CN110369692B - 缩短大型铸件压箱时间的方法 - Google Patents

Abstract

一种缩短大型铸件压箱时间的方法，属于铸造技术领域，用于解决铸件压箱时间长的问题，包括如下步骤：S01，确定测温点：使用模拟仿真技术对铸件型腔进行充型模拟，找到铸件型腔中的最高温度点、最低温度点和中间温度点；并在所述最高温度点、最低温度点和中间温度点处各放置至少一个温度传感器。S02，水雾冷却：使用模拟仿真技术找出铸件所述最高温度点、最低温度点和中间温度点处完全凝固冷却时间，并进行相应的记录；待所述最高温度点、最低温度点和中间温度点完全凝固，且冒口也完全凝固后，记录此时间为压箱时间一；此时，在完全凝固的冒口上方喷水雾，对冒口上部进行喷雾冷却，通过冒口将冷却传递给铸件，以实现加速铸件的冷却，缩短压箱时间。

Description

缩短大型铸件压箱时间的方法

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，特别涉及缩短铸件浇注压箱时间的方法。

背景技术

铸件在浇注后，有金属液状态转变为固定金属，需要一定的时间，尤其是大型铸件，在砂型中的冷却速度缓慢，特别是当温度低于600℃时，其冷凝速率极其缓慢。这是由于：1)铸件与砂型的温差越来越小；2)跟铸件表面接触的砂型溃散下落致使铸件与砂型之间产生空气层。在这种情况下，如果等待铸件各部位完全凝固并冷却至200℃以下，需要10天以上的时间。在这个时间段内，铸件处于停滞状态，对于交货周期紧急的铸件影响很大，同时，停滞的铸件占用了工厂的工装和场地资源，影响了整个工厂的生产效率。

目前，解决此问题的方法主要有2种：

第一种，在铸件所有部位冷却至600℃以下时(组织转变完全结束)，揭开上盖，轻微晃动砂箱，用散落的砂子将铸件与砂型之间产生的空气层填实。这种方法操作简便、可以一定程度加速铸件冷却，但效果有限；另外，对于复杂结构铸件，600℃揭开上盖铸件容易发生变形甚至开裂，适用范围受到限制。

第二种，在铸件造型和制芯时，在砂型中埋入冷却管道，待铸件完全凝固后，通入压缩空气冷却，同时放置热电偶检测铸件温度，根据温度变化调节压缩空气流量大小。此种方法不仅能大幅度提高铸件冷却速率，同时可以实现铸件凝固冷却过程精准可控，但此种方法需要在砂型中预先埋入冷却管道，操作复杂、成本也高。

发明内容

有鉴于以上大型铸件浇注后冷凝时间长的问题，有必要提出一种缩短大型铸件压箱时间的方法，所述方法适用性广、操作简便、成本低。

一种缩短大型铸件压箱时间的方法，包括如下步骤：

S01，确定测温点：使用模拟仿真技术对铸件型腔进行充型模拟，找到铸件型腔中的最高温度点、最低温度点和中间温度点；并在所述最高温度点、最低温度点和中间温度点处各放置至少一个温度传感器。

S02，水雾冷却：使用模拟仿真技术找出铸件各个部位和冒口完全凝固所需的时间，记为压箱时间一；此时，在完全凝固的冒口上方喷水雾，对冒口上部进行喷雾冷却，通过冒口将冷却传递给铸件，以实现加速铸件的冷却，缩短压箱时间。

更优地，所述温度传感器的感应探头采用陶瓷管保护，以防止被金属液的高温损坏。

更优地，所述温度传感器可以为热电偶。

更优地，为了能够形成尽可能精细或者精准的金属液冷却曲线，浇注后每隔30min测量并记录一次三个所述最高温度点、最低温度点和中间温度点的温度，最终形成最高温度点冷却曲线、最低温度点冷却曲线和中间温度点冷却曲线。

更优地，所述水雾的喷雾量可调，也即在不使冒口附近的型砂变为稀泥状态为前提，尽可能采用较大的喷雾量，以达到较快的冷却效果。

作为本技术方案的进一步优化，为了实现有效的冷却和最佳的冷却效果，也即最快的冷却速率，所述水雾冷却的具体方法是：

首先，在压箱时间一时，对最高温度点附近的冒口进行水雾冷却；

其次，待最高温度点和中间温度点的温度相当时，对中间温度点附近的冒口进行水雾冷却，并记录此时的时间为压箱时间二；

再次，待最高温度点、最低温度点和中间温度点的温度相当时，对所有冒口进行水雾冷却，并记录此时的时间为压箱时间三；

更优地，通过不断调整各个冒口上方的喷雾量，来缩小所述最高温度点、最低温度点和中间温度点处的温度差，从而加速铸件的冷却。

作为本技术方案的进一步优化，所述水雾冷却一直持续到铸件温度降低至200℃左右，并记录压箱时间四，此时停止喷雾，可以开始打箱。

本发明技术方案的有益效果：本缩短大型铸件压箱时间的方法通过在凝固后的冒口上方喷雾的方式将冷却效应传递给铸件，实现了铸件的加速冷却。本技术方案实现对一种产品只需要放置一次温度传感器，后续生产同样的产品时，只需要按照已经记录的所述压箱时间进行水雾冷却即可，不需要再设置温度传感器，不仅节省了工艺，而且节省了生产成本。

