CN112743059A - 一种铸造用新型冷铁 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铸造用新型冷铁，冷铁具有底面、顶面和侧面，所述底面用于接触(含直接接触及间接接触)铸件的表面，底面和顶面之间通过侧面连接(含直接连接及间接连接)，冷铁的横截面面积自底面向顶面逐渐减小。本发明的新型冷铁结构简单巧妙，本身易加工且可以有效达到相应的技术效果，使边缘交界处的激冷作用缓和过渡，有效避免铸件在冷铁边缘产生裂纹。同时由于多边体结构的缘故，加大了散热面积，提升了热能的传导，提高了冷铁激冷效果，保证了铸件的产品质量，使铸件质量提升。

Description

一种铸造用新型冷铁

技术领域

本发明涉及一种铸造用新型冷铁，属于铸造技术领域。

背景技术

铸造生产过程中，由于铸件零件的复杂程度不同，壁厚不均匀，造成凝固过程中各部位冷却速度不一致，极易产生铸造缺陷。为保证铸件的质量，通常在需激冷的型腔内部或表面安置冷铁，用来控制收缩和获得定向凝固，以提高冒口补缩效率和防止铸件产生缩孔、缩松等铸造缺陷。

目前，通常冷铁普遍采用碳钢浇制或钢板切割而成。在尺寸上，除随形冷铁外，基本采用方形规则冷铁，放置在需激冷的工作表面。然而在使用过程中，铸件在冷铁边缘交界处偶尔会出现裂纹；或在加工后，由于冷铁激冷效果不强，时常发生皮下缩孔、疏松等缺陷情况。以上质量问题，轻者影响铸件外观，增加铸件焊补率，重则可能导致铸件报废。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种铸造用新型冷铁，可以防止铸件在冷铁边缘交界处出现裂纹或缩孔。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

一种铸造用新型冷铁，冷铁具有底面、顶面和侧面，所述底面用于接触(含直接接触及间接接触)铸件的表面，底面和顶面之间通过侧面连接(含直接连接及间接连接)，冷铁的横截面面积自底面向顶面逐渐减小。

通过采用上述技术方案，冷铁为立方体结构，冷铁的底面面积最大，用以与铸件的表面接触，为工作面，且一般放置于型箱的中部位置，处于铸件的中心处，则对于铸件底部中心处的热节处放置此冷铁，冷铁的横截面面积自底面(工作面)向顶面逐渐减小，有利于使激冷作用平缓过度，以防止冷铁与砂型交界处不同步收缩而产生热裂或缩孔，可以解决背景技术中的问题。

作为本发明的进一步改进，所述冷铁的厚度自中心处逐渐向边缘处减薄。通常情况下，若不设置冷铁铸件底部中心处的热节处，因自然冷却速度较顶部慢，而冒口设置于顶部的话，铸件底部中心处会最后冷却，又得不到补缩，易造成缩孔等现像，设置冷铁可使该热节处较先冷却，从而减缓此现象，但若设置的冷铁的形状为规则的长方体或正方体，而冷铁对铸件所产生的激冷效果和其厚度有密切关系，若上下方向的厚度一致，激冷效果相当，会与周围的型砂产生强烈的对比，易使铸件在冷铁工作面的边缘处产生裂纹。本申请方案，冷铁的厚度自中心处逐渐向边缘处减薄，可以使激冷效果均匀过渡，使得交界处的激冷作用缓和过渡，有效避免铸件在冷铁边缘产生裂纹。

作为本发明的进一步改进，所述侧面包括形状为梯形的第一侧面和形状为三角形的第二侧面，第一侧面和第二侧面呈首尾相连的间隔状设置，相邻的梯形与三角形共腰设置，各梯形的顶边、三角形的底边构成所述顶面的边，各梯形的底边组成所述底面的边。通过采用上述技术方案，本方案的冷铁由矩形冷铁改制而成，是以底面(工作面)为基准，以一定角度切除顶部四个角，切除后特征显示为个三角形截面，其余为梯形截面。本方案的新型冷铁，以斜面的方式，增大了其表面积，形成多边体结构，作业时有效加大了散热面积，提升了热能的传导；使交界处的激冷作用缓和过渡，有效避免铸件在冷铁边缘产生裂纹。

作为本发明的进一步改进，第一侧面和第二侧面的面数相等，且至少均为三个。通过采用上述技术方案，第一侧面和第二侧面相间隔设置，第二侧面为倾斜状的，两者至少各为三个，增大了表面积的同时，使是冷铁的形状规整，厚度变化均匀，使得激冷效果过度缓和。

