TWI618587B - 鑄造冷卻裝置 - Google Patents

Abstract

一種鑄造冷卻裝置包含一抽氣載台、一間隔板及一鑄造框體，該間隔板位於該抽氣載台及該鑄造框體之間，該抽氣載台具有一抽氣空間及一抽氣孔，該抽氣空間連通該抽氣孔，該間隔板具有複數個通孔，該些通孔連通該抽氣空間及該鑄造框體之一鑄造空間，該鑄造框體及該間隔板之間具有一上間隙，該上間隙連通外界及該鑄造空間，該上間隙、該鑄造空間、該些通孔、該抽氣空間及該抽氣孔形成一氣體流道，藉由該氣體流道可使設置於該鑄造空間中的一模具快速冷卻。

Description

鑄造冷卻裝置

本發明關於一種鑄造冷卻裝置，特別是一種可由下往上快速降低模具溫度的鑄造冷卻裝置。

習知的鑄造方法是在鑄模中設置冷凝管，當熔融金屬液澆鑄至鑄模中時，可藉由冷凝管將冷卻液體(冷卻水或其他冷卻液)導入熔融金屬液內部，以降低熔融金屬液溫度，使熔融金屬液快速凝固成鑄件，然而熔融金屬液與冷卻液體之間的溫差會導致冷凝管外側形成冷凝水，當冷凝水蒸發產生水蒸氣時，容易導致鑄模內部壓力過大而***，此外，當冷卻液體於冷凝管中循環流動不均勻時，容易導致熔融金屬液降溫不均而影響鑄件品質。

本發明之主要目的在於提供一種鑄造冷卻裝置，藉由鑄造冷卻裝置中所形成的氣體流道將模具中的熱空氣排出，使模具由下往上快速冷卻，以加速凝固金屬液。

一種鑄造冷卻裝置包含一抽氣載台、一間隔板、一鑄造框體及一蓋體，該抽氣載台具有一底板、一外壁及至少一抽氣孔，該外壁設置於該底板且環繞一抽氣空間，該外壁具有一開口，該開口顯露該底板，該抽氣空間連通該開口及該抽氣孔，該間隔板設置於該外壁且遮罩該開口，該間隔板具有複數個通孔，該些通孔貫穿該間隔板且連通該抽氣空間，該間隔板用以承載一模具，該模具遮罩該些通孔，該鑄造框體設置於該間隔板，該間隔板位於該鑄造框體及該抽氣載台之間，該鑄造框體具有一環牆及一鑄造空間，該環牆環繞該鑄造空間，該鑄造空間包含一模具容置空間及一成形空間，該模具容置空間位於該間隔板與該成形空間之間，該些通孔連通該模具容置空間，該模具容置空間用以容置該模具，該成形空間用以容置一金屬液，該環牆具有一上開口及一下開口，該成形空間連通該上開口，該模具容置空間連通該下開口，該環牆及該間隔板之間具有一上間隙，該上間隙連通該模具容置空間及該鑄造冷卻裝置之外部空間，該上間隙、該模具容置空間、該些通孔、該抽氣空間及該抽氣孔形成一氣體流道，該蓋體具有至少一澆口及至少一冒口，該澆口及該冒口連通該成形空間。

一種鑄造冷卻裝置包含一抽氣載台、一間隔板、一鑄造框體及一蓋體，該抽氣載台具有一底板、一外壁及至少一抽氣孔，該外壁設置於該底板且環繞一抽氣空間，該外壁具有一開口，該開口顯露該底板，該抽氣空間連通該開口及該抽氣孔，該間隔板設置於該外壁且遮罩該開口，該間隔板具有複數個通孔，該些通孔貫穿該間隔板且連通該抽氣空間，該間隔板用以承載一模具，該模具遮罩該些通孔，該間隔板及該抽氣載台之該外壁之間具有一下間隙，該下間隙連通該抽氣空間及該鑄造冷卻裝置之外部空間，該鑄造框體設置於該間隔板，該間隔板位於該鑄造框體及該抽氣載台之間，該鑄造框體具有一環牆及一鑄造空間，該環牆環繞該鑄造空間，該鑄造空間包含一模具容置空間及一成形空間，該模具容置空間位於該間隔板與該成形空間之間，該些通孔連通該模具容置空間，該模具容置空間用以容置該模具，該成形空間用以容置一金屬液，該環牆具有一上開口及一下開口，該成形空間連通該上開口，該模具容置空間連通該下開口，該下間隙、該模具容置空間、該些通孔、該抽氣空間及該抽氣孔形成一氣體流道，該蓋體設置於該環牆且遮罩該上開口，該蓋體具有至少一澆口及至少一冒口，該澆口及該冒口連通該成形空間。

