CN113172216A - 一种铸造过程中增强铸件冷却的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铸造过程中增强铸件冷却的方法及装置，利用铸件在凝固过程中因收缩产生的空隙作为热交换腔体，通过给热交换腔体设置了引入口和排出口位置的管道，顺序持续地引入外界低温度流体，利用低温流体与高温铸件在腔体中进行以热传导，热辐射以及热对流这些更为有效的热交换方式带走热量，形成对铸件的强制冷却，同时也在铸件上形成一个有利于铸件冷却工艺要求的温度梯度，从而提升铸件的内在质量。本发明提供了一种操作简单，成本低廉，效果显著的铸件冷却方式。可广泛用于砂型、石膏型、金属型等不同造型方式的铸造生产，特别是厚大件的铸造生产。

Description

一种铸造过程中增强铸件冷却的方法及装置

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，具体而言，涉及一种铸造过程中增强铸件冷却的方法及装置。

背景技术

铸造是将熔融的金属液体浇注入铸型内，经冷却凝固获得所需形状和性能铸件的制作过程。铸件在型腔中的冷却过程对铸件的质量起着重要作用。铸件冷却过慢，特别是厚大铸件冷却过慢，是铸件组织晶粒粗大、偏析、裂纹、补缩困难等缺陷的主要原因。对铸件厚大部位进行可控顺序的快速冷却，是经济地获得内在高质量铸件的主要方法。在铸造实践中，通常采用冷铁，铬铁矿砂，以及金属铸型等蓄热能力强的材料，通过蓄热散热来强化冷却。高强度的冷却需要更多的蓄热材料，这不但增加了生产的成本及操作的难度，而且，鉴于铸件凝固过程中传热的特点，采用蓄热材料的方法不能完全满足及解决强化冷却的目的。这是因为一方面，因蓄热材料的温度上升导致蓄热材料与铸件之间的温度差下降，造成传热速度减小；另一方面，因金属的体收缩及线收缩效应，会在铸件和蓄热冷却材料之间产生一个间隙，由于这个间隙的存在，使原来主要以热传导为主的热传递变为以热辐射为主的传热方式，使传热效率大幅下降，恶化了冷却过程，不利于高质量铸件的生产。

现有的技术，在解决铸造过程中增强铸件冷却的问题方面都不太理想。例如授权公告号为CN203972835U的中国实用新型专利，其公开了砂型铸件高压冷却装置，包括冷却室，该冷却室分别连接高压进气管和排气管；排气管出口连接热交换器；冷却室内的压强大于标准大气压。利用压缩空气对准备打箱的铸件和砂型进行强制冷却，在短时间达到后序作业人员和设备的要求，降低了人员和设备风险，提高了生产效率，同时没有水的浸入，这对含水量有严格要求的型砂质量建立了安全保障，同时提升了工厂单位面积的产出效益。高密度的压缩空气让活跃的气体分子渗入铸型与铸件接触，进行热交换，通过气体释放带走铸型中的热量大大地提高了冷却效果。但是整个设备的生产成本较高而且操作难度大，存在一定的危险性；同时，该方法不能解决铸件在凝固过程中的强制冷却问题。

