[发明专利]一种非固态模锻磨球的装置及方法

说明书

本发明公开一种非固态模锻磨球的装置及方法，包括：机架，机架包括主体和活动横梁，活动横梁可活动地设置于主体上；油缸组件包括由上而下依次设置于主体上的主缸和下缸，主缸与活动横梁的顶端连接，活动横梁的底端安装有挤压缸；模具组件包括上半模和设置于上半模底部的下半模，上半模的中心安装有料筒，料筒内设有下压头，下缸贯穿下半模的中心并与下压头连接，挤压缸连接有上压头，上半模具有多个环绕上半模中心周向分布的上半球坑，下半模具有多个环绕下半模中心周向分布的下半球坑。本发明制备的磨球内部组织致密，无缩孔和缩松，高硬度与高韧性兼备，磨耗和破碎率双低，并且耐磨性强。

技术领域

本发明涉及利用非固态模锻技术制备零缺陷磨球的技术领域，特别是涉及一种非固态模锻磨球的装置及方法。

背景技术

磨球是球磨机和半自磨机内必不可少的研磨体，靠磨球与物料之间的机械冲击与摩擦实现物料的破碎与研磨，其工况条件极其恶劣，既要求高硬度，又要求高的抗冲击疲劳破坏能力。现有技术中，卧式液态模锻机的料筒位于模具下方，锤头将料筒内的金属熔体向上压射，进入模腔，这样极易卷气卷渣，无法用来生产零缺陷磨球，并且磨球的制备方法主要是液态铸造、固态锻造及固态轧制三大类，材料有合金白口铁、奥贝球铁及高碳钢，其中合金白口铁磨球和奥贝球铁磨球硬度高、抗磨性强，但由于内部有铸造缺陷或晶粒粗大，使用中出现异常破碎，破碎率高达10％以上，严重影响研磨效率，而固态锻造或轧制钢球破碎率低，但抗磨性不足，球耗高，材料浪费严重。

发明内容

本发明的目的是提供一种非固态模锻磨球的装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种非固态模锻磨球的装置，包括：

机架，所述机架包括主体和活动横梁，所述活动横梁可活动地设置于所述主体上，且所述活动横梁能够沿竖直方向滑动；

油缸组件，所述油缸组件包括由上而下依次设置于所述主体上的主缸和下缸，所述活动横梁位于所述主缸和所述下缸之间，所述主缸与所述活动横梁的顶端连接，所述活动横梁的底端安装有挤压缸；

模具组件，所述模具组件包括上半模和设置于所述上半模底部的下半模，所述上半模的顶面与所述活动横梁的底端连接，所述下缸位于所述下半模的底部，所述上半模的中心安装有料筒，所述料筒内设有下压头，所述下缸贯穿所述下半模的中心并与所述下压头连接，所述挤压缸连接有上压头，所述上压头与所述料筒上下对应设置，所述上压头能够沿所述料筒的顶口伸入，所述料筒的底面位于所述上半模与所述下半模的分模面中心，所述料筒的顶面与所述上半模的顶面平齐，所述上半模具有多个环绕所述上半模中心周向分布的上半球坑，所述下半模具有多个环绕所述下半模中心周向分布的下半球坑，所述上半球坑与所述下半球坑合模后形成球形空腔，所述球形空腔与所述料筒的侧面之间开设有流道。

优选的，所述主体包括顶梁和底梁，所述顶梁和所述底梁的边角处之间连接有多个立柱，多个所述立柱贯穿所述活动横梁的边角处。

优选的，所述主缸安装于所述顶梁上，所述主缸的活塞杆与所述活动横梁的顶端固接，所述活动横梁底端的边角处通过多个拉杆与所述上半模的顶面固接，所述下缸安装于所述底梁上，所述下缸的活塞杆贯穿所述下半模并与所述下压头固定，所述挤压缸的活塞杆与所述上压头固定。

优选的，所述主缸的额定推力为5000～10000kN，所述挤压缸的额定推力为600～2000kN，所述下缸的额定推力为50～200kN。

优选的，所述上半模和所述下半模均由耐热铸铁制成，所述上半球坑与所述下半球坑的数量均为2～12个，相邻的所述上半球坑之间的距离为15～30mm，相邻的所述下半球坑之间的距离为15～30mm，所述上半球坑的顶部设有排气塞，所述排气塞的周边设有多个排气孔，所述排气孔的形状为半圆形、三角形和梯形中的任一种。

优选的，所述流道截面积为所述球形空腔横截面积的1/6～1/2。