CN113458353B - 一种铸造用激冷机构及铸造方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种铸造用激冷机构，包括激冷件和隔绝砂芯，所述隔绝砂芯设置于砂箱内，且所述隔绝砂芯的第一侧与所述砂箱的铸件型腔内壁相平齐，所述激冷件设置于所述隔绝砂芯的第二侧，所述第二侧与所述第一侧相背，所述激冷件和所述隔绝砂芯的至少部分包裹于砂型内，所述隔绝砂芯上开设有连通所述激冷件和所述铸件型腔的空腔，在向所述铸件型腔内浇注的情况下，金属液流入至所述空腔内，以形成传热件，所述激冷件与铸件通过所述传热件相连。本方案能够解决目前的大型铸件在铸造过程中的激冷效果较差影响铸件质量的问题。

Description

一种铸造用激冷机构及铸造方法

技术领域

本发明涉及铸造方法技术领域，特别是涉及一种铸造用激冷机构及铸造方法。

背景技术

灰铸铁具有良好的减震性、耐磨性以及切削加工性能，因此被机床铸件大量选用，如机床工作台、底座、立柱等均选用灰铸铁材质制作。通常情况下，机床工作台断面都比较厚大，需要加工开槽。由于开槽深度较深，若不采取相应的激冷措施，在铸造过程中，铸件会因缩松加工外露报废。

为了解决这一问题，目前采用的方案有两种：在开槽部位铺设直冷冷铁进行激冷，保证加工开槽处不会有加工缩松外露的风险，但因直冷冷铁激冷效果太明显，导致灰铸铁表面硬度高，加工性能降低，且加工后放置冷铁的部位与未放置冷铁的部位出现明显的色差，严重影响铸件外观。另一种是在开槽部位铺设隔砂冷铁进行激冷，此部位的表面硬度正常，加工后放置冷铁的部位与未放置冷铁的部位也无明显的色差，但因冷铁与铸件之间隔了一层砂层，因此激冷效果差，开槽处缩松加工外漏的问题未彻底解决，影响产品质量，浪费生产成本。

发明内容

基于此，有必要针对目前的大型铸件在铸造过程中的激冷效果较差影响铸件质量的问题，提供一种铸造用激冷机构及铸造方法。

为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：

第一方面，本发明实施例公开一种铸造用激冷机构，包括激冷件和隔绝砂芯，所述隔绝砂芯设置于砂箱内，且所述隔绝砂芯的第一侧与所述砂箱的铸件型腔内壁相平齐，所述激冷件设置于所述隔绝砂芯的第二侧，所述第二侧与所述第一侧相背，所述激冷件和所述隔绝砂芯的至少部分包裹于砂型内，所述隔绝砂芯上开设有连通所述激冷件和所述铸件型腔的空腔，在向所述铸件型腔内浇注的情况下，金属液流入至所述空腔内，以形成传热件，所述激冷件与铸件通过所述传热件相连。

在其中一种实施例中，所述隔绝砂芯上间隔开设有多个所述空腔。

在其中一种实施例中，相邻两个空腔之间的距离不小于50mm。

在其中一种实施例中，在所述第一侧朝向所述第二侧的方向上，所述隔绝砂芯在所述铸件型腔内壁上的投影逐渐增大。

在其中一种实施例中，所述激冷件的材质为铸铁或铸钢。

在其中一种实施例中，所述激冷件的厚度为所述铸件壁厚的0.8至1倍。

在其中一种实施例中，所述空腔的结构为通槽。

第二方面，本发明实施例还公开一种铸造方法，应用于上述的铸造用机构机构，包括：

将隔绝砂芯放置于砂箱内，且所述隔绝砂芯的第一侧与所述砂箱的铸件型腔内壁相平齐；

将激冷件放置于所述隔绝砂芯上与所述第一侧相背的第二侧；

向所述砂箱内流砂以形成砂型，所述砂型包裹所述激冷件和所述隔绝砂芯的至少部分；

将金属液浇注至所述铸件型腔内，以使部分所述金属液填充所述空腔以形成传热件；

起型并清理所述传热件。

在其中一种实施例中，所述隔绝砂芯通过模具或增材制造方式一体成型。

在其中一种实施例中，，所述隔绝砂芯的厚度为15mm至20mm。

本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：

本发明实施例公开的铸造用激冷机构中，通过隔绝砂芯将激冷件与铸件隔开，从而防止激冷件与铸件直接接触，不会对铸件表面快速激冷，避免产生灰铸铁加工表面硬度过高、放置激冷件的部位与未放置激冷件的部位存在明显色差的问题，而且，在铸件的成型过程中形成的传热件，能够将铸件内的热量传递给激冷件，从而能够起到更好的传热效果，使铸件内部冷却速度更快，可稳定消除缩松，避免加工外露。

