CN207547607U - 一种耐高温冷铁 - Google Patents
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Abstract
一种耐高温冷铁，包括金属激冷块，金属激冷块的表面上设有镀铝保护层，镀铝保护层的外层为铝覆盖层，镀铝保护层的内层为铁铝合金层；在脱蜡焙烧过程中，镀铝保护层的表面经氧化后形成三氧化二铝层，铝覆盖层经过高温扩散变为铁铝合金层。本实用新型应用成本低廉、操作简单、经济效益明显，工业化应用前景广阔。
Description
技术领域
本实用新型属于铸造领域，尤其是一种熔模铸造用冷铁。
背景技术
熔模铸造零件结构复杂，加之轻量化大趋势，熔模铸造产品结构多采用筋连接装配孔凸台、工艺减重孔的设计，产品结构的孤立热节、加工凸台较多，这样铸件的补缩、浇注系统设计变得困难，工艺出品率通常较低，加工部位缩孔增多。这种情况下冷铁应用成为提升工艺出品率、消除缩孔的最有效方法。
冷铁作为激冷体在铸造中广泛应用，在砂型、壳型等常温浇注工艺中应用较多，但是在熔模铸造工艺中很少应用，主要原因是：熔模铸造脱蜡过程中冷铁会受到脱蜡液严重腐蚀，型壳焙烧过程中一般经过800-1100℃高温焙烧2-4小时，冷铁随型壳一起焙烧，冷铁氧化严重，钢铁水浇注过程中产生大量气体,形成渣气孔缺陷；
目前熔模铸造行业一般采用不锈钢作为冷铁，但是由于不锈钢冷铁硬度较高，机加工困难，行业较少应用；有些企业采用型壳焙烧后在型壳上钻孔，再插入非不锈钢材质的普通冷铁的方法解决缩孔，但是效率极低，极少应用。由此可知，适应工业化批量应用的熔模铸造冷铁必须具备：1.耐酸腐蚀耐高温焙烧，脱蜡焙烧过程中不产生发气物质, 发气物质主要是铁的氧化物，浇注过程中不产生气体；2.硬度低与铸件材质硬度差异小，易切削加工。
发明内容
本实用新型提供了一种耐高温冷铁，解决了现有冷铁易产生气体、不易切削及操作复杂的问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种耐高温冷铁，包括金属激冷块，其特征在于：金属激冷块的表面上设有镀铝保护层，镀铝保护层的外层为铝覆盖层，镀铝保护层的内层为铁铝合金层；在脱蜡焙烧过程中，镀铝保护层的表面经氧化后形成三氧化二铝层，铝覆盖层经过高温扩散变为铁铝合金层。
对上述技术方案进一步地限定，所述镀铝保护层的厚度为50-200微米，此厚度能使镀铝保护层和冷铁达到最佳效果。
有益效果：1.因镀铝保护层能耐酸碱腐蚀、耐高温氧化，在脱蜡焙烧过程中镀铝保护层的表面氧化后形成结合致密的三氧化二铝层, 三氧化二铝层阻止了氧气与内层金属接触,从而保护内层及金属激冷块不被氧化；铁铝合金层中铝先于铁氧化形成三氧化二铝，进一步保护基体中铁不被氧化从而避免产生易于发气的铁的氧化物，三氧化二铝层与钢铁水接触过程中不产生化学反应、不产生气体；2.耐高温冷铁表面三氧化二铝保护层厚度一般仅为50-200微米，从而保证了冷铁的导热性和冷却效果；3.本实用新型作为外冷铁使用时，耐高温冷铁表面三氧化二铝保护层阻止了金属液和铸件本体的熔合，结合力小，外冷铁易脱模，浇注清砂后外冷铁能直接与铸件分离，可重复使用；4.本实用新型作为内冷铁使用时，因本耐高温金属激冷块材质为硬度与铸件本体相近的非不锈钢的普通钢材，加工切削性能良好；5.本实用新型适合工业化应用，成本低廉、操作简单、经济效益明显，工业化应用前景广阔。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种耐高温冷铁，包括金属激冷块1，金属激冷块的表面上设有镀铝保护层，镀铝保护层的厚度一般为50-200微米，镀铝保护层的外层为铝覆盖层2，镀铝保护层的内层为铁铝合金层3；即铁铝合金层包裹于金属激冷块的表面，铝覆盖层包裹于铁铝合金层的表面；在脱蜡焙烧过程中，镀铝保护层的表面经氧化后形成三氧化二铝层，铝覆盖层经过高温扩散变为铁铝合金层。
所述金属激冷块为普通钢材，如Q235、10、20、45钢等非不锈钢，金属激冷块与铸件材质硬度接近，硬度偏差过大容易造成加工刀偏。
本实用新型在金属激冷块表面制作镀铝保护层而得到一种耐高温冷铁，特别适用于黑色高温合金熔模铸造工艺，也适用于有色金属熔模及其它铸造工艺。使用时将耐高温冷铁置于孤立热节、不易补缩部位，耐高温冷铁作为内冷铁或外冷铁使用时能直接与蜡模或泡沫白模装配，一起制壳、脱蜡、焙烧；耐高温冷铁与铸件结合部位主要是三氧化二铝构成的氧化层，其阻止了金属激冷块与铸件本体的熔合，结合力小，因此，作为外冷铁时易于脱模，作为内冷铁时容易被加工掉。本实用新型不局限于应用于蜡模上，也能应用于泡沫白模上。
本实用新型已经东风精密铸造有限公司多个产品大批量应用验证，应用效果较好，耐高温冷铁不产生气体并且冷却效果好，消除了铸件孤立热节部位的缩孔，20-40kg的厚大件工艺出品率平均由45%提升至65%；本实用新型应用成本低廉、操作简单、经济效益明显，工业化应用前景广阔。
Claims (2)
1.一种耐高温冷铁，包括金属激冷块，其特征在于：金属激冷块的表面上设有镀铝保护层，镀铝保护层的外层为铝覆盖层，镀铝保护层的内层为铁铝合金层；在脱蜡焙烧过程中，镀铝保护层的表面经氧化后形成三氧化二铝层，铝覆盖层经过高温扩散变为铁铝合金层。
2.根据权利要求1所述一种耐高温冷铁，其特征在于：所述镀铝保护层的厚度为50-200微米。
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