該模具於澆鑄過程中因接觸該金屬液而產生高溫，該模具中的熱空氣可依序經由該模具容置空間、該些通孔、該抽氣空間及該抽氣孔快速排出，且外界的冷空氣可持續經由該上間隙或該下間隙進入該模具容置空間中以降低該模具之溫度，因此本發明之該鑄造冷卻裝置可使該模具由下往上快速降溫，以加速該金屬液凝固形成鑄件，因此可達到晶粒細化及提高鑄件強度之功效。

請參閱第1至4圖，其為本發明之第一實施例，一種鑄造冷卻裝置100係用以冷卻一模具200之溫度，該模具200於澆鑄過程中因接觸一金屬液(圖未繪出)而產生高溫，因此本發明之該鑄造冷卻裝置100可使該模具200由下往上快速冷卻，使澆鑄於其中的該金屬液能夠快速凝固以達到晶粒細化的效果，而形成具有高強度的鑄件，較佳地，該模具200具有複數個氣隙210，在本實施例中，該模具200為一砂模。

請參閱第1至3圖，該鑄造冷卻裝置100包含一抽氣載台110、一間隔板120、一鑄造框體130及一蓋體140，該抽氣載台110具有一底板111、一外壁112及至少一抽氣孔113，該外壁112設置於該底板111上，較佳地，該底板111及該外壁112為一體成形，且該抽氣孔113設置於該外壁112，該外壁112環繞一抽氣空間114，該外壁112具有一開口112a，該開口112a顯露該底板111，該抽氣空間114連通該開口112a及該抽氣孔113，在本實施例中，該抽氣載台110之材質為316不鏽鋼，該抽氣孔113之孔徑為2英吋。

請參閱第2及3圖，該間隔板120設置於該抽氣載台110之該外壁112且遮罩該開口112a，該間隔板120具有複數個通孔121，該些通孔121貫穿該間隔板120且連通該抽氣空間114，較佳地，該些通孔121之孔徑介於20-30 mm之間，請參閱第4圖，該間隔板120用以承載該模具200，因此當該模具200設置於該間隔板120時，該模具200遮罩該些通孔121，以使該些氣隙210連通該些通孔121，在本實施例中，該間隔板120之材質為316不鏽鋼。

請參閱第2至4圖，該鑄造框體130設置於該間隔板120，因此該間隔板120位於該鑄造框體130及該抽氣載台110之間，該鑄造框體130具有一環牆131及一鑄造空間132，該環牆131環繞該鑄造空間132，該鑄造空間132包含一模具容置空間132a及一成形空間132b，該模具容置空間132a位於該間隔板120及該成形空間132b之間，該間隔板120之該些通孔121連通該模具容置空間132a，該模具容置空間132a用以容置該模具200，該成形空間132b用以容置該金屬液，當該模具200設置於該模具容置空間132a時，該環牆131環繞該模具200，該環牆131具有一上開口131a及一下開口131b，該成形空間132b連通該上開口131a，該模具容置空間132a連通該下開口131b，在本實施例中，該鑄造框體130之材質為鐵。

請參閱第4圖，該蓋體140設置於該鑄造框體130之該環牆131且遮罩該上開口131a，該蓋體140具有至少一澆口141及至少一冒口142，該澆口141及該冒口142連通該成形空間132b，該金屬液經由該澆口141澆鑄至該成形空間132b中，而該成形空間132b中的空氣可經由該冒口142排出，此外，當鑄件於凝固期間體積收縮時，可經由該冒口142將該金屬液補充至該成形空間132b中，以防止鑄件產生縮孔或縮松，在本實施例中，該蓋體140為一砂蓋。