附图说明

图1为本发明实施例公开的铸造用激冷机构应用时的结构示意图；

图2为本发明实施例公开的隔绝砂芯的结构示意图。

附图标记说明：

100-激冷件；

200-隔绝砂芯、210-空腔；

300-砂箱、310-铸件型腔；

400-砂型；

500-传热件。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“顶部”、“底部”、“底端”、“顶端”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1-图2所示，本发明实施例公开一种铸造用激冷机构，所公开的铸造用激冷机构包括激冷件100和隔绝砂芯200。

激冷件100可以为直冷冷铁，以具备较好的吸热功能，隔绝砂芯200设置于砂箱300内，具体地，隔绝砂芯200的第一侧与砂箱300的铸件型腔310内壁相平齐，砂箱300的铸件型腔310为铸件成型的腔体，激冷件100设置于隔绝砂芯200的第二侧，第二侧与第一侧相背，即激冷件100背离铸件型腔310设置，相当于通过隔绝砂芯200将激冷件100与铸件型腔310隔离开。

在具体的造型过程中，激冷件100和隔绝砂芯200的至少部分包裹于砂型400内，隔绝砂芯200上开设有连通激冷件100和铸件型腔310的空腔210，在向铸件型腔310内浇注的情况下，即在铸件的成型过程中，金属液流入至空腔210内，从而填充空腔210，以形成传热件500，此时，当铸件成型时，激冷件100与铸件通过传热件500相连。

由上文可知，本发明实施例公开的铸造用激冷机构中，通过隔绝砂芯200将激冷件100与铸件隔开，从而防止激冷件100与铸件直接接触，不会对铸件表面快速激冷，避免产生灰铸铁加工表面硬度过高、放置激冷件100的部位与未放置激冷件100的部位存在明显色差的问题，而且，在铸件的成型过程中形成的传热件500，能够将铸件内的热量传递给激冷件100，从而能够起到更好的传热效果，使铸件内部冷却速度更快，可稳定消除缩松，避免加工外露。

与此同时，传热件500由于结构小，自身凝固降温速度快，因此明显早于铸件凝固，在铸件凝固初期，不会对铸件加工表面快速激冷，不会造成铸件表面硬度过高和加工后有色差。

本发明实施例中，为了保证更好的传热效果，隔绝砂芯200上可以间隔开设有多个空腔210。此种情况下，在铸件的成型过程中，金属液可以流入至多个空腔210内，从而形成多个传热件500，在铸件凝固初期，多个传热件500可以将热量传输至激冷件100上，从而能够起到更好的散热效果，进而稳定消除缩松，避免加工外露，以提升铸件质量。

进一步地，相邻两个空腔210之间的距离可以不小于50mm。此种情况下，铸造所形成的多个传热件500之间的距离较远，从而使得所形成的传热件500的数量较少，以防止后续去除传热件500的成本较高，同时，还能够防止两个传热件500之间的距离较近造成对铸件表面快速激冷，避免产生灰铸铁加工表面硬度过高，存在明显色差的问题。

本发明分开的实施例中，为了方便起型，在隔绝砂芯200的第一侧朝向隔绝砂芯200的第二侧的方向上，隔绝砂芯200在铸件型腔310内壁上的投影可以逐渐增大，即在隔绝砂芯200的第一侧朝向隔绝砂芯200的第二侧的方向上，隔绝砂芯200的侧壁可以朝向隔绝砂芯200的中心倾斜。此种情况下，在起型过程中，隔绝砂芯200可以与砂型400卡接，从而形成一个整体，以便于激冷件100能够随砂型400起型。

在一种可选的实施例中，激冷件100的材质可以为铸铁或铸钢。此种材质的激冷件100具有优良的蓄热和传热能力，从而能够起到更好的散热功能，以便于提升铸件质量。

本发明公开的实施例中，激冷件100的厚度可以为铸件壁厚的0.8至1倍。此种情况下，能够更好地解决激冷件100激冷不足导致的缩松加工外漏问题，可稳定生产出合格的铸件，降低铸造成本浪费，满足顾客要求。