作为本发明的进一步改进，第一侧面和第二侧面的面数均为四个。通过采用上述技术方案，第一侧面和第二侧面的面数均为四个，使得底面形状为四边形，一方面可适配于常用的铸件形状，使用范围广，便于推广，也可达到激冷效果过渡均匀，解决背影技术中技术问题。

作为本发明的进一步改进，所述底面的形状为矩形，所述顶面的形状为八边形。通过采用上述技术方案，底面的形状为矩形，可为长方形或正方形，适配于一般的铸件形状，使用方便，效果也显著。

作为本发明的进一步改进，所述顶面的边长为底面上的同一侧的边长的三分之一。通过采用上述技术方案，顶面的边长为底面上同一侧边长的三分之一，使得冷铁自其中心向边缘处的厚度变化均匀，便于使激冷作用达到均匀过渡的效果。

作为本发明的进一步改进，所述底面的形状为圆形，所述顶面的形状也为圆形，所述冷铁呈圆台状。通过采用上述技术方案，圆台状的冷铁也为一种方案，同样也可以达到不错的技术效果。

作为本发明的进一步改进，所述冷铁的厚度为铸件的厚度的0.7～1.3倍。通过采用上述技术方案，冷铁厚度与铸件厚度此种关系，有利于最大效果地实现均匀激冷，若冷铁过薄，激冷效果不佳，解决不了技术问题，若冷铁过厚，则激冷过渡，反而会带来新的问题。

作为本发明的进一步改进，所述冷铁的材质为钢材或铝材或铜材。通过采用上述技术方案，冷铁的材质优选为钢材，当然也可以为铝材或铜材。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：相比传统方形规格冷铁，本新型冷铁的横截面面积自底面向顶面逐渐减小，冷铁的厚度大小逐步向边角处减薄，使交界处的激冷作用缓和过渡，有效避免铸件在冷铁边缘产生裂纹。同时由于多边体结构的缘故，加大了散热面积，提升了热能的传导，提高了冷铁激冷效果，保证了铸件的产品质量。

附图说明

图1为本发明实施例1的铸造用新型冷铁的结构示意图。

图2为实施例1的新型冷铁的俯视图。

图3为实施例1的新型冷铁的主视图。

图4为实施例1的新型冷铁的工作简易示意图。

图5为本发明实施例2的铸造用新型冷铁的结构示意图。

图6为本发明实施例3的铸造用新型冷铁的结构示意图。

图7为本发明实施例4的铸造用新型冷铁的结构示意图。

图中：1、冷铁；11、底面；12、侧面；121、第一侧面；122、第二侧面；13、顶面；2、铸件；3、型砂；4、冒口。

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中的附图，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的一部分实施例，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做出创造性劳动的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。

实施例1

一种铸造用新型冷铁，参阅图1至图4，冷铁1具有底面11、顶面13和侧面12，底面11用于接触铸件2的表面，底面11和顶面13之间通过侧面12连接，冷铁1的横截面面积自底面11向顶面13逐渐减小。冷铁1的厚度自中心处逐渐向边缘处减薄。侧面12包括形状为梯形的第一侧面121和形状为三角形的第二侧面122，第一侧面121和第二侧面122呈首尾相连的间隔状设置，相邻的梯形与三角形共腰设置，各梯形的顶边、三角形的底边构成顶面13的边，各梯形的底边组成底面11的边。

本实施例中冷铁1由矩形冷铁改制而成，是以底面(工作面)11为基准，以一定角度切除顶部的四个角，切除后特征显示为4个三角形截面，即第二侧面122，其余为第一侧面121，呈梯形。第二侧面122为倾斜状，使得本方案的新型冷铁，以斜面的方式，增大了其表面积，形成多边体结构，作业时有效加大了散热面积，提升了热能的传导；同时新型冷铁厚度大小自中心处逐步向边缘处减薄，使交界处的激冷作用缓和过渡，有效避免铸件在冷铁边缘产生裂纹。

本方案中所述的厚度指的是上下方向上的尺寸，即由同一纵向平面截取后，冷铁的上下边缘的距离。冷铁的中心处可以指顶面13及其向底面11投影所形成的部分，为大致中心部位。

第一侧面121和第二侧面122的面数相等，且至少为三个。本实施例中，参阅图1至图3。第一侧面和第二侧面的面数均为四个。更具体地，底面11的形状为四边形，顶面13的形状为八边形。顶面13的边长为底面11上的同一侧的边长的三分之一，从另一个角度说明，冷铁自底面11向顶面13方向的投影所形成图形，使得底面的每条边被为三等分。