又例如授权公告号为CN204953815U的中国实用新型专利，其公开了一种砂型铸件落砂、热处理、砂再生的一体化装置，包括保温室，保温室设有位于其一侧的砂型铸件进口、位于其另一侧并上下设置的铸件出口和落砂出口，保温室中设有上下布置的上层输送线和下层输送线，上层输送线的输送工作面的输入端正对砂型铸件进口，上层输送线的输送工作面的输出端正对铸件出口，上层输送线的输送工作面布置有若干个镂空孔，楼空孔正对下层输送线工作面，下层输送线的输送工作面的输出端正对着落砂出口，砂型铸件进口设置在浇注模具的出口侧。通过本装置，可以将落砂、热处理和砂再生这些工序同时完成，提高效率、节约能源。该一体化装置中的冷却设备为风冷设备或者水冷设备或者油冷设备，其冷却效果不佳，会出现偏析、裂纹、补缩困难的现象；同时，该方法也不能解决铸件在凝固过程中的强制冷却问题。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种铸造过程中增强铸件冷却的方法及装置，利用铸件在凝固过程中因收缩产生的空隙作为热交换腔体，通过给热交换腔体设置了引入口和排出口位置的管道，顺序持续地引入外界低温度流体，利用低温流体与高温铸件在腔体中进行以热传导，热辐射以及热对流这些更为有效的热交换方式带走热量，形成对铸件的强制冷却，同时也在铸件上形成一个有利于铸件冷却工艺要求的温度梯度，从而提升铸件的内在质量。利用所形成的冷却腔体，在铸件完全凝固后进一步持续冷却，还能减小铸件的内应力，减小裂纹缺陷，同时缩短打箱时间，提高生产效率。本发明提供了一种操作简单，成本低廉，效果显著的铸件冷却方式。可广泛用于砂型、石膏型、金属型等不同造型方式的铸造生产，特别是厚大件的铸造生产。

为了实现上述设计目的，本发明采用的方案如下：

本发明第一方面提供一种铸造过程中增强铸件冷却的装置，包括位于铸型内的型腔，所述型腔的上部设有左侧管道(流体引入管道)作为冷却装置进口；型腔的上部还设有右侧管道(流体引出管道)作为冷却装置的出口。

优选的是，所述左侧管道的上端设有引出端口，下端固定或者半固定有引出阻挡块，在压力下不移动或脱落；右侧管道的上端设有引入端口，下端固定或者半固定有引入阻挡块，在压力下不移动或脱落。引出阻挡块与引入阻挡块的阻挡材料可以选择耐火纤维。当然，引出阻挡块与引入阻挡块中的材料也可以选择满足上述要求的其他材料。

在上述任一方案中优选的是，所述型腔内放置有铸件，铸件与型腔之间形成有空腔，空腔的大小由型腔与铸件的凝固收缩率决定；工作时经由管道向空腔内注入流体，流体经由管道排出砂型；铸件、空腔与流体组成强制热交换系统。

引入冷却流体的时机由铸件的收缩时间决定，根据计算，试验或计算机仿真模拟，当铸件表面形成凝固致密层1mm以上凝固致密层，并与铸型之间产生0.5mm以上间隙时，即可引入流体在铸件与铸型之间的空腔中进行热交换，从而促使铸件冷却。

流体可以通过传导，对流及辐射方式进行热交换，同时能满足上述关于引出阻挡块和引入阻挡块的要求。典型地，流体可根据冷却强度不同而选择不同温度的空气。

流体在所设温度下换热后，其膨胀所产生的压力符合铸件生产的安全等级，不会发生爆炸等损坏铸件或产生安全风险的恶性事件。

在上述任一方案中优选的是，所述引出阻挡块和引入阻挡块在压力下能通过流体，但无法通过金属液；引出阻挡块和引入阻挡块不会与金属液反应或浸润金属液；引出阻挡块和引入阻挡块具有耐高温性。

在上述任一方案中优选的是，所述左侧管道与右侧管道选用直径为10-100mm，壁厚为1-5mm的空心钢管或者直径为20-100mm，壁厚为2-5mm的空心钢管或者直径为30-100mm，壁厚为3-10mm的空心钢管。

在上述任一方案中优选的是，当左侧管道与右侧管道选用直径为10mm，壁厚为1mm的空心钢管时，铸件为需要冷却的部位凝固模数小于2cm的石膏型铸造厚大断面铝合金铸件；当左侧管道与右侧管道选用直径为20mm，壁厚为2mm的空心钢管时，铸件为需要冷却的部位凝固模数2-5cm的砂型铸造高厚大断面高锰钢铸件；当左侧管道与右侧管道选用直径为30mm，壁厚为3mm的空心钢管时，铸件为需要冷却的部位凝固模数5-10cm的金属型铸造高厚大断面低合金钢铸件。