在一种可选的实施例中，为了保证传热件500起到更好的传热功能，空腔210的结构可以为通槽。此种情况下，在具体的铸造过程中，此种结构的空腔210所形成的传热件500为条形结构件，从而能够较及时地将铸件内的热量传递给外侧的激冷件100，以使铸件内部的冷却速度较快，可稳定消除缩松，避免加工外露。进一步地，通槽的宽度可以为5mm至10mm，此种情况下，所形成的传热件500的厚度可以为5mm至10mm，从而保证激冷效果。

基于本发明实施例公开的铸造用激冷机构，本发明实施例还公开一种铸造方法，所公开的铸造方法应用于上述任意实施例所述的铸造方法，此铸造方法具体包括：

S110、将隔绝砂芯200放置于砂箱300内，且隔绝砂芯200的第一侧与砂箱300的铸件型腔310内壁相平齐。

S120、将激冷件100放置于隔绝砂芯200上与第一侧相背的第二侧。

S130、向砂箱300内流砂以形成砂型400，砂型400包裹激冷件100和隔绝砂芯200的至少部分。

S140、将金属液浇注至铸件型腔310内，以使部分金属液填充空腔以形成传热件500。

S150、起型并清理传热件500。

通过此铸造方法，解决了现有激冷方式导致的加工后有色差以及硬度高的问题，也解决了现有激冷方法的激冷效果差导致的缩松加工外漏问题，可稳定生产出合格的铸件，降低铸造成本浪费，满足顾客交付。

进一步地，隔绝砂芯200可以通过模具或增材制造方式一体成型。此种情况下，隔绝砂芯200能够一体成型，从而能够减少生产工序，以提高生产效率及节约成本。

本发明实施例公开的铸造方法中，隔绝砂芯200的厚度可以为15mm至20mm。以使隔绝砂芯200能够起到更好的隔离作用，从而使得所生产的铸件表面硬度正常，还能够更好地防止铸件表面形成色差。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种铸造用激冷机构，其特征在于，包括激冷件（100）和隔绝砂芯（200），所述隔绝砂芯（200）设置于砂箱（300）内，且所述隔绝砂芯（200）的第一侧与所述砂箱（300）的铸件型腔（310）内壁相平齐，所述激冷件（100）设置于所述隔绝砂芯（200）的第二侧，所述第二侧与所述第一侧相背，所述激冷件（100）和所述隔绝砂芯（200）的至少部分包裹于砂型（400）内，所述隔绝砂芯（200）上开设有连通所述激冷件（100）和所述铸件型腔（310）的空腔（210），在向所述铸件型腔（310）内浇注的情况下，金属液流入至所述空腔（210）内，以形成传热件（500），所述激冷件（100）与铸件通过所述传热件（500）相连。

2.根据权利要求1所述的铸造用激冷机构，其特征在于，所述隔绝砂芯（200）上间隔开设有多个所述空腔（210）。

3.根据权利要求2所述的铸造用激冷机构，其特征在于，相邻两个所述空腔（210）之间的距离不小于50mm。

4.根据权利要求1所述的铸造用激冷机构，其特征在于，在所述第一侧朝向所述第二侧的方向上，所述隔绝砂芯（200）在所述铸件型腔（310）内壁上的投影逐渐增大。

5.根据权利要求1所述的铸造用激冷机构，其特征在于，所述激冷件（100）的材质为铸铁或铸钢。

6.根据权利要求1所述的铸造用激冷机构，其特征在于，所述激冷件（100）的厚度为所述铸件壁厚的0.8至1倍。

7.根据权利要求1所述的铸造用激冷机构，其特征在于，所述空腔（210）的结构为通槽。

8.一种铸造方法，应用于权利要求1至7中任一项所述的铸造用激冷机构，其特征在于，包括：

将隔绝砂芯（200）放置于砂箱（300）内，且所述隔绝砂芯（200）的第一侧与所述砂箱（300）的铸件型腔（310）内壁相平齐；

将激冷件（100）放置于所述隔绝砂芯（200）上与所述第一侧相背的第二侧；

向所述砂箱（300）内流砂以形成砂型（400），所述砂型（400）包裹所述激冷件（100）和所述隔绝砂芯（200）的至少部分；

将金属液浇注至所述铸件型腔（310）内，以使部分所述金属液填充所述空腔以形成传热件（500）；

起型并清理所述传热件（500）。

9.根据权利要求8所述的铸造方法，其特征在于，所述隔绝砂芯（200）通过模具或增材制造方式一体成型。

10.根据权利要求8所述的铸造方法，其特征在于，所述隔绝砂芯（200）的厚度为15mm至20mm。

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