CN101801564A - 用于生产铸件的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种用于生产铸件的方法和设备包括：将熔融材料浇铸到用于形成铸件的模具中；允许所述熔融材料凝固；从所产生的凝固铸件至少部分地去除所述模具；和将凝固铸件放置在完全包围所述铸件并且便于实现所述铸件的受控冷却速率的室(10)中。

Description

用于生产铸件的方法和设备

技术领域

披露了用于生产铸件的方法和设备。所述方法和设备尤其应用于金属例如由澳大利亚标准AS2027-2007(等同于国际标准ISO21988：2006)限定的白口铸铁(white cast iron)的铸造。然而，应当认识到，所述方法和设备能被应用到包括钢的某些其它铁类金属的铸造。

背景技术

某些材料(例如脆性材料，诸如白口铸铁)在模具中被铸造并且然后被允许在所述模具中凝固和冷却许多天/星期。例如，当厚截面(比如说，＞150mm)的白口铸铁部件由熔融金属铸造并且被放置在砂型中时，为了避免裂纹它可能被允许在所述模具中凝固和冷却很长时间(在极端情形中达到大约14天)。应用缓慢的冷却以防止所产生的部件的裂纹，如果所述部件被从所述模具取出的太早并且被暴露到大气中一段时间，能产生所述裂纹。然而，长的冷却时间导致生产过程的显著延迟(delay)，以及占用固定设备和空间。

US6,199,618，EP625390，GB1600405和JP04-344859各自披露了铸件的可控的冷却方法和设备。在每个情形中通过类似烤箱设备的相继冷却级运输所述铸件。

这里所引用的现有技术并非承认该现有技术形成澳大利亚或别处的本领域的普通技术人员的公知常识的组成部分。

发明内容

在第一方面，披露一种用于生产铸件的方法，所述方法包括以下步骤：将熔融材料浇铸到用于形成所述铸件的模具中；

允许所述熔融材料凝固；

从所产生的凝固铸件周围至少部分地去除所述模具；和

将所述凝固铸件放置在完全包围所述铸件并且便于实现所述铸件的受控冷却速率的室中。

通过将所述凝固铸件放置在完全包围所述铸件的室内，所述方法能允许比通常情况早得多地从模具取出所述铸件，并且然后能将所述铸件的冷却控制为短得多的时间段。例如，对于在砂型中的某些厚截面的白口铸铁部件，当所述铸件凝固时能从所述模具取出所述铸件并且然后在所述室内将它冷却几天(而不是如同在模具中那样要经历例如十四天)。这种从模具中取出的各种方法在本领域中是众所周知的，例如，“敲出”、“抖出”或“倒出”，由此，所述方法能较早地提供“敲出”、“抖出”或“倒出”，并且也能提供冷却的铸件更快地到随后的修整过程。

这样，所述方法能减少铸造过程的延迟，并且因此减少整个生产过程的延迟。而且，所述方法能使得资本设备和空间能更快地再次用于下一铸件的生产。

应当理解，术语“完全包围所述铸件”如同这里所应用的那样，不排除所述室在它的壁或基座中具有通气通道以及类似通道。

所述方法通常用于脆性材料的铸造，尽管如此所述方法并不专用于脆性材料的铸造。由于热冲击这种材料是最易于产生裂纹的，因此，在本方法之前，这些材料的铸件需要较长的模具占用时间以允许进行逐渐冷却。这种材料能包括某些铁类合金例如白口铸铁和钢。所述方法因此能用于宽范围的脆性铸造材料和/或易于受到热冲击影响的材料的冷却时间的减少。

通过完全包围所述铸件，所述室能减少由紧接所述室的外侧的空气移动和流动引起的对所述铸件的任何影响。有利地，这能再一次减缓热冲击，否则在冷却过程期间所述热冲击能导致所述铸件的裂纹。