在上述任一方案中优选的是，所述引出端口与引入端口上均设有流体测温装置；引出端口与负压装置相连。

流体在压力下进入间隙空腔，典型地，采用在出口端加负压实现；在引入端口与引出端口上可设置流体测温装置，通过进出口端的温度差、压力差以及流速流量等参数调整并控制流体在空腔中的换热量，从而控制铸件的冷却速度和强度。换热量的控制可采用人工手动粗略控制，也可通过计算机编程实现精确自动控制。

本发明的第二方面公开了一种采用铸造过程中增强铸件冷却的装置的作业方法，当铸件为砂型铸造高厚大断面高锰钢铸件时，利用预埋在铸型中的管道作为冷却装置，流体通入到引出端口进入左侧管道和型腔中，铸件冷却后经由右侧管道的引入端口引出，具体包括如下步骤：

第一步，将左侧管道和右侧管道预埋在铸型中，左侧管道的引出端口与大气相通，右侧管道的引入端口与负压装置相连；

第二步，浇注工作，浇注后自然冷却5-15分钟，铸件表层凝固，并因凝固收缩，在砂型与铸件间产生了0.5-2mm的间隙；这时，在引入端口加载负压，压力从0逐渐调至0.02Mpa，砂型与铸件间的间隙中因负压原因，将从与大气端相连通的进气端抽取常温空气，常温空气在间隙中随压力差由进气端向出气端运动时，与高温铸件进行热交换，从而降低了铸件温度；常温空气不断地进入间隙，不断地与高温铸件进行热交换，不断地冷却铸件；

第三步，通气冷却5-15分钟后，在出气端加载负压0.05Mpa，增大气体流速及流量，强化冷却；

第四步，强化冷却操作，在强化冷却20-40分钟后，关闭负压系统，自然冷却到打箱时间。

采用该方法，使铸件整体凝固时间缩短了50分钟，减小了厚大部位的成分偏析，生产的铸件铸态晶粒度提升1级，因而提升的铸件的内在质量，也提升了生产效率。

本发明的第三方面公开了一种采用铸造过程中增强铸件冷却的装置的作业方法，当铸件为金属型铸造高厚大断面低合金钢铸件时，利用预埋在铸型中的管道作为冷却装置，流体通入到引出端口进入左侧管道和型腔中，铸件冷却后经由右侧管道的引入端口引出，具体包括如下步骤：

第一步，将左侧管道和右侧管道预埋在铸型中，左侧管道的引出端口与大气相通，右侧管道的引入端口与负压装置相连；

第二步，浇注工作，浇注后自然冷却2-8分钟，铸件表层凝固，并因凝固收缩，在金属型与铸件间的间隙中因负压原因，将从与低温冷却空气端相连通的进气端抽取低温冷却空气，低温冷却空气在间隙中随压力差由进气端向出气端运动时，与高温铸件进行热交换，从而降低了铸件温度；常温空气不断地进入间隙，不断地与高温铸件进行热交换，不断地冷却铸件；

第三步，通气冷却10-30分钟后，在出气端加载负压0.1Mpa，增大气体流速及流量，强化冷却；

第四步，强化冷却操作，在强化冷却10-30分钟后，关闭负压系统，自然冷却到打箱时间。

本发明的第四方面公开了一种采用铸造过程中增强铸件冷却的装置的作业方法，当铸件为石膏型铸造厚大断面铝合金铸件时，利用预埋在铸型中的管道作为冷却装置，流体通入到引入端口进入右侧管道和型腔中，铸件冷却后经由左侧管道的引出端口引出，具体包括如下步骤：

第一步，将左侧管道和右侧管道预埋在铸型中，右侧管道的引入端口与大气相通，左侧管道的引出端口与负压装置相连；

第二步，浇注工作，浇注后自然冷却2-8分钟，铸件表层凝固，并因凝固收缩，在砂型与铸件间产生了0.5mm的间隙，这时在出气端加载负压，压力从0逐渐调至0.01Mpa，金属型与铸件间的间隙中因负压原因，将从与低温冷却空气端相连通的进气端抽取低温冷却空气，低温冷却空气在间隙中随压力差由进气端向出气端运动时，与高温铸件进行热交换，从而降低了铸件温度；常温空气不断地进入间隙，不断地与高温铸件进行热交换，不断地冷却铸件；

