铸铁衬板固定在混合槽的内壁上，例如通过一设置有相应圆螺纹的螺栓从外部穿进混合槽壁的一个相应的开口，并与衬板10拧紧，从而，衬板10以其背面R与混合槽的内壁紧紧地贴合在一起。理想的是，用于进行固定的螺栓具有这样的长度，即，在衬板被牢牢固定住的情况下，螺栓的末端与衬板内壁I齐平。当然，不同于图1中的结构设计，也可以设想，使孔口12从衬板10的背面R出发仅仅延伸衬板10厚度d的一部分，也就是说只形成凹坑，不形成穿透。

衬板10由白口铸铁制成。白口铸铁是一种十分坚硬和脆性的材料，其只能通过磨削加工。另外，白口铸铁具有很高的抗磨性，正是基于这个原因，用它作为承受强磨损的部件的衬里。该部件例如是混凝土搅拌机的内壁，混凝土搅拌过程中混合料引起的磨损作用对混凝土搅拌机内壁的耐磨性要求很高。

为了将白口铸铁衬板10固定到混合槽内壁上，孔口12的圆柱形壁上铸有一圆螺纹。考虑到白口铸铁的坚硬性和脆性，白口铸铁工件中的这种螺纹不太可能进行铣削、切削或车削，而必须在白口铸铁衬板的铸造过程中产生。

图2示出了底模20中用于铸造图1所示的白口铸铁衬板的一部分剖视图。在图2中示出的该部分具有一个同心的突起22，其用来形成白口铸铁衬板10中的孔口12。该突起从底模20的壁24出发凸伸一长度d，壁24用以构成白口铸铁衬板的背面R。突起22的圆柱形侧壁上设有一反向圆螺纹(Negativ-Rundgewinde)2 6，该反向圆螺纹用来形成白口铸铁衬板10上的圆螺纹。

采用粒径小于0.2mm的锆砂作为模制材料来制作底模20。使用这种模制材料可以在铸造时形成足够光滑的表面，以便形成可以旋拧的圆螺纹，并且底模在铸造前不必用铸型涂料涂层。省去底模的铸型涂料层，可以在铸件表面粗糙度保持于容许范围的情况下提高铸造方法的可靠性，这是因为，在工件铸造时释放出的气体可以通过底模的孔隙逸出。