在一种形式中，所述室能是隔热的以便于实现所述铸件的受控冷却速率。能选择参数，例如所述室本身的构造材料、所选择的隔热材料的类型、以及所述隔热材料的厚度和/或传热系数，以控制所述铸件的冷却速率。例如，对于白口铸铁铸件，能通过适当地选择这种参数以将冷却速率控制为不超过大约40℃/小时。

此外，所述室能是隔热的以维持所述凝固铸件的最热部分和最冷部分之间的预先选定的温差，例如在所述铸件的厚度上的预先选定的温差。维持这种温差能防止所述铸件的弱化、裂纹或破裂。在至少一些铸件的实施方式中，所述最热部分能位于所述凝固铸件内并且所述最冷部分能位于所述凝固铸件的外表面处。然而，取决于特定铸件的几何形状，这些位置能变化。

在一个特定例子中，当所述铸件包括带有中空内部的本体，且一些造型材料(例如型砂)被保持在中空内部中时，所述室是隔热的以维持(a)与所述造型材料接触的凝固铸件的中空内部的部分；和(b)已经从其去除或基本从其去除造型材料的凝固铸件的外表面之间的预先选定的温差。

例如，在离心泵中使用的叶轮通常能是环形的并且一些造型材料可以被保持在中心中空区域内。在这点上，能由包围所述铸件的所述室的空气温度确定所述铸件的外表面的温度。

在一个例子中，当被铸造的材料是白口铸铁时，在所述凝固铸件的整个厚度上被维持的预先选择的温差可以小于大约100℃。

而且，尽管这种温差能因为不同的材料而变化，预先选择所述温差以适应材料冷却速率的差异(并且因此适应例如铸件内部和外部之间的收缩的差异)，因此趋向于防止或避免材料裂纹或破坏。

在一种形式中，在将所述凝固铸件放置在所述室内之前，能从所述铸件的外部完全去除所述模具。例如，当所述模具材料包括砂时，在将所述铸件放置在所述室内之前能通过刮或以其它方式去除砂颗粒而从所述铸件的外部去除所述型砂。然而，如同上面所提及的那样，当所述铸件包括中空内部时，在所述凝固铸件被放置在所述室内时至少一些模具材料，如果不是所有的，可以被保持在其中。

此外，在从所述铸件外部去除所述模具期间，可以排出当铸件冷却时从其散发的气体，例如通过风扇可以从所述铸件和所述模具抽吸或移开所述气体并且朝着通风装置引导所述气体。因此能保护操作员不被暴露到从所述铸件散发的有害气体(例如一氧化碳和二氧化硫)中。

在第一方面的方法中，在从所述凝固铸件至少部分地去除所述模具之后，能抬起所述铸件并且将所述铸件放置到所述室的基座上。其后，形成所述室的剩余部分的外壳能被放置在所述基座上以封闭所述铸件。能简单地配置并且因此能快速地进行这个过程以因此减少在所述铸件被封闭在所述室内之前所述铸件被暴露到周围空气的时间。在这个过程期间，能应用通风以驱散/捕获有害的模具废气例如一氧化碳和二氧化硫。

第一方面的方法能与砂型铸造和所谓的

造型和铸造技术(由Castings Technology International开发)结合使用。

发明人预计：因为所述设备模拟了砂型的隔热性能、但是用低热容量的并且允许更快地冷却的相对大的气密层(air barrier)替换了所述模具，所以所述方法起作用。

发明人进一步预计，当白口铸铁材料冷却时，随着时间的过去，有冶金的变化以形成马氏体，其具有极好的硬度性能并且在最终产品中是所期望的。然而，当形成马氏体时它也引起已经经历充分冷却的金属的尺寸上的较小膨胀。如果凝固铸件的最热部分和最冷部分之间的温差太大，那么在冷却期间在这种冶金过程被形成在所述铸件的截面的中心内之前硬马氏体的“外皮”或外层能形成在所述铸件的外侧上。当所述铸件的中心部分最终充分冷却以形成马氏体时，然后能发生在所述金属内的所产生的少量的膨胀能导致所述铸件的已经变硬的最外“外皮”的裂纹。这能使得所述铸件的严重破坏和总损耗。本发明的方法和设备通过在铸件截面上的合适的、受控的冷却解决了这个问题。