第三步，通气冷却3-10分钟后，在出气端加载负压0.03Mpa，增大气体流速及流量，强化冷却；

第四步，强化冷却操作，直接在强化冷却到打箱时间。

采用该方法，使铸件整体凝固时间缩短了2小时，减小了厚大部位的成分偏析，生产的铸件铸态晶粒度提升0.5级，用于补缩的冒口直径减小了10％，铸件出品率提升了5％，铸件生产时间缩短了3小时，提升了铸件的内在质量，降低了铸件生产成本，也提升了生产效率。

附图说明

图1为按照本发明的铸造过程中增强铸件冷却的装置的结构示意图(未浇注状态)。

图2为按照本发明的铸造过程中增强铸件冷却的装置的图1所示优选实施例中浇注高温金属后冷却过程的示意图。

附图标号说明：

铸型1，引出端口21，左侧管道22，引出阻挡块23，冒口3，冒口3，冒口套4，引入端口51，右侧管道52，引入阻挡块53，冷铁6，铸件7，空腔8，流体9，型腔10。

具体实施方式

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它的实施例。

如图1所示，按照本发明的铸造过程中增强铸件冷却的装置的结构示意图。本发明提供一种铸造过程中增强铸件冷却的装置，包括预埋在铸型1内的冷却管道，所述冷却管道8为左侧管道22和右侧管道52。

冷铁6及冒口套3不一定必须出现，按实际情况可有可无，浇注系统可从冒口4浇入，也可单独设置，与型腔10相连。

本发明第一方面提供一种铸造过程中增强铸件冷却的装置，包括位于铸型1内的型腔10，所述型腔10的上部设有左侧管道22作为冷却装置进口；型腔10的上部还设有右侧管道52作为冷却装置的出口。

在本实施例中，所述左侧管道22的上端设有引出端口21，下端固定或者半固定有引出阻挡块23，在压力下不移动或脱落；右侧管道52的上端设有引入端口51，下端固定或者半固定有引入阻挡块53，在压力下不移动或脱落。引出阻挡块23与引入阻挡块53的阻挡材料可以选择耐火纤维。当然，引出阻挡块23与引入阻挡块53中的材料也可以选择满足上述要求的其他材料。

在本实施例中，所述型腔10内放置有铸件7，铸件7与型腔10之间形成有空腔8，空腔8的大小由型腔10与铸件7的凝固收缩率决定；工作时经由右侧管道52向空腔8内注入流体9，流体9经由左侧管道22排出砂型1；右侧管道52、左侧管道22、铸件7、空腔8与流体9组成强制热交换系统。

引入冷却流体9的时机由铸件的收缩时间决定，根据计算，试验或计算机仿真模拟，当铸件表面形成凝固致密层1mm以上凝固致密层，并与铸型1之间产生0.5mm以上间隙时，即可引入流体9在铸件7与型腔10之间的空腔8中进行热交换(如图1所示)，从而促使铸件冷却。

流体9可以通过传导，对流及辐射方式进行热交换，同时能满足上述关于引出阻挡块23和引入阻挡块53的要求。典型地，流体9可根据冷却强度不同而选择不同温度的空气。

流体9在所设温度下换热后，其膨胀所产生的压力符合铸件生产的安全等级，不会发生爆炸等损坏铸件或产生安全风险的恶性事件。

在本实施例中，所述引出阻挡块23和引入阻挡块53在压力下能通过流体9，但无法通过金属液；引出阻挡块23和引入阻挡块53不会与金属液反应或浸润金属液；引出阻挡块23和引入阻挡块53具有耐高温性。

