一种用于砂型铸型过程中增强铸件冷却的管道制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于砂型铸型过程中增强铸件冷却的管道，所述管道设置有外翅片(11)和内翅片(12)，管壁上还设置有透气的小孔。本实用新型专利技术利用附着在管道外壁的翅片增大管道与铸型的换热面积；利用管道内壁的翅片增大管子与管内流体的换热强度；利用管壁的通气孔收集铸型中管壁周围的气体，使铸型中存在的有害气体可以通过散布在管壁的孔洞或缝隙，在负压作用下进入管腔，从而排出型外，消除了造型材料在高温下产生的气体对铸件质量的影响。由于铸型中这些高温气体的排除，进一步加强了管道对铸型的散热能力。本实用新型专利技术提供的管道，可广泛用于砂型铸造生产，特别是适用于以厚大件的高效冷却为目的的铸造生产。厚大件的高效冷却为目的的铸造生产。厚大件的高效冷却为目的的铸造生产。

【技术实现步骤摘要】
一种用于砂型铸型过程中增强铸件冷却的管道


[0001]本技术涉及铸造领域，具体涉及砂型铸造过程中增强铸件冷却装置的一种管道。

技术介绍

[0002]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。砂型因操作灵活，造型方便，成本低廉，是铸件特别是大型铸件最广泛地应用的铸型，因而也是最主要的铸造方式。铸件在砂型型腔中的冷却过程对铸件的质量起着关键作用。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。
[0003]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，一般冷铁是最常用的方式。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，砂型中有限的蓄热材料只能吸储有限的热量，在有些情况下，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，如在有些厚大轮毂的中心孔位置，采用铬铁矿砂等冷却能力不足，采用冷铁时会因冷铁阻碍收缩造成铸件裂纹。
[0004]采用除了冷铁以外的专用冷却装置在铸型中对特定位置减小冷却目前已经在金属型铸造的压铸领域广泛应用，但在砂型铸造中，因为操作方法，设置原则等还不完善，应用还不规范，效果也不稳定。可控，高效，方便操作，不会增加收缩阻碍的散热才是解决这种问题的关键。
[0005]另外，在砂型铸造中，粘结剂在高温下会形成一些气体，一方面这些气体有在铸件还未凝固形成外层壳体之前侵入铸件形成气孔缺陷的风险，另一方面，有些气相物质也有在高温下渗入铸件造成铸件特定位置化学成分的改变，如碳，硫，磷，氢等渗入铸件的风险，只有降低铸型发气及增加铸型透气的方法才能有效地解决，同时最期望铸型在发气初期及前期就可以从铸型中排除，也即型芯出气位置应于铸件间具有较小的吃砂量为好。
[0006]鉴于有机造型材料仍然是主流的造型材料，短期内很难改变，而有机材料在高温下分解的各项气相物质对铸件的影响就很难避免，铸造实践上，一般采用增强型芯透气或出气性来解决。而传统采用芯骨或预埋透气绳的方法虽然在大多数情况下有效果，但因芯骨一般距离铸件较远，即吃砂量太大，无法引出砂型前期所发气体；虽然出气绳可以采用较小的吃砂量，但操作极其困难，也容易导致金属液渗入等问题，效果不稳定。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中存在的上述技术问题，本技术提供了一种用于砂型铸型过程中增强铸件冷却的管道，管道设置有翅片，管壁上设置有透气的小孔。本技术利用附着在管道外壁的翅片增大管道与铸型的换热面积；利用管道内壁的翅片增大管子与管内流体
的换热强度；利用管壁的通气孔收集铸型中管壁周围的气体，使铸型中存在的有害气体可以通过散布在管壁的孔洞或缝隙，在负压作用下进入管腔，从而排出型外，消除了造型材料在高温下产生的气体对铸件质量的影响。由于铸型中这些高温气体的排除，进一步加强了管道对铸型的散热能力。
[0008]为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案。
[0009]本技术提供的用于砂型铸型过程中增强铸件冷却的管道，所述管道设置于砂型铸型的冷却装置中，所述冷却装置包括冷却装置进口端和冷却装置出口端，所述冷却装置进口端、冷却装置出口端和所述管道组成强制热交换系统，所述铸型包括铸型上半和铸型下半，所述铸型上半连接铸件浇筑系统的冒口；所述管道设置有外翅片和内翅片；所述外翅片设置于管道的管壁外，用于换热吸热，所述内翅片设置于管道内，用于换热散热；所述管壁上还设置有透气的小孔。