在第一方面的方法以及随后的冷却过程中，也能有以下步骤：加热所述室和在其内的所述铸件一预定时段。能进行这个加热步骤以实现封闭在所述室内的所述铸件的热处理过程。在所述时段之后不是从所述室取出所述铸件，在所述时段内可控的冷却速率发生，所述室能被可操作地连接到外部热源以使得它能被加热。所述铸件的受控冷却之后的所述室的加热能获得所述铸件的原位回火。在一个例子中，对于白口铸铁产品，所述室能被加热到大约1000℃并维持大约4小时的预定时段以实现所述热处理过程。

所述第一方面的方法能进一步包括以下步骤：一旦所述铸件已经冷却到预定温度就从所述室取出所述铸件。这种温度远高于室温但是并没有高到当从所述室取出所述铸件时它然后产生裂纹或裂缝。例如，当铸造材料是白口铸铁时，从所述室取出所述铸件的所述预定温度能是大约150℃。

在第二方面，披露了一种刚凝固的铸件的冷却方法，所述方法包括将所述铸件放置在完全包围所述铸件并且便于所述铸件的受控冷却速率的室中的步骤。

与所述第一方面一样，所述第二方面的方法能减少铸件生产过程的延迟，以及能更快速地使得固定设备和空间可再次使用。

术语“刚凝固的”应当被理解为指铸件已经在模具中充分地凝固以使得它能被转移到所述室。

在其它方面，所述第二方面的方法能形成所述第一方面的方法的一部分并且能按照所述第一方面的方法被执行。

而且，在所述第一和第二方面的方法中，将所述铸件放置在室内的步骤应当被理解为包括通过形成所述室而将室原位定位于刚凝固的铸件的周围、或者将预先制造好的室放置在合适的地方。例如，仅仅去除模具箱的上型箱可以暴露足够量的铸件以然后使得在所述室内能实现所述铸件的受控的冷却速率。

在第三方面，披露了用于冷却铸件的设备，所述设备包括适于完全包围所述铸件并且便于实现所述铸件的受控冷却速率的室。

而且，与所述第一方面一样，所述第三方面的设备能加速铸件生产过程，由此在生产过程中能更快速地再用所述设备。与运输器式设备相比，包围室使用简单、节省成本的和节省空间。在冷却期间，在工作空间有限的情况下，一个操作员使用叉车能容易地移动、存储甚至堆叠这种设备。这种设备非常适于批量式铸件生产方法，如同这里所描述的那样。

在所述设备的一个形式中，所述室是隔热的。例如，所述室能用具有预先选择的厚度和/或预先选择的传热系数的隔热材料隔热，可以选择所述厚度和传热系数中的每一个以便于实现所述铸件的受控冷却速率。

在一个实施方式中，所述隔热材料能是衬在所述室的内表面上的耐热垫。所述耐热垫能由硅酸镁钙垫材料(例如由Thermal Ceramics，Inc拥有的商标

)制成。然而，能从多种可选材料中选择所应用的特定隔热材料、它的厚度和它的传热系数以最好地控制和优化所述铸件的冷却速率。

在所述设备的一个形式中，所述室包括基座和位于所述基座上以封闭所述室的外壳。例如，当所述基座和所述外壳被组合时它们能被成形并且构造成限定正方形的或长方形的封闭箱。然而，所述基座和所述外壳的形状和结构可以被优化或接近于特定铸件，这取决于具体情况。

进一步地，所述室通常由能经得住刚凝固的铸件的温度的材料制成。例如，对于白口铸铁铸件，所述室能由钢(例如低碳钢)制成。

对于某些能承受较快的冷却速率(举例来说，快于40℃/小时)的铸造材料，能减少所述隔热材料并且任选地可以将通风孔和/或抽吸风扇结合到所述外壳中。可选地，在冷却期间，为了减缓冷却速率，最初可以将具有隔热/覆盖(blanketing)或者甚至加热效果的气体引入并且然后任选地封闭在所述室之内。