在本实施例中，所述左侧管道22与右侧管道52选用直径为10mm，壁厚为1mm的空心钢管或者直径为20mm，壁厚为2mm的空心钢管或者直径为30mm，壁厚为3mm的空心钢管。

在本实施例中，当左侧管道22与右侧管道52选用直径为10mm，壁厚为1mm的空心钢管时，铸件7为石膏型铸造厚大断面铝合金铸件；当左侧管道22与右侧管道52选用直径为20mm，壁厚为2mm的空心钢管时，铸件7为砂型铸造高厚大断面高锰钢铸件；当左侧管道22与右侧管道52选用直径为30mm，壁厚为3mm的空心钢管时，铸件7为金属型铸造高厚大断面低合金钢铸件。

在本实施例中，所述引出端口21与引入端口51上均设有流体测温装置；引入端口51与负压装置相连。

流体9在压力下进入间隙空腔8，典型地，采用在出口端51加负压实现；在引出端口21与引入端口51上可设置流体测温装置，通过进出口端的温度差、压力差以及流速流量等参数调整并控制流体9在空腔8中的换热量，从而控制铸件的冷却速度和强度。换热量的控制可采用人工手动粗略控制，也可通过计算机编程实现精确自动控制。

本发明的第二方面公开了一种采用铸造过程中增强铸件冷却的装置的作业方法。

实施例一：

当铸件为砂型铸造高厚大断面高锰钢铸件时，右侧管道52作为进气管，左侧管道22作为出气管。进气管的一头伸出砂型之外，与大气相通；进气管另一头用耐火透气纤维布包住并固定在管口，造型时用耐火透气纤维布包住的管口置于浇注位置厚大截面的底侧部，与模具相接，不留间隙，造型拔模后，用耐火透气纤维布包住的管口与型腔10相通，没有砂子阻挡(见图2所示)。

出气管一头伸出砂型之外，与负压装置相通；进气管另一头用耐火透气纤维布包住并固定在管口，造型时用耐火透气纤维布包住的管口置于浇注位置厚大截面的上侧部，与模具相接，不留间隙，造型拔模后，用耐火透气纤维布包住的管口与型腔相通，没有砂子阻挡。

金属液浇注入型腔10后形成铸件7，最初型腔10与铸件7大小相等，随着浇注后金属液的凝固收缩，铸件7因收缩体积变小，在型腔10中形成间隙8。利用预埋在铸型1中的管道作为冷却装置，流体通入到引入端口51进入右侧管道52和型腔10与铸件7形成的间隙8中，铸件7冷却后经由右侧管道52的引入端口51引出，具体包括如下步骤：

第一步，将左侧管道22和右侧管道52预埋在铸型1中，右侧管道52的引入端口51与大气相通，左侧管道22的引出端口21与负压装置相连(见图2所示)；

第二步，浇注工作，浇注后自然冷却10分钟，铸件7表层凝固，并因凝固收缩，在砂型与铸件间产生了1mm以上的间隙；这时，在引出端口21加载负压，压力从0逐渐调至0.02Mpa，型腔10与铸件7形成的间隙8中因负压原因，将从与大气端相连通的进气端抽取常温空气，常温空气在间隙8中随压力差由进气端向出气端运动时，与高温铸件7进行热交换，从而降低了铸件7温度；常温空气不断地进入间隙8，不断地与高温铸件7进行热交换，不断地冷却铸件7(见图1所示)；

第三步，通气冷却10分钟后，在出气端加载负压0.05Mpa，增大气体流速及流量，强化冷却；

第四步，强化冷却操作，在强化冷却30分钟后，关闭负压系统，自然冷却到打箱时间。

采用该方法，使铸件7整体凝固时间缩短了50分钟，减小了厚大部位的成分偏析，生产的铸件铸态晶粒度提升1级，因而提升的铸件7的内在质量，也提升了生产效率。

实施例二：

铸件为金属型铸造高厚大断面低合金钢铸件，左侧管道22作为进气管，右侧管道52作为出气管。进气管一头伸出金属型之外，与低温冷却空气相通；进气管另一头固定地装置了包裹了耐火透气纤维布的过滤器在管口，位置在浇注位置厚大截面的底侧部，与模具相接，不留间隙，造型拔模后，装置了包裹有耐火透气纤维布的过滤器与型腔10相通。