請參閱第3及4圖，該鑄造框體130之該環牆131及該間隔板120之間具有一上間隙G1，該上間隙G1連通該模具容置空間132a及該鑄造冷卻裝置100之外部空間，因此外部空間的冷空氣可由該上間隙G1進入該模具容置空間132a中，其中，該上間隙G1、該模具容置空間132a、該些通孔121、該抽氣空間114及該抽氣孔113形成一氣體流道。

請參閱第3及4圖，該間隔板120及該抽氣載台110之該外壁112之間具有一下間隙G2，該下間隙G2連通該抽氣空間114及該鑄造冷卻裝置100之外部空間，該氣體流道包含該下間隙G2，因此外部空間的冷空氣可由該下間隙G2進入該抽氣空間114中，用以排除該模具200之熱能。

較佳地，該鑄造冷卻裝置100另包含一抽氣裝置(圖未繪出)，該抽氣裝置可選自於抽氣幫浦或其他抽氣設備，該抽氣裝置連接該抽氣孔122b，較佳地，該抽氣裝置之抽氣速率介於1-10 公升/秒之間，藉由該抽氣裝置使該模具200之該些氣隙210中的熱空氣經由該些通孔121抽往該抽氣空間114，再經由該抽氣孔113抽往該鑄造冷卻裝置100之外部空間，而冷空氣可經由該上間隙G1進入設置於該模具容置空間132a的該模具200中，或是經由該下間隙G2進入該排氣空間114中，藉由持續不斷冷熱氣體交換，以使該模具200由下往上地快速冷卻，此外，由於該模具200之該些氣隙210中的空氣持續被抽出，因此凝固後的鑄件可複製該模具200上的精細紋路。

請參閱第5圖，其為本發明之第二實施例，其與該第一實施例的差異在於該鑄造框體130之該環牆131另具有至少一進氣孔131c，該進氣孔131c貫穿該環牆131，該進氣孔131c連通該模具容置空間132a及該鑄造冷卻裝置100之外部空間，該氣體流道包含該進氣孔131c，當該模具200設置於該模具容置空間132a時，該模具200遮罩該進氣孔131c，因此外部空間的冷空氣可同時經由該進氣孔131c及該上間隙G1進入該模具200中，以達到降溫效果。

本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準，任何熟知此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內所作之任何變化與修改，均屬於本發明之保護範圍。

100 鑄造冷卻裝置 110 抽氣載台 111 底板 112 外壁 112a 開口 113 抽氣孔 114 抽氣空間 120 間隔板 121 通孔 130 鑄造框體 131 環牆 131a 上開口 131b 下開口 131c 進氣孔 132 鑄造空間 132a 模具容置空間 132b 成形空間 140 蓋體 141 澆口 142 冒口 200 模具 210 氣隙 G1 上間隙 G2 下間隙

第1圖：依據本發明之第一實施例，一種鑄造冷卻裝置之立體組合圖。 第2圖：依據本發明之第一實施例，該鑄造冷卻裝置之立體分解圖。 第3圖：依據本發明之第一實施例，該鑄造冷卻裝置之剖視圖。 第4圖：依據本發明之第一實施例，該鑄造冷卻裝置之剖視圖。 第5圖：依據本發明之第二實施例，一種鑄造冷卻裝置之剖視圖。

100 鑄造冷卻裝置 110 抽氣載台 111 底板 112 外壁 113 抽氣孔 114 抽氣空間 120 間隔板 121 通孔 130 鑄造框體 131 環牆 132 鑄造空間 132b 成形空間 140 蓋體 141 澆口 142 冒口 200 模具 210 氣隙 G1 上間隙 G2 下間隙

Claims (9)