在第四方面，披露了一种由第一和第二方面的方法，或者由第三方面的设备生产的铸件。

第四方面的铸件通常是脆性材料和/或易于受到热冲击影响的材料，尽管如此这并没有排他性。在一个形式中，所述铸件是白口铸铁。进一步地，所述白口铸铁的铬含量为重量百分比从1.5％到40％，且碳含量为重量百分比从0.5％到5.5％。在进一步的实施方式中，所述白口铸铁的铬含量为重量百分比的范围为25％到35％。

所述铸件能形成泵的任何部件，例如叶轮、蜗壳(壳/壳体/外壳)、泵衬套、狭口衬圈等等。然而，依照第一到第三方面的方法和设备能生产多种部件和形状，完全不限于泵部件。

附图说明

尽管任何其它形式能落入到如同在发明内容部分中所阐述的方法和设备的范围内，现在将参考附图，作为示例，描述所述方法和设备的特定实施方式。在附图中：

图1示出了冷却室的实施方式的透视图；和

图2到6示意性地示出了用于生产铸件的方法的步骤顺序。

具体实施方式

在描述用于冷却铸件的方法之前，首先将参考图1，其示出了适于便于可控的冷却的室的实施方式的透视图。

在图1中，以冷却箱10的形式示出了用于便于实现可控冷却速率的室。所述箱10包括大体上长方形的基座板12和盖14形式的外壳，所述盖14被布置成带有四个彼此互相垂直地连接的长方形侧板19，并且每个侧板19从顶板20悬垂。所述基座板12通过空心梁16与地面间隔开，所述空心梁16也被成形和定位成将叉车的叉尖接收在其中，用以抬起所述基座板12和用于抬起组装的/装载的冷却箱10。

所述盖14包括下部开口18，所述下部开口18是可密配合地(snugly)安装在所述基座板12处的并且被放置在所述基座12上的铸件在使用中通过所述下部开口18被接收到所述盖14的内部中。所述盖14具有顶板20，所述顶板20在使用中闭合它的最上端并且所述顶板20被布置成与所述开口18相对。四个钩环22被紧固到所述顶板20的最外面的上表面，高架起重机的抓持钩能被连接到所述钩环22(如同在图5中所示的那样)。这使得能够相对于所述基座12升高、降低和移动所述盖14。

所述基座板12和所述盖14由已经被焊接在一起的低碳钢板构成。所述基座板12和所述盖14的整个内表面用由硅酸镁钙(MgCaSiO₂)覆盖材料(例如由Thermal Ceramics，Inc拥有的

)形成的耐热垫(blanket)24镶衬。选择耐热垫材料的厚度和传热系数以最好地控制和优化所述铸件的冷却速率。

在使用中，所述冷却箱10完全包围铸件以使得它能以可控的速率冷却。箱的使用，与带有输送装置的更复杂的冷却室相比，是简单的并且是节约成本的和节约空间的。

现在将提供用于冷却铸件的方法的一些非限定性的例子并且这些非限定性的例子使用图1中所示的设备。也将参考图2到6中示出的示意性的方法顺序。

例子1

进行了研究以开发一种铸造方法，所述铸造方法包括从砂模较早地“敲出”(取出)铸造部件。应当指出，通常将允许许多这种部件在模具中凝固和缓慢地冷却几天(3-6天)的时间段以防止部件裂纹和破坏。

在包含砂的模具箱32内由熔融材料铸造用于离心泵的白口铸铁部件30，所述包含砂的模具箱32具有上型箱(上半部)34和下型箱(下半部)36。允许所述部件30在所述模具内凝固和冷却大约3小时的时间段(铸件的模数或者总体积除以表面积的比率确定的时间)。对于白口铸铁泵部件，发现：经过这个时间段部件温度从大于1390℃降低到大约990-1000℃。

