CN109434062A - 用于改善铸件组织球化的暗冷铁及其放置方法 - Google Patents

Abstract

一种用于改善铸件组织球化的暗冷铁及其放置方法，所述暗冷铁为无间隙的整体型结构，外形与铸件符合，安装在铸件的木模上，该暗冷铁设有用于挂砂和出气的孔，表面焊接有避免起模时型砂脱落的洋元；所述方法依据模拟结果设定暗冷铁的形状和尺寸，在木模上刻出放置该暗冷铁的位置线，钉上用于定位和隔绝的垫板，在造型和制芯过程中，首先将暗冷铁固定在木模的位置线处，通过垫板定位该暗冷铁的位置，依靠暗冷铁上的孔和洋元进行挂砂，一次性完成暗冷铁的定位放置，再将该木模进行舂砂造型和制芯。本发明实现了暗冷铁的整体化，改善了铸件的组织球化，提高了铸件质量，具有操作简单、节约工时、提升效率的优点，尤其适用于整个面需放置冷铁的铸件。

Description

用于改善铸件组织球化的暗冷铁及其放置方法

技术领域

本发明涉及大型柴油机部件的制造工艺，具体涉及一种用于改善铸件组织球化的暗冷铁及其放置方法，属于铸造技术领域。

背景技术

铸件生产时，为保证铸件顺序凝固，铸件的尺寸厚大部位和形状复杂部位的组织良好，减少热结引起的缩松、缩孔等缺陷，往往需要预先在铸型的多处特定位置放置随形冷铁，以改善铸件质量，避免产品报废的风险。

实际生产中，由于分型面布置、铸件形状等因素，在造型、制芯时冷铁的放置往往是根据刻线通过人工手动进行放置。请参考图1，以轴瓦为例，原工艺安排冷铁2的数量众多且布置于轴瓦铸件1的弧面处，操作时需一边放砂一边放置冷铁2，由于混砂机放砂时产生的冲力和人工操作的误差，容易导致冷铁2不稳固而发生位置偏移；尤其对位于侧面或悬空的冷铁而言，需要堆叠较高的高度，在放砂舂砂时很容易发生倾倒或歪斜，偏离预定的冷却位置，从而影响冷铁2的效果。

此外，并排的多个冷铁2之间存在有多个间隙，且不同间隙的间距不同，不同的间隙处在铁水浇入后会产生不同的激冷区域，冷却速度的不同易出现铸件组织中石墨生长不良，从而导致铸件组织球化不良的现象，使得冷铁2在解决了厚大部位的缩松和缩孔问题的同时，又在激冷区域产生了组织球化不良的缺陷，出现了碎块状石墨而导致外表面上肉眼可见的色差问题。

为此，传统的造型工艺为避免激冷区球化不良引起的色差，需要通过大量的模拟不断尝试改变冷铁的分布位置及冷铁的尺寸，以尽量减少激冷区的影响，而每一次产品形状的改变、工艺的调整，都需要消耗大量的人力与时间，如此反复的操作试验和周期冗长的验证效率十分低下。

总之，传统的冷铁数量多且之间存在不同间隙，不仅放置操作工序繁琐、耗费人力时间、效率低下，无法有效防止移位和脱落，而且还会产生碎块状石墨，铸件组织球化不良，导致从肉眼上可在铸件外表面上发现色差的问题。

发明内容

本发明的目的在于，克服上述现有技术的不足，提供一种用于改善铸件组织球化的暗冷铁及其放置方法，以解决使用冷铁过程中铸件因激冷区不同而造成组织球化不良，避免产生碎块状石墨而引起铸件外表面色差，达到简化操作、提升效率、改善铸件质量的效果。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种用于改善铸件组织球化的暗冷铁，为无间隙的整体型结构，外形与铸件相应，安装在所述铸件的木模上，该暗冷铁设有用于挂砂和出气的孔，表面焊接有避免起模时型砂脱落的洋元。