出气管一头伸出金属型之外，与负压装置相通；进气管另一头固定地装置了包裹了耐火透气纤维布的过滤器在管口，置于浇注位置厚大截面的上侧部，与模具相接，不留间隙，造型拔模后，装置了包裹有耐火透气纤维布的过滤器与型腔10相通。包裹有耐火透气纤维布的过滤器可以一次性使用，按需要更换安装，也可以多次使用，因而可满足金属模重复使用的要求。

利用预埋在铸型1中的管道作为冷却装置，流体通入到引出端口21进入左侧管道22和型腔10中，铸件冷却后经由右侧管道52的引入端口51引出，具体包括如下步骤：

第一步，将左侧管道22和右侧管道52预埋在铸型中，左侧管道22的引出端口21与大气相通，右侧管道52的引入端口51与负压装置相连；

第二步，浇注工作，浇注后自然冷却5分钟，铸件7表层凝固，并因凝固收缩，在金属型与铸件7间的间隙中因负压原因，将从与低温冷却空气端相连通的进气端抽取低温冷却空气，低温冷却空气在间隙中随压力差由进气端向出气端运动时，与高温铸件7进行热交换，从而降低了铸件7温度；常温空气不断地进入间隙，不断地与高温铸件进行热交换，不断地冷却铸件7；

第三步，通气冷却15分钟后，在出气端加载负压0.1Mpa，增大气体流速及流量，强化冷却；

第四步，强化冷却操作，在强化冷却20分钟后，关闭负压系统，自然冷却到打箱时间。

采用该方法，使铸件7整体凝固时间缩短了2小时，减小了厚大部位的成分偏析，生产的铸件铸态晶粒度提升0.5级，用于补缩的冒口直径减小了10％，铸件出品率提升了5％，铸件7生产时间缩短了3小时，提升了铸件7的内在质量，降低了铸件7生产成本，也提升了生产效率。

实施例三：

当铸件为石膏型铸造厚大断面铝合金铸件时，左侧管道22作为进气管，右侧管道52作为出气管。进气管一头伸出石膏型之外，与低温冷却空气相通；进气管另一头固定地装置了包裹了耐火透气纤维布的过滤器在管口，位置在浇注位置厚大截面的底侧部，与模具相接，不留间隙，造型拔模后，装置了包裹有耐火透气纤维布的过滤器与型腔10相通。

出气管一头伸出金属型之外，与负压装置相通；进气管另一头固定地装置了包裹了耐火透气纤维布的过滤器在管口，置于浇注位置厚大截面的上侧部，与模具相接，不留间隙，造型拔模后，装置了包裹有耐火透气纤维布的过滤器与型腔相通。包裹有耐火透气纤维布的过滤器可以一次性使用，按需要更换安装，也可以多次使用，因而可满足金属模重复使用的要求。

利用预埋在铸型1中的管道作为冷却装置，流体通入到引出端口21进入左侧管道22和型腔10中，铸件7冷却后经由右侧管道52的引入端口51引出，具体包括如下步骤：

第一步，将左侧管道22和右侧管道52预埋在铸型中，左侧管道22的引出端口21与大气相通，右侧管道52的引入端口51与负压装置相连；

第二步，浇注工作，浇注后自然冷却5分钟，铸件7表层凝固，并因凝固收缩，在砂型与铸件7间产生了0.5mm的间隙，这时在出气端加载负压，压力从0逐渐调至0.01Mpa，金属型与铸件7间的间隙中因负压原因，将从与低温冷却空气端相连通的进气端抽取低温冷却空气，低温冷却空气在间隙中随压力差由进气端向出气端运动时，与高温铸件7进行热交换，从而降低了铸件7温度；常温空气不断地进入间隙，不断地与高温铸件7进行热交换，不断地冷却铸件7；