一旦所述部件30已经凝固了(但是仍然是红热的)，通过起重机38的抬升取下所述模具箱32的上型箱34并且将其移为远离所述下型箱36。所述模具本身，由固定砂(set sand)材料制成，然后被总体上从所述部件的外部去除掉(例如，通过手动去除掉或者通过使用远程操作的机器)。取决于所述部件的形状，一些砂被保持在它的芯中(举例来说，具有内腔的泵叶轮，发现所述内腔部分地保持有填充砂)。

在取下上型箱34和从所述部件30的外部去除砂并且直到将所述部件30封闭在所述冷却箱10’的期间，风扇40被定位在操作员42的后面以产生气流从而移动从所述铸件30和所述模具释放的有害气体，并且朝着排烟系统32移动所述有害气体移动并且将所述有害气体移动到所述排烟系统43内。这减少了任何操作员42暴露到这种气体中。

所述部件30然后能被抓持钩接合和抬起以将它移出所述下型箱36，并且将它放置到所述冷却箱10’的基座板12’上。然后通过高架起重机38将所述盖14’移动到合适的位置处以使其位于所述基座板12’上。热电偶被定位在所述部件30上和所述部件30的内侧，并且被定位在所述冷却箱10’之内的与所述部件30间隔开的位置处。随着时间的过去，来自这些热电偶的记录已经使得隔热材料的类型能被优化。在一个例子中，可以如下实现这一点，通过选择传热系数和材料厚度以使得所述铸件30的冷却速率能被控制到不超过大约40℃/小时。

所述部件30被封闭在隔热的、充气的冷却箱10内并且被允许以可控的方式冷却大约2-5天的时间段。使用热电偶获得的温度记录确保所述部件的内部和外部之间的温差被维持为低于大约100℃，以防止所述铸件材料在冷却时间段内产生裂纹。记录并进行维持这个温差所需要的隔热材料的任何调节。

由部件温度确定冷却时间段的末端，当处于所述部件温度时能从所述冷却箱10’取出所述部件30并且将所述部件30放入到周围大气中而不会由于热冲击产生裂纹。这依照部件形状、大小和材料而变化，但是对于白口铸铁部件通常是大约150℃。

在图2到6中示出了示意性的冷却方法的顺序并且现在所述示意性的冷却方法的顺序将被描述为如下：

图2示出了通过起重机而被定位在工作区域A处的模具箱32。在所述工作区域中，冷却箱10’的基座12’被定位成邻近工作区域A。抽吸散发的SO₂和CO(举例来说，当打开所述模具箱时能散发所述SO₂和CO)的抽吸单元43也被定位成邻近所述工作区域。

图2也示出了操作员42已经安置了风扇单元40以将大气空气吸收或移动为经过所述模具箱32并且朝向所述抽吸单元43，以防止有害气体到达操作员42。在整个敲出过程中，维持大气空气的这种移动。

图3示出了所述模型箱32的上型箱34的去除，其然后被放置在工作区域A的邻近所述模具箱30的地面上。所述上型箱34的去除暴露了位于所述模具箱32的下型箱36内的模制的泵部件30。操作员42然后开始从所述部件30的外部去除砂模，例如通过手动分离固定砂或者通过使用一些类型的钻机。

图4示出了通过使用被连接到高架起重机38的抓持钩50而被抬出所述下型箱36的所述部件30，所述高架起重机38抬起所述部件30并且然后将所述部件30放低到所述冷却箱10’的基座板12’上。在这个时间期间，将会看到，维持来自所述风扇40的通风和经由抽吸单元43的抽气。