[0010]优选的是，所述外翅片的大小与管道直径相适应。
[0011]在上述任一技术方案中优选的是，所述管道的直径为20mm，外翅片的厚度为0.1
‑
5mm、宽度为5mm。
[0012]在上述任一技术方案中优选的是，所述透气的小孔是通气孔，通气孔的直径为 0.1mm
‑
20mm。
[0013]在上述任一技术方案中优选的是，所述透气的小孔是缝隙，缝隙的宽度为0.1
‑
10mm。
[0014]在上述任一技术方案中优选的是，还包括包裹部件，通气孔或缝隙较大时，通过采用包裹部件包裹管道，以确保在管道中有负压时，铸型中的气体通过通气孔或缝隙进入管道。
[0015]在上述任一技术方案中优选的是，所述包裹部件采用空隙小于铸件造型材料颗粒直径的金属网或耐火纤维网。
[0016]在上述任一技术方案中优选的是，所述管道由蓄热及导热能力强的材料制成。
[0017]在上述任一技术方案中优选的是，所述管道按所冷却的铸型及所浇注的铸件材质不同而采用铜及铜合金，或铝及铝合金，或钢及铁的金属材料制成。
[0018]在上述任一技术方案中优选的是，所述内翅片和外翅片与管道连成一体。
[0019]本技术还提供了一种采用如上任一项所述的砂型铸型过程中增强铸件冷却的管道实施铸件冷却的方法，该方法包括：在砂型中设置用于砂型铸型过程中增强铸件冷却的管道，管道一端作为进气端，一端作为出气端，管道按螺旋方式设置于铸件的芯子中，管道的配置间距和管道的外翅片、内翅片的尺寸与铸型的铸型上半、铸型下半及浇筑的铸件相适应，浇筑完成，管道通气冷却铸件。
[0020]在上述任一技术方案中优选的是，采用增强铸件冷却的管道进行铸件冷却的方法实施砂型铸造高厚大断面高锰钢惰轮铸件冷却作业，具体包括以下步骤：
[0021]步骤一，在砂型中预埋1根直径D15mm、壁厚2mm的空心钢管，管道一端作为进气端，管道另一端作为出气端，进气端与大气相通，出气端与负压装置相接；
[0022]步骤二，管子按螺旋方式设置于铸件轮毂芯子之中，管子之间间距15mm，外翅片长度 10mm，内翅片长度10mm，翅片厚度1mm，使管线分别在位于铸件厚大部位的底部和两侧部形成顺序的换热腔体，吃砂量20mm；
[0023]步骤三，浇注完成20秒内，在出气端加载负压；在1分钟内，将负压从0逐渐调至0.05Mpa；在通气冷却10分钟后，在出气端加载负压到0.08Mpa，增大气体流速及流量，强化冷却；在强化冷却60分钟后，关闭负压系统，自然冷却到打箱时间。
[0024]在上述任一技术方案中优选的是，采用增强铸件冷却的管道进行铸件冷却的方法实施砂型铸造厚大断面低合金钢驱动轮铸件了冷却作业，具体包括以下步骤：
[0025]步骤一，在砂型中制作出1个直径D25mm、壁厚2mm的空心钢管，管道一端作为进气端，另一端作为出气端，进气端与大气相通，出气端与负压装置相接；
[0026]步骤二，管子按螺旋方式设置于铸件驱动轮轮毂芯子之中，外翅片长度20mm，内翅片长度20mm，翅片厚度2mm，按螺距50mm、吃砂量15MM形成顺序的换热腔体；
[0027]步骤三，浇注开始前，在出气端加载负压0.01Mpa；在浇注完成1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于砂型铸型过程中增强铸件冷却的管道，所述管道设置于砂型铸型的冷却装置中，所述冷却装置包括冷却装置进口端(5)和冷却装置出口端(6)，所述冷却装置进口端(5)、冷却装置出口端(6)和所述管道组成强制热交换系统，所述铸型包括铸型上半(1)和铸型下半(9)，所述铸型上半(1)连接铸件浇筑系统的冒口(4)，其特征在于，所述管道设置有外翅片(11)和内翅片(12)；所述外翅片(11)设置于管道的管壁外，用于换热吸热，所述内翅片(12)设置于管道内，用于换热散热；所述管壁上还设置有透气的小孔。2.如权利要求1所述的用于砂型铸型过程中增强铸件冷却的管道，其特征在于，所述外翅片(11)的大小与管道直径相适应。3.如权利要求2所述的用于砂型铸型过程中增强铸件冷却的管道，其特征在于，所述管道的直径为20mm，外翅片(11)的厚度为0.1
‑
5mm、宽度为5mm。4.如权利要求3所述的用于砂型铸型过程中增强铸件冷却的管...

【专利技术属性】
技术研发人员：安朝阳，
申请(专利权)人：中设集团装备制造有限责任公司，
类型：新型
国别省市：