第三步，通气冷却5分钟后，在出气端加载负压0.03Mpa，增大气体流速及流量，强化冷却；

第四步，强化冷却操作，直接在强化冷却到打箱时间。

采用该方法，使铸件7整体凝固时间缩短了0.5小时，减小了厚大部位的成分偏析，生产的铸件铸态晶粒度提升1级，生产时间缩短了2小时，用于补缩的冒口直径减小了15％，铸件7出品率提升了10％，提升了铸件7的内在质量，降低了铸件7生产成本，也提升了生产效率。

本领域技术人员不难理解，本发明的铸造过程中增强铸件冷却的方法及装置包括本说明书中各部分的任意组合。限于篇幅且为了使说明书简明，在此没有将这些组合一一详细介绍，但看过本说明书后，由本说明书构成的各部分的任意组合构成的本发明的范围已经不言自明。

Claims (10)

1.一种铸造过程中增强铸件冷却的装置，包括位于铸型(1)内的型腔(10)，其特征在于：型腔(10)的上部设有左侧管道(22)作为冷却装置进口；型腔(10)的上部还设有右侧管道(52)作为冷却装置的出口。

2.如权利要求1所述的铸造过程中增强铸件冷却的装置，其特征在于：左侧管道(22)的上端设有引出端口(21)，下端固定或者半固定有引出阻挡块(23)，在压力下不移动或脱落；右侧管道(52)的上端设有引出端口(51)，下端固定或者半固定有引入阻挡块(53)，在压力下不移动或脱落。

3.如权利要求1所述的铸造过程中增强铸件冷却的装置，其特征在于：型腔(10)内放置有铸件(7)，铸件(7)与型腔(10)之间形成有空腔(8)，空腔(8)的大小由型腔(10)与铸件(7)的凝固收缩率决定；工作时经由管道(52)向空腔(8)内注入流体(9)，流体(9)经由左侧管道(22)排出砂型(1)；铸件(7)、空腔(8)与流体(9)组成强制热交换系统。

4.如权利要求1所述的铸造过程中增强铸件冷却的装置，其特征在于：引出阻挡块(23)和引入阻挡块(53)在压力下能通过流体(9)，但无法通过金属液；引出阻挡块(23)和引入阻挡块(53)不会与金属液反应或浸润金属液；引出阻挡块(23)和引入阻挡块(53)具有耐高温性。

5.如权利要求1或4所述的铸造过程中增强铸件冷却的装置，其特征在于：左侧管道(22)与右侧管道(52)选用直径为10-100mm，壁厚为1-5mm的空心钢管或者直径为20-100mm，壁厚为2-5mm的空心钢管或者直径为30-100mm，壁厚为3-10mm的空心钢管。

6.如权利要求5所述的铸造过程中增强铸件冷却的装置，其特征在于：当左侧管道(22)与右侧管道(52)选用直径为10mm，壁厚为1mm的空心钢管时，铸件(7)为需要冷却的部位凝固模数小于2cm的石膏型铸造厚大断面铝合金铸件；当左侧管道(22)与右侧管道(52)选用直径为20mm，壁厚为2mm的空心钢管时，铸件(7)为需要冷却的部位凝固模数2-5cm的砂型铸造高厚大断面高锰钢铸件；当左侧管道(22)与右侧管道(52)选用直径为30mm，壁厚为3mm的空心钢管时，铸件(7)为需要冷却的部位凝固模数5-10cm的金属型铸造高厚大断面低合金钢铸件。

7.如权利要求2所述的铸造过程中增强铸件冷却的装置，其特征在于：引出端口(21)与引入端口(51)上均设有流体测温装置；引出端口(21)与负压装置相连。

8.一种采用铸造过程中增强铸件冷却的装置的作业方法，当铸件(7)为砂型铸造高厚大断面高锰钢铸件时，利用预埋在铸型(1)中的管道作为冷却装置，流体(9)通入到引出端口(21)进入左侧管道(22)和型腔(10)中，铸件(7)冷却后经由右侧管道(52)的引入端口(51)引出，具体包括如下步骤：