作为本发明的进一步方案，所述的暗冷铁使用钢板焊接而成。

作为本发明的进一步方案，所述的孔和洋元位置分布均匀。

本发明的另一技术方案为，

一种用于改善铸件组织球化的暗冷铁的放置方法，依据模拟结果设定所述暗冷铁的形状和尺寸，在木模上刻出放置该暗冷铁的位置线，钉上用于定位和隔绝的垫板，在造型和制芯过程中，首先将所述暗冷铁固定在所述木模的垫板上，通过该垫板定位该暗冷铁的位置，依靠所述暗冷铁上的孔和洋元进行挂砂，一次性完成所述暗冷铁的定位放置，再将该木模运送至造型制芯混砂机处进行舂砂造型和制芯。

作为本发明的进一步方案，所述暗冷铁的放置方法包括如下具体步骤：

1)根据铸件设定所述暗冷铁的形状和尺寸，并进行加工定做该暗冷铁；

2)制作铸件的木模，在需要布置所述暗冷铁的位置上刻出位置线；

3)在所述木模上根据所述暗冷铁的位置线固定安装木质垫板；

4)在所述木模底下预铺一层砂与所述垫板持平；

5)将所述暗冷铁吊至所述垫板上进行定位固定；

6)将固定了所述暗冷铁的木模置于混砂机上，进行放砂和舂砂，制作外模和坭芯；

7)待铸件浇注开箱后，将所述暗冷铁取出以重复利用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)所述暗冷铁为整体型结构，不存在间隙，并且冷铁表层附砂不直接接触铸件，因而弱化了激冷区，迫使铸件冷却均匀，有效地解决了激冷区不同而造成的铸件组织球化不良的缺陷，避免了产生碎块状石墨而引起的铸件外表面的色差问题。

(2)整体化的暗冷铁放置时只需一次性将整块冷铁吊于垫板之上即可，无需人工定位及一边放砂一边放置冷铁的操作方式，因而避免了冷铁的移位和脱落，达到了简化操作、提高效率的效果。

总之，本发明实现了暗冷铁的整体化，解决了冷铁产生激冷区的问题，改善了铸件的组织球化，避免了产生碎块状石墨而引起铸件外表面色差的问题，提高了铸件质量，优化了造型和制芯工序，具有操作简单、节约工时、提升效率的优点，尤其适用于具有轴瓦面需布置大量冷铁的各种轴承盖类铸件。

附图说明

图1为现有技术的示意图。

图2为本发明的暗冷铁的主视图。

图3为图2的左视图。

图4为本发明的示意图。

图5为本发明的方法流程图。

图6为垫板的安装示意图。

图7为原工艺制作铸件的冷却速率图。

图8为本发明制作铸件的冷却速率图。

图中，1-铸件，2-冷铁，3-暗冷铁，31-孔，4-木模，5-垫板。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步阐述，但不能以此来限制本发明的保护范围。

依然以轴瓦为例，请参阅图4，本发明依据模拟结果设定暗冷铁3的形状和尺寸，本实施例中该暗冷铁3为环形，放置在轴瓦铸件1的弧面处。请结合参阅图2和图3，所述暗冷铁3使用钢板焊接而成，为无间隙的整体型结构，安装在所述铸件1的木模上，该暗冷铁3的外形与铸件1的弧形贴合，厚度模拟后确定100mm为最佳；该暗冷铁3加工钻有用于挂砂和出气的孔31，该孔31的位置分布均匀，大小合适方便挂砂，所述暗冷铁3表面交错焊接有位置分布均匀的洋元，以加强挂砂强度和避免制芯后木模起模时型砂脱落。之后在木模上刻出放置该暗冷铁3的位置线，钉上木质垫板，该木质垫板用于暗冷铁3的定位和防止偏移，同时将暗冷铁3与铸件1隔绝起来。在造型和制芯过程中，首先将所述暗冷铁3固定在所述木模的垫板上，通过该垫板定位该暗冷铁3的位置，依靠所述暗冷铁3上的孔31和洋元进行挂砂，一次性完成所述暗冷铁3的定位放置，再将该木模运送至造型制芯混砂机处进行舂砂造型和制芯。

