CN110899671A - 铸件凝固控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种铸件凝固控制方法，括以下步骤：(1)制备浇注装置，浇注装置包括砂壳一、砂壳二、砂壳三；将砂壳一、砂壳二平面相合，形成相通的浇注系统腔、铸件型腔、冒口腔；砂壳三的平面和砂壳二的背面相合，形成通腔；通腔和铸件型腔隔着一层型砂；(2)铸件浇注时，从浇注系统腔上端浇入金属液，金属液逐步充满铸件型腔和冒口腔；同时从进口通入冷却介质，冷却介质通过通腔从出口排出。本发明铸件凝固控制方法，浇注时可快速带走铸件任何位置的热量，避免这些位置冷却凝固延后造成缩孔等缺陷，使铸件组织致密。

Description

铸件凝固控制方法

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，具体涉及一种铸件凝固控制方法。

背景技术

铸造是将液体金属浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中，待其冷却凝固后，以获得零件或毛坯的方法。被铸物质多为原为固态但加热至液态的金属(例：铜、铁、铝、锡、铅等)，而铸模的材料可以是砂、金属甚至陶瓷。因应不同要求，使用的方法也会有所不同。

为避免铸件产生缩孔等缺陷，现有技术中的铸件凝固控制一般采用冒口补缩、冷铁激冷等方法，以达到铸件的顺序凝固。采用冒口补缩会降低铸造金属液的利用率，并且铸件的一些远离冒口的厚大位置在凝固过程中无法得到冒口的补充。

铸件冷却过程中冒口补充不到的厚大位置一般采用在铸型中放置冷铁来解决。放置冷铁一般不能完全消除铸件缩孔，大多只能将缩孔偏离铸件重要位置。

发明内容

为了弥补现有技术的缺陷，本发明提供了一种铸件凝固控制方法，浇注时可快速带走铸件任何位置的热量，避免这些位置冷却凝固延后造成缩孔等缺陷。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种铸件凝固控制方法，包括以下步骤：

(1)制备浇注装置，浇注装置包括砂壳一、砂壳二、砂壳三；将砂壳一、砂壳二平面相合，形成相通的浇注系统腔、铸件型腔、冒口腔；砂壳三的平面和砂壳二的背面相合，形成通腔；通腔和铸件型腔隔着一层型砂；

(2)铸件浇注时，从浇注系统腔上端浇入金属液，金属液逐步充满铸件型腔和冒口腔；同时从进口通入冷却介质，冷却介质通过通腔从出口排出。

其中，所属冷却介质为压缩空气或水。

本发明中的通腔的路径、形状可随铸件冷却要求设计。例如当铸件为环形铸件时，通腔包括环形腔、冷却介质进入通道、冷却介质流出通道，冷却介质进入通道与进口连通，冷却介质流出通道与出口连通，冷却介质进入通道、冷却介质流出通道分别与环形腔相对的两端连通。

本发明通入冷却介质时，根据需求调节冷却介质的流量，以控制铸件凝固的速度，整体控制速度便捷。例如，对于石墨铸铁件，可将其浇注温度控制在1380-1450℃，在铸件凝固前，控制平均冷却速率为2-50℃/min，铸件凝固后，控制平均冷却速率为0.1-1℃/min，铸件在480-450℃间时，自然冷却至室温。得到的石墨铸铁件性能好，铸件整体无缩孔。

本发明的有益效果是：

采用本发明方法进行铸件浇注时，从进口通入冷却介质，将铸件型腔传递过来的热量经通腔、出口排出，快速带走紧邻通腔的铸件热量，加速铸件该区域的冷却凝固。通腔的路径、形状可随铸件冷却要求设计，可满足铸件多处厚大位置的冷却凝固要求，使铸件组织致密。

通过本发明进行铸件的凝固控制，可减小铸件浇注时冒口的体积，提高材料利用率，可代替冷铁，简化铸造生产的操作手续。本发明的通腔设计灵活，浇注时可快速带走铸件任何位置的热量，避免这些位置冷却凝固延后造成缩孔等缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明浇注装置的左视图；

图2为图1的拆分图；

图3为图2的A向视图；

图4为图2的B向视图；

图5为图2的C向视图；

图6为本发明浇注装置的仰视图；

图7为本发明浇注装置的前视图；

图8为图7的D-D剖视图；

图中：1、砂壳一；2、砂壳二；3、砂壳三；4、浇注系统腔4；5、铸件型腔5；6、冒口腔。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例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。