第一步，将左侧管道(22)和右侧管道(52)预埋在铸型(1)中，左侧管道(22)的引出端口(21)与大气相通，右侧管道(52)的引入端口(51)与负压装置相连；

第二步，浇注工作，浇注后自然冷却5-15分钟，铸件表层凝固，并因凝固收缩，在砂型与铸件间产生了0.5-2mm的间隙；这时，在引入端口(51)加载负压，压力从0逐渐调至0.02Mpa，砂型与铸件间的间隙中因负压原因，将从与大气端相连通的进气端抽取常温空气，常温空气在间隙中随压力差由进气端向出气端运动时，与高温铸件进行热交换，从而降低了铸件(7)温度；常温空气不断地进入间隙，不断地与高温铸件(7)进行热交换，不断地冷却铸件(7)；

第三步，通气冷却5-15分钟后，在出气端加载负压0.05Mpa，增大气体流速及流量，强化冷却；

第四步，强化冷却操作，在强化冷却20-40分钟后，关闭负压系统，自然冷却到打箱时间。

9.如权利要求8所述的采用铸造过程中增强铸件冷却的装置的作业方法，其特征在于：当铸件(7)为金属型铸造高厚大断面低合金钢铸件时，利用预埋在铸型(1)中的管道作为冷却装置，流体(9)通入到引出端口(21)进入左侧管道(22)和型腔(10)中，铸件(7)冷却后经由右侧管道(52)的引入端口(51)引出，具体包括如下步骤：

第一步，将左侧管道(22)和右侧管道(52)预埋在铸型(1)中，左侧管道(22)的引出端口(21)与大气相通，右侧管道(52)的引入端口(51)与负压装置相连；

第二步，浇注工作，浇注后自然冷却2-8分钟，铸件表层凝固，并因凝固收缩，在金属型与铸件间的间隙中因负压原因，将从与低温冷却空气端相连通的进气端抽取低温冷却空气，低温冷却空气在间隙中随压力差由进气端向出气端运动时，与高温铸件进行热交换，从而降低了铸件(7)温度；常温空气不断地进入间隙，不断地与高温铸件(7)进行热交换，不断地冷却铸件(7)；

第三步，通气冷却10-30分钟后，在出气端加载负压0.1Mpa，增大气体流速及流量，强化冷却；

第四步，强化冷却操作，在强化冷却10-30分钟后，关闭负压系统，自然冷却到打箱时间。

10.如权利要求8所述的采用铸造过程中增强铸件冷却的装置的作业方法，其特征在于：当铸件(7)为石膏型铸造厚大断面铝合金铸件时，利用预埋在铸型(1)中的管道作为冷却装置，流体(9)通入到引入端口(51)进入右侧管道(52)和型腔(10)中，铸件(7)冷却后经由左侧管道(22)的引出端口(21)引出，具体包括如下步骤：

第一步，将左侧管道(22)和右侧管道(52)预埋在铸型(1)中，右侧管道(52)的引入端口(51)与大气相通，左侧管道(21)的引出端口(21)与负压装置相连；

第二步，浇注工作，浇注后自然冷却2-8分钟，铸件表层凝固，并因凝固收缩，在砂型与铸件间产生了0.5mm的间隙，这时在出气端加载负压，压力从0逐渐调至0.01Mpa，金属型与铸件间的间隙中因负压原因，将从与低温冷却空气端相连通的进气端抽取低温冷却空气，低温冷却空气在间隙中随压力差由进气端向出气端运动时，与高温铸件(7)进行热交换，从而降低了铸件(7)温度；常温空气不断地进入间隙，不断地与高温铸件(7)进行热交换，不断地冷却铸件(7)；

第三步，通气冷却3-10分钟后，在出气端加载负压0.03Mpa，增大气体流速及流量，强化冷却；

第四步，强化冷却操作，直接在强化冷却到打箱时间。

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