请参阅图5，本发明所述用于改善铸件组织球化的暗冷铁的放置方法包括如下具体步骤：

1)根据铸件1设定所述暗冷铁3的形状和尺寸，并进行加工定做该暗冷铁3，见图2和图3；

2)制作铸件1的木模，在需要布置所述暗冷铁3的位置上刻出位置线；

3)在所述木模4上根据所述暗冷铁3的位置线固定安装木质垫板5，见图6；

4)在所述木模4底下预铺首层砂与所述垫板5平齐，以达到暗冷铁3与铸件1进行隔离定位；

5)使用小型行车将所述暗冷铁3通过吊攀吊至所述垫板5上进行定位固定；

6)将固定了所述暗冷铁3的木模4置于混砂机上，进行放砂和舂砂，制作外模和坭芯；

7)待铸件1浇注开箱后，将所述暗冷铁3取出清理抛丸，以便重复利用。

采用本发明所述的暗冷铁及其布置方法后，轴瓦铸件的组织球化明显得到改善，请参阅图8，轴瓦面的冷却速率分布均匀，在0.15k/s左右，并且由于铸件未直接接触暗冷铁，因此没有局部激冷现象发生。而对比传统的冷铁布置方式，请参阅图7，铸件存在激冷现象,激冷区的冷却速度在15k/s左右，而间隔处由于只和砂型接触,冷却速度在3k/s左右，冷却速度明显分布不均匀。

上述结果显示,采用本发明所述暗冷铁后,铸件冷却速度达到均匀，取得了改善铸件组织球化、提升铸件本体质量的效果。

毫无疑问，本发明要求的保护范围并不局限于上述实施例的内容，还应包括那些对于本领域技术人员来说是显而易见的变换和替代的技术方案。

Claims (5)

1.一种用于改善铸件组织球化的暗冷铁，其特征在于，所述的暗冷铁为无间隙的整体型结构，外形与铸件相应，安装在所述铸件的木模上，该暗冷铁设有用于挂砂和出气的孔，表面焊接有避免起模时型砂脱落的洋元。

2.根据权利要求1所述的用于改善铸件组织球化的暗冷铁，其特征在于，所述的暗冷铁使用钢板焊接而成。

3.根据权利要求1所述的用于改善铸件组织球化的暗冷铁，其特征在于，所述的孔和洋元位置分布均匀。

4.一种权利要求1所述的用于改善铸件组织球化的暗冷铁的放置方法，其特征在于，依据模拟结果设定所述暗冷铁的形状和尺寸，在木模上刻出放置该暗冷铁的位置线，钉上用于定位和隔绝的垫板，在造型和制芯过程中，首先将所述暗冷铁固定在所述木模的垫板上，通过该垫板定位该暗冷铁的位置，依靠所述暗冷铁上的孔和洋元进行挂砂，一次性完成所述暗冷铁的定位放置，再将该木模运送至造型制芯混砂机处进行舂砂造型和制芯。

5.根据权利要求4所述的用于改善铸件组织球化的暗冷铁的放置方法，其特征在于，所述暗冷铁的放置方法包括如下具体步骤：

1)根据铸件设定所述暗冷铁的形状和尺寸，并进行加工定做该暗冷铁；

2)制作铸件的木模，在需要布置所述暗冷铁的位置上刻出位置线；

3)在所述木模上根据所述暗冷铁的位置线固定安装木质垫板；

4)在所述木模底下预铺一层砂与所述垫板持平；

5)将所述暗冷铁吊至所述垫板上进行定位固定；

6)将固定了所述暗冷铁的木模置于混砂机上，进行放砂和舂砂，制作外模和坭芯；

7)待铸件浇注开箱后，将所述暗冷铁取出以重复利用。