附图说明

图1是水雾冷却示意图

图中，1-铸件；2-最高温度点；3-中间温度点；4-最低温度点；5-流量可调水雾喷头；6-冒口。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明的技术方案，将按照附图实施例进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图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结构形式或者组合。

以说明书附图所示的柱状铸件1，对本发明的技术方案进行详细阐述。

就所述铸件1的首件，按照本发明技术方案进行操作，以缩短压箱时间，具体为：

第一步，经过模拟仿真获得所述铸件1的测温点：具体是获得所述铸件1冷凝过程中的最高温度点2、中间温度点3和最低温度点4；其中，所述最高温度点2位于铸件1的最大热节部位处或者最大壁厚处，所述温度最低点4位于铸件1的最小热节部位处或最小壁厚处。在对所述铸件1进行造型和制芯时，在模拟的测温点放置热电偶作为温度传感器，且在每个热电偶的头部设置陶瓷管进行保护，以防止热电偶被金属液的高温损坏。金属液浇注后，并且每30min记录一次每个热电偶的温度，从而可以形成三条冷却曲线，也即最高温度点冷却曲线、中间温度点冷却曲线和最低温度点冷却曲线。

第二步，采用流量可调的水雾喷头进行水雾冷却：采用模拟仿真软件找出铸件及冒口完全凝固的时间点，记为压箱时间一，此时对所述最高温度点2附近的冒口进行水雾冷却，也即打开最高温度点2附近冒口上方的水雾喷头，使水雾喷在相应的冒口上部，从而将冷却效果通过冒口传递到铸件本体上；待最高温度点2处的热电偶检测到的温度与中间温度点3处的热电偶检测到的温度相差小于30℃时，记为压箱时间二，打开中间温度点3附近冒口上方的水雾喷头，开始对中间温度点3附近的冒口进行冷却，此时最高温度点2附近冒口上方的水雾冷却持续冷却中；同理，当最高温度点2、中间温度点3和最低温度点4处热电偶检测到的铸件实际温度差小于30℃时，记为压箱时间三，开启最低温度点4附近冒口上方的水雾喷头，也即此时开启所有冒口上方的水雾喷头，对整个铸件进行水雾冷却；所述水雾冷却一直持续到热电偶实际检测温度不到高于200℃时，记为压箱时间四，停止水雾冷却，并可以打箱取件，也即铸件冷凝过程完全结束。

在整个水雾冷却的过程中，在保证相应冒口附近的型砂不会变为稀泥状态的前提下，尽可能使所述水雾的量达到最大，以实现最快的降温效果，从而尽可能缩短压箱时间，也即尽可能缩短铸件从600℃降至200℃的降温时间。

将所述压箱时间一、压箱时间二、压箱时间三和压箱时间四标记在所述最高温度点冷却曲线、中间温度点冷却曲线和最低温度点冷却曲线，以供后续生产相同产品时使用，而不必再安置热电偶和进行温度监测，也即不必在每件相同的产品均设置温度传感器并进行温度监测，直接利用第一个样件生产时记录的四个压箱时间即可，从而减少了工艺步骤和生产成本，提高了生产效率和生产工艺出品率。

本技术方案所采用的水雾冷却，同时还达到了降低生产过程中粉尘的效果，改善了工作环境。

以上实施例仅是对本发明技术方案的一种典型应用的描述，在合理的、不需要付出创造性劳动的基础上，还可以进行合理的拓展。

Claims (6)

1.一种缩短大型铸件压箱时间的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S01，确定测温点：使用模拟仿真技术对铸件型腔进行充型模拟，找到铸件型腔中的最高温度点、最低温度点和中间温度点；并在所述最高温度点、最低温度点和中间温度点处各放置至少一个温度传感器；

S02，水雾冷却：使用模拟仿真技术找出铸件各个部位和冒口完全凝固所需的时间，记为压箱时间一；此时，在完全凝固的冒口上方喷水雾，对冒口上部进行喷雾冷却；

所述水雾冷却的具体方法是：

在压箱时间一时，对最高温度点附近的冒口进行水雾冷却；

待最高温度点和中间温度点的温度相当时，对中间温度点附近的冒口进行水雾冷却，并记录此时的时间为压箱时间二；

待最高温度点、最低温度点和中间温度点的温度相当时，对所有冒口进行水雾冷却，并记录此时的时间为压箱时间三。

2.如权利要求1所述的缩短大型铸件压箱时间的方法，其特征在于，所述温度传感器的感应探头采用陶瓷管保护。

3.如权利要求2所述的缩短大型铸件压箱时间的方法，其特征在于，所述温度传感器为热电偶。

4.如权利要求1所述的缩短大型铸件压箱时间的方法，其特征在于，浇注后每隔30min测量并记录一次所述最高温度点、最低温度点和中间温度点的温度。

5.如权利要求1所述的缩短大型铸件压箱时间的方法，其特征在于，所述水雾冷却的水雾量可调。

6.如权利要求5所述的缩短大型铸件压箱时间的方法，其特征在于，所述水雾冷却一直持续到铸件温度降低至200℃左右。

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