冷铁1的厚度为铸件2的厚度的0.7～1.3倍。可以达到最优的激冷效果。

冷铁1的材质为钢材或铝材或铜材。多样材质可供据实际需求选择。

工作原理是：

参阅图4，首先，根据工艺要求和铸件尺寸，选取合适的冷铁及数量；

其次，在需激冷的型腔内部或表面安置冷铁1，图4中是将冷铁1底面11朝上，顶面13朝下放置于型砂3的下部，冒口4开设于型砂3的上部；

最后，操作要求底面(工作面)11与铸件2的表面接触，顶面13及侧面12与型砂3接触。

作业时，因冷铁1的结构形状，一方面有效加大了散热面积，提升了热能的传导；冷铁的厚度大小自中心处逐步向边缘处减薄，使铸件与冷铁交界处边缘的激冷作用缓和过渡，有效避免铸件在冷铁边缘产生裂纹。

实施例2

参阅图5，本实施例中，底面11为三角形，顶面13为六边形，其他特征可以和实施例1中特征相同或相似，如也具备第一侧面121和第二侧面122，第一侧面呈梯形，第二侧面呈三角形。但本实施例中，第一侧面121的面数为三个，第二侧面的面数为三个，同样能达到激冷作用过渡均匀的效果。

实施例3

参阅图6，本实施例中，底面11为五边形，顶面13为十边形，其他特征可以和实施例1中特征相同或相似，如也具备第一侧面121和第二侧面122，第一侧面呈梯形，第二侧面呈三角形。但本实施例中，第一侧面121的面数为五个，第二侧面的面数为五个，同样能达到激冷作用过渡均匀的效果。

实施例4

参阅图7，底面11的形状为圆形，顶面13的形状也为圆形，冷铁1呈圆台状，侧面12为平滑过渡的表面，其他特征与实施例1中相同或相似。同样能达到激冷作用过渡均匀的效果。

综上所述，以上各实施例的冷铁1的形状，还可以根据铸件2的形状进行匹配，便于使激冷效果达到更佳，具体来说，底面11的形状，顶面13的形状，以及侧面12的形状可根据实际需求更改设置，只要满足冷铁的横截面面积自底面向顶面逐渐减小，或者满足冷铁的厚度自中心处逐渐向边缘处减薄的技术特征，均能实现本申请的技术效果，均应理解为在本申请的保护范围内。

最后应说明的是：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 (9)

1.一种铸造用新型冷铁，其特征在于：冷铁(1)具有底面(11)、顶面(13)和侧面(12)，所述底面(11)用于接触铸件(2)的表面，底面(11)和顶面(13)之间通过侧面(12)连接，冷铁(1)的横截面面积自底面(11)向顶面(13)逐渐减小。

2.根据权利要求1所述的一种铸造用新型冷铁，其特征在于：所述冷铁(1)的厚度自中心处逐渐向边缘处减薄。

3.根据权利要求1或2所述的一种铸造用新型冷铁，其特征在于：所述侧面(12)包括形状为梯形的第一侧面(121)和形状为三角形的第二侧面(122)，第一侧面(121)和第二侧面(122)呈首尾相连的间隔状设置，相邻的梯形与三角形共腰设置，各梯形的顶边、三角形的底边构成所述顶面(13)的边，各梯形的底边组成所述底面(11)的边。

4.根据权利要求3所述的一种铸造用新型冷铁，其特征在于：第一侧面(121)和第二侧面(122)的面数相等，且至少均为三个。

5.根据权利要求4所述的一种铸造用新型冷铁，其特征在于：第一侧面和第二侧面的面数均为四个。

6.根据权利要求1或2或4或5所述的一种铸造用新型冷铁，其特征在于：所述底面(11)的形状为矩形，所述顶面(13)的形状为八边形。

7.根据权利要求6所述的一种铸造用新型冷铁，其特征在于：所述顶面(13)的边长为底面(11)上的同一侧的边长的三分之一。

8.根据权利要求1或2所述的一种铸造用新型冷铁，其特征在于：所述底面(11)的形状为圆形，所述顶面(13)的形状也为圆形，所述冷铁(1)呈圆台状。

9.根据权利要求1或2或4或5或7所述的一种铸造用新型冷铁，其特征在于：所述冷铁(1)的厚度为铸件(2)的厚度的0.7～1.3倍。

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