本发明公开了一种铸件凝固控制方法，包括以下步骤：

(1)制备浇注装置，浇注装置包括砂壳一1、砂壳二2、砂壳三3；将砂壳一1、砂壳二2平面相合，形成相通的浇注系统腔4、铸件型腔5、冒口腔6；砂壳三3的平面和砂壳二2的背面相合，形成通腔31；通腔31和铸件型腔5隔着一层型砂，浇注装置具体如图1-8所示。

(2)铸件浇注时，从浇注系统腔4上端浇入金属液，金属液逐步充满铸件型腔5和冒口腔6；同时从进口32通入冷却介质，冷却介质通过通腔31从出口33排出。

其中，所属冷却介质为压缩空气或水。本发明中的通腔31的路径、形状可随铸件冷却要求设计。并且可根据需求调节冷却介质的流量，以控制铸件凝固的速度。

具体实施例：

实施例1：

一种环形石墨铸铁件凝固控制方法，包括以下步骤：

(1)制备浇注装置，浇注装置包括砂壳一1、砂壳二2、砂壳三3；将砂壳一1、砂壳二2平面相合，形成相通的浇注系统腔4、铸件型腔5、冒口腔6；砂壳三3的平面和砂壳二2的背面相合，形成通腔31；通腔31和浇注系统腔4隔着一层型砂。

(2)铸件浇注时，浇注温度控制在1420℃，从浇注系统腔4上端浇入金属液，金属液逐步充满铸件型腔5和冒口腔6；同时从进口32通入压缩空气，压缩空气通过通腔31从出口33排出。其中通腔31包括环形腔、冷却介质进入通道、冷却介质流出通道，冷却介质进入通道与进口32连通，冷却介质流出通道与出口33连通，冷却介质进入通道、冷却介质流出通道分别与环形腔相对的两端连通。

在铸件凝固前，控制平均冷却速率为42℃/min，铸件凝固后，控制平均冷却速率为0.8℃/min，铸件在450℃时，自然冷却至室温。得到的环形石墨铸铁件性能好，铸件整体无缩孔，铸件组织致密。

实施例2：

一种大型石墨铸铁件凝固控制方法，包括以下步骤：

(1)制备浇注装置，浇注装置包括砂壳一1、砂壳二2、砂壳三3；将砂壳一1、砂壳二2平面相合，形成相通的浇注系统腔4、铸件型腔5、冒口腔6；砂壳三3的平面和砂壳二2的背面相合，形成通腔31；通腔31和浇注系统腔4隔着一层型砂。

(2)铸件浇注时，浇注温度控制在1430℃，从浇注系统腔4上端浇入金属液，金属液逐步充满铸件型腔5和冒口腔6；同时从进口32通入水，水通过通腔31从出口33排出。腔31的路径、形状可随铸件冷却要求设计。

在铸件凝固前，控制平均冷却速率为8℃/min，铸件凝固后，控制平均冷却速率为0.4℃/min，铸件在480℃时，自然冷却至室温。得到的大型石墨铸铁件性能好，铸件整体无缩孔，铸件组织致密。

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。

Claims (6)

1.一种铸件凝固控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备浇注装置，浇注装置包括砂壳一1、砂壳二2、砂壳三3；将砂壳一1、砂壳二2平面相合，形成相通的浇注系统腔4、铸件型腔5、冒口腔6；砂壳三3的平面和砂壳二2的背面相合，形成通腔31；通腔31和铸件型腔5隔着一层型砂；

(2)铸件浇注时，从浇注系统腔4上端浇入金属液，金属液逐步充满铸件型腔5和冒口腔6；同时从进口32通入冷却介质，冷却介质通过通腔31从出口33排出。

2.根据权利要求1所述的铸件凝固控制方法，其特征在于，所属冷却介质为压缩空气或水。

3.根据权利要求1所述的铸件凝固控制方法，其特征在于，通入冷却介质时，根据需求调节冷却介质的流量，以控制铸件凝固的速度。

4.根据权利要求1所述的铸件凝固控制方法，其特征在于，当铸件为环形铸件时，所述通腔31包括环形腔、冷却介质进入通道、冷却介质流出通道，冷却介质进入通道与进口32连通，冷却介质流出通道与出口33连通，冷却介质进入通道、冷却介质流出通道分别与环形腔相对的两端连通。

5.根据权利要求4所述的铸件凝固控制方法，其特征在于，所述环形腔与铸件型腔5相对。

6.根据权利要求1所述的铸件凝固控制方法，其特征在于，对于石墨铸铁件，浇注温度控制在1380-1450℃，在铸件凝固前，控制平均冷却速率为2-50℃/min，铸件凝固后，控制平均冷却速率为0.1-1℃/min，铸件在480-450℃间时，自然冷却至室温。

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