1. 一種鑄造冷卻裝置，其包含： 一抽氣載台，具有一底板、一外壁及至少一抽氣孔，該外壁設置於該底板且環繞一抽氣空間，該外壁具有一開口，該開口顯露該底板，該抽氣空間連通該開口及該抽氣孔； 一間隔板，設置於該外壁且遮罩該開口，該間隔板具有複數個通孔，該些通孔貫穿該間隔板且連通該抽氣空間，該間隔板用以承載一模具，該模具遮罩該些通孔； 一鑄造框體，設置於該間隔板，該間隔板位於該鑄造框體及該抽氣載台之間，該鑄造框體具有一環牆及一鑄造空間，該環牆環繞該鑄造空間，該鑄造空間包含一模具容置空間及一成形空間，該模具容置空間位於該間隔板與該成形空間之間，該些通孔連通該模具容置空間，該模具容置空間用以容置該模具，該成形空間用以容置一金屬液，該環牆具有一上開口及一下開口，該成形空間連通該上開口，該模具容置空間連通該下開口，該環牆及該間隔板之間具有一上間隙，該上間隙連通該模具容置空間及該鑄造冷卻裝置之外部空間，該上間隙、該模具容置空間、該些通孔、該抽氣空間及該抽氣孔形成一氣體流道；以及 一蓋體，設置於該環牆且遮罩該上開口，該蓋體具有至少一澆口及至少一冒口，該澆口及該冒口連通該成形空間。
2. 一種鑄造冷卻裝置，其包含： 一抽氣載台，具有一底板、一外壁及至少一抽氣孔，該外壁設置於該底板且環繞一抽氣空間，該外壁具有一開口，該開口顯露該底板，該抽氣空間連通該開口及該抽氣孔； 一間隔板，設置於該外壁且遮罩該開口，該間隔板具有複數個通孔，該些通孔貫穿該間隔板且連通該抽氣空間，該間隔板用以承載一模具，該模具遮罩該些通孔，該間隔板及該抽氣載台之該外壁之間具有一下間隙，該下間隙連通該抽氣空間及該鑄造冷卻裝置之外部空間； 一鑄造框體，設置於該間隔板，該間隔板位於該鑄造框體及該抽氣載台之間，該鑄造框體具有一環牆及一鑄造空間，該環牆環繞該鑄造空間，該鑄造空間包含一模具容置空間及一成形空間，該模具容置空間位於該間隔板與該成形空間之間，該些通孔連通該模具容置空間，該模具容置空間用以容置該模具，該成形空間用以容置一金屬液，該環牆具有一上開口及一下開口，該成形空間連通該上開口，該模具容置空間連通該下開口，該下間隙、該模具容置空間、該些通孔、該抽氣空間及該抽氣孔形成一氣體流道；以及 一蓋體，設置於該環牆且遮罩該上開口，該蓋體具有至少一澆口及至少一冒口，該澆口及該冒口連通該成形空間。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之鑄造冷卻裝置，其中該抽氣孔設置於該外壁。
4. 如申請專利範圍第1或2項所述之鑄造冷卻裝置，其中該鑄造框體之該環牆另具有至少一進氣孔，該進氣孔貫穿該環牆，該進氣孔連通該模具容置空間及該鑄造冷卻裝置之外部空間，該氣體流道包含該進氣孔。
5. 如申請專利範圍第1或2項所述之鑄造冷卻裝置，其中該模具具有複數個氣隙，當該模具設置於該間隔板時，該些氣隙連通該些通孔。
6. 如申請專利範圍第1或2項所述之鑄造冷卻裝置，其中該些通孔之孔徑介於20-30 mm之間
7. 如申請專利範圍第1或2項所述之鑄造冷卻裝置，其另包含一抽氣裝置，該抽氣裝置連接該抽氣孔，該抽氣裝置之抽氣速率介於1-10 公升/秒之間。
8. 如申請專利範圍第1或2項所述之鑄造冷卻裝置，其中該模具為一砂模。
9. 如申請專利範圍第1項所述之鑄造冷卻裝置，其中該間隔板及該抽氣載台之該外壁之間具有一下間隙，該下間隙連通該抽氣空間及該鑄造冷卻裝置之外部空間，該氣體流道包含該下間隙。