图5示出了冷却箱盖14’被抬起并且被放低到所述基座板12’上以因此将所述部件30封闭在所述箱10’内。

最后，图6示出了然后能从所述工作区域A移走所述冷却箱10’(例如通过将它的叉尖插入到空心梁16’中的叉车)。收纳所述部件30的所述冷却箱10’被带到另一位置，在所述另一位置能进行所述部件的可控的冷却，因此释放所述工作区域A用以进行在图2到5中所示的更多的活动。在这点上，为了使得由这种冷却箱10’占用的空间的量最小化，能操作所述箱10’以使它们中的一个能被堆积在另一个上(例如，直到三个箱的高度)。

在整个操作期间，操作员42通常通过通风和高架起重机以及抓持钩的小心的使用和放置以尽可能地与铸件30相隔离。

例子2

应用例子1的方法，观察到的不同泵部件的结果如下：(a)在浇铸之后93分钟将900kg的离心泵叶轮从砂模敲出，并且将其放置到所述冷却箱内。然后在42小时之后能从所述冷却箱取出所述叶轮。这与在敲出之前需要72小时的冷却的通常的模具驻留时间相比较是有利的。(b)在浇铸之后180分钟将2190kg的离心泵叶轮从砂模敲出，并且将其放置到所述冷却箱内。然后在50小时之后能从所述冷却箱取出所述叶轮。这与在敲出之前需要120小时的冷却的通常的模具驻留时间相比较是有利的。(c)在浇铸之后95分钟将1200kg的离心泵叶轮从砂模敲出，并且将其放置到所述冷却箱内。然后在44小时之后能从所述冷却箱取出所述叶轮。这与在敲出之前需要144小时的冷却的通常的模具驻留时间相比较是有利的。大体上，结果能被总结在下表中：

部件	多长时间之后敲出	多长时间之后从冷却箱取出	交付时间改进的百分比	最大冷却箱取出温度
					(a)	93分钟	42小时	42％	219℃
(b)	3小时	50小时	58％	200℃
					(c)	95分钟	44小时	69％	220℃

在该表中，下面的术语表示：

·“交付时间改进的百分比”-指所计算的白口铸铁铸件的冷却时间的改进，例如(a)，72小时(通常的模具冷却时间)和42小时(在冷却箱内的时间)之间的差值除以72小时-结果是42％。

·“最大冷却箱取出温度”-指在没有裂纹危险的情况下能从所述冷却箱取出所述铸件的最大温度(马氏体形成而产生的膨胀发生的温度以下)。

观察资料

尽管由于太早的模具敲出引起的热应力，白口铸铁铸件是非常易于裂纹的，但是由这里所描述的方法和设备所获得的较快的冷却速率对最终铸造产品的强度或完整性没有不利的影响。而且，所述方法和设备允许生产过程的生产量的增加。进一步的益处能被总结为引起：

·改进模具箱的有效性；

·减少所需要的模具箱的数量；

·增加型砂的再用性；

·减少铸件冷却时间约30-60％；

·铸件交付时间改进约40-70％；

·增加工厂地面的工作空间的机动性；

·改进车间空间利用。

这里所描述的方法和设备能与砂型铸造和

造型以及铸造技术结合使用。

尽管已经参考一些特定的实施方式描述了用于生产和冷却铸造部件的方法和设备，应当认识到，所述方法和设备能以许多其它形式被具体实现。

例如，取决于部件的材料，能在所述冷却箱的侧板或顶板中提供有通气孔用以增加气体和热的释放速率。这可以被控制使得不引起所述箱之内的显著的空气流动，否则显著的空气流动可能引起热冲击和所述部件的裂纹或破坏。可选地，在能承受较高的冷却速率的情形中，抽吸风扇可以被结合到所述外壳内。也能减小隔热材料的厚度和/或性能参数以增加冷却速率。

可选地，为了减缓冷却速率，最初可以将具有隔热/覆盖或者甚至加热效果的气体(例如，可控的加热气体)引入到所述室内并且然后可选地在冷却期间将其包围和维持在所述室之内。能与隔热材料的厚度和隔热性能相结合地执行这种冷却速率减缓。

在这个方面的一个形式中，所述室和其内的所述铸件能被加热预定时段以获得所述铸件的回火或一些其它原位(in-situ)热处理。替代将加热的气体仅仅作为控制所述室的冷却速率的方法，所述室能被连接到直接热源以主动地提高内部温度。这个加热能是直接的，例如通过使用气体燃烧器以在所述箱内产生热，或者间接的，通过将热气体送入到所述室内。

在发生可控的冷却速率的时段之后不是从所述室取出所述铸件，而是能再加热在所述室内的所述铸件，其节省了再加热和循环时间成本。例如，在一个实施方式中，所述铸件被冷却到所述室内的周围温度，并且然后被移动到第二位置以被修整和修补。取决于实际情况，所述铸件然后可能需要进行热处理，其需要在第二室或炉内再加热所述铸件，例如在白口铸铁产品的情形中通过将所述铸件加热到大于1000℃并维持大约4小时的预定时段以实现热处理过程。

在冷却时段之后通过将所述铸件维持在所述室内，并且然后使所述铸件经历再加热能节省再加热成本大约20-25％，因为不需要将所述铸件从周围温度再加热到处理温度。此外，能显著地缩短循环时间，因为减少了在再加热产品中的延迟、以及转移到再加热设备和从再加热设备转移的转移时间的浪费。

所述方法和设备能特别地并且有效地应用于泵部件例如叶轮、壳/壳体/外壳(蜗壳(volute))、泵内衬(例如框架板内衬)、狭口(throat)衬套等等的铸件的冷却。然而，依照所述方法和使用这里所描述的设备能冷却大量不相关的铸造部件和形状。

此外，所述方法和设备能特别地并且有效地应用到铸铁合金和某些其它金属以及包含金属的材料、尤其是脆性铸造材料和/或易于受热冲击影响的铸造材料的冷却。

而且，尽管已经描述和测试了由硅酸镁钙材料制成的耐热垫，其它垫材料可以与某些铸造材料一起应用，例如陶瓷纤维垫、玻璃硅酸镁纤维垫，和其它硅类垫，包括由铝-硅-锆纤维旋压(spin)成的那些，等等。

在再另一配置中，将所述铸件放置在室内的步骤能发生在所述模具的原位处-也就是，在敲出之后但是在不移动所述铸件的情况下可以围绕刚刚凝固的铸件形成所述室。在这种例子中，可能需要做的所有事情是取下模具箱的上型箱。室外壳然后可能适于直接放置到所述模具箱的下型箱上。当例如，上型箱的取下暴露了足够量的铸件时，这种变形形式可能出现。所述模具箱也可以被重新设计以帮助便于这种原位外壳的放置以及可控的冷却。

在优选实施方式的前面的描述中，为了清楚已经采用了特定的术语。然而，本发明不意在被限定到所选定的特定术语，并且应当理解，每个特定术语包括能以相似的方式操作以实现相似的技术目的的所有技术的等同术语。术语例如“上”、“下”、“向上”、“最外”以及类似术语被用作便于提供参考点的词语并且不构成限定性的术语。

为了避免重复、并且易于参考，在不同附图中示出的不同实施方式的相似的部件和特征已经由加有撇号的附图标记标识，例如在图1中的基座板12和在图2到6中的基座板12’。

尽管已经参考多个优选实施方式描述了所述方法和设备，但是应当认识到，能以许多其它形式具体表达所述方法和设备。

在后面的权利要求以及前述的描述中，除非上下文中通过明确的语言或必要的暗示以其它方式要求了，词语“包括”和其变形例如“包含”“具有”用于包含的意思，也就是，指定所述的特征的存在但是在所述方法和设备的各种实施方式中不排除进一步的特征的存在或增加。

Claims (32)

1.一种用于生产铸件的方法，所述方法包括以下步骤：

将熔融材料浇铸到模具中，用于形成所述铸件；

使所述熔融材料凝固；

从所产生的凝固铸件至少部分地去除所述模具；和

将所述凝固铸件放置在完全包围所述铸件并且便于实现所述铸件的受控冷却速率的室中。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述室是隔热的以便于实现所述铸件的受控冷却速率。

3.如权利要求2所述的方法，其中选择隔热材料、隔热材料的厚度和/或传热系数以达到所述铸件的受控冷却速率。

4.如权利要求3所述的方法，其中，当铸造材料是白口铸铁时，铸件的冷却速率被控制为不大于大约40℃/小时。

5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述室是隔热的以保持所述凝固铸件的最热部分和最冷部分之间的预先选定的温差。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述最热部分位于所述凝固铸件内并且所述最冷部分位于所述凝固铸件的外表面处。

7.如权利要求5或6所述的方法，其中，当所述铸件包括带有中空内部的本体，且有一些模具材料被保持在所述中空内部中时，所述室是隔热的以维持(a)与所述模具材料接触的所述凝固铸件的中空内部和(b)所述凝固铸件的外表面之间的预先选定的温差。

8.如权利要求5到7中任一项所述的方法，其中所述铸件外表面的温度由包围所述铸件的所述室的空气温度确定。

9.如权利要求5到8中任一项所述的方法，其中所述预先选定的温差由铸造材料确定。

10.如权利要求9所述的方法，其中，当铸造材料是白口铸铁时，所述温差小于大约100℃。

11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在将所述凝固铸件放置在所述室中之前，从所述铸件的外部除去所述模具。

12.如权利要求11所述的方法，进一步包括以下步骤：在从所述铸件的外部除去所述模具期间排出从所述模具散发的气体。

13.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在从所述凝固铸件至少部分地去除所述模具之后，所述铸件被提起并且被放置到所述室的基座上，然后形成所述室的剩余部分的外壳被放置在所述基座上以封闭所述铸件。

14.如前述权利要求中任一项所述的方法，在冷却过程之后，所述方法进一步包括加热所述室和其中的所述铸件一预定时段的步骤。

15.如权利要求14所述的方法，其中加热所述室的步骤实现所述铸件的热处理过程。

16.如权利要求15所述的方法，其中所述室而被加热到大约1000℃并维持大约4小时的预定时段从而实现所述热处理过程。

17.如前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤：一旦所述铸件已经冷却到预定温度就从所述室中取出所述铸件。

18.如权利要求17所述的方法，其中，当铸造材料是白口铸铁时，所述预定温度是大约150℃或更低。

19.一种刚凝固的铸件的冷却方法，包括以下步骤：将所述铸件放置在完全包围所述铸件并且便于实现所述铸件的受控冷却速率的室中。

20.如权利要求19所述的方法，其是权利要求1到18中任一项所述的方法的另外的部分。

21.一种用于冷却铸件的设备，所述设备包括适于完全包围所述铸件并且便于实现所述铸件的受控冷却速率的室。

22.如权利要求21所述的设备，其中所述室是隔热的。

23.如权利要求22所述的设备，其中所述室是用隔热材料来隔热的，所述隔热材料具有预先选定的厚度和/或预先选定的传热系数。

24.如权利要求23所述的设备，其中所述隔热材料是衬在所述室的内表面上的耐热垫。

25.如权利要求24所述的设备，其中所述耐热垫由硅酸镁钙材料制成。

26.如权利要求21到25中任一项所述的设备，其中所述室包括基座，和能位于所述基座上以闭合所述室的外壳。

27.如权利要求21到26中任一项所述的设备，其中所述室由能经得住刚凝固的铸件的温度的材料制成。

28.由前述权利要求中任一项所述的方法或设备生产的铸件。

29.如权利要求28所述的铸件，其是脆性材料和/或易受热冲击影响的材料。

30.如权利要求28或29所述的铸件，其是白口铸铁。

31.如权利要求30所述的铸件，其中所述白口铸铁的铬含量为重量百分比从1.5％到40％，并且可选为重量百分比从25％到35％。

32.如权利要求28到31中任一项所述的铸件，其形成泵的部件。

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