[发明专利]用于生产铸件的方法和设备

说明书

技术领域

披露了用于生产铸件的方法和设备。所述方法和设备尤其应用于金属例 如由澳大利亚标准AS2027-2007(等同于国际标准ISO21988：2006)限定的 白口铸铁(white cast iron)的铸造。然而，应当认识到，所述方法和设备能 被应用到包括钢的某些其它铁类金属的铸造。

背景技术

某些材料(例如脆性材料，诸如白口铸铁)在模具中被铸造并且然后被 允许在所述模具中凝固和冷却许多天/星期。例如，当厚截面(比如说， ＞150mm)的白口铸铁部件由熔融金属铸造并且被放置在砂型中时，为了避 免裂纹它可能被允许在所述模具中凝固和冷却很长时间(在极端情形中达到 大约14天)。应用缓慢的冷却以防止所产生的部件的裂纹，如果所述部件被 从所述模具取出的太早并且被暴露到大气中一段时间，能产生所述裂纹。然 而，长的冷却时间导致生产过程的显著延迟(delay)，以及占用固定设备和 空间。

US6,199,618，EP625390，GB1600405和JP04-344859各自披露了铸件 的可控的冷却方法和设备。在每个情形中通过类似烤箱设备的相继冷却级运 输所述铸件。

这里所引用的现有技术并非承认该现有技术形成澳大利亚或别处的本 领域的普通技术人员的公知常识的组成部分。

发明内容

在第一方面，披露一种用于生产铸件的方法，所述方法包括以下步骤： 将熔融材料浇铸到用于形成所述铸件的模具中；

允许所述熔融材料凝固；

从所产生的凝固铸件周围至少部分地去除所述模具；和

将所述凝固铸件放置在完全包围所述铸件并且便于实现所述铸件的受控冷 却速率的室中。

通过将所述凝固铸件放置在完全包围所述铸件的室内，所述方法能允许 比通常情况早得多地从模具取出所述铸件，并且然后能将所述铸件的冷却控 制为短得多的时间段。例如，对于在砂型中的某些厚截面的白口铸铁部件， 当所述铸件凝固时能从所述模具取出所述铸件并且然后在所述室内将它冷 却几天(而不是如同在模具中那样要经历例如十四天)。这种从模具中取出 的各种方法在本领域中是众所周知的，例如，“敲出”、“抖出”或“倒出”， 由此，所述方法能较早地提供“敲出”、“抖出”或“倒出”，并且也能提供 冷却的铸件更快地到随后的修整过程。

这样，所述方法能减少铸造过程的延迟，并且因此减少整个生产过程的 延迟。而且，所述方法能使得资本设备和空间能更快地再次用于下一铸件的 生产。

应当理解，术语“完全包围所述铸件”如同这里所应用的那样，不排除 所述室在它的壁或基座中具有通气通道以及类似通道。

所述方法通常用于脆性材料的铸造，尽管如此所述方法并不专用于脆性 材料的铸造。由于热冲击这种材料是最易于产生裂纹的，因此，在本方法之 前，这些材料的铸件需要较长的模具占用时间以允许进行逐渐冷却。这种材 料能包括某些铁类合金例如白口铸铁和钢。所述方法因此能用于宽范围的脆 性铸造材料和/或易于受到热冲击影响的材料的冷却时间的减少。

通过完全包围所述铸件，所述室能减少由紧接所述室的外侧的空气移动 和流动引起的对所述铸件的任何影响。有利地，这能再一次减缓热冲击，否 则在冷却过程期间所述热冲击能导致所述铸件的裂纹。

在一种形式中，所述室能是隔热的以便于实现所述铸件的受控冷却速 率。能选择参数，例如所述室本身的构造材料、所选择的隔热材料的类型、 以及所述隔热材料的厚度和/或传热系数，以控制所述铸件的冷却速率。例如， 对于白口铸铁铸件，能通过适当地选择这种参数以将冷却速率控制为不超过 大约40℃/小时。

此外，所述室能是隔热的以维持所述凝固铸件的最热部分和最冷部分之 间的预先选定的温差，例如在所述铸件的厚度上的预先选定的温差。维持这 种温差能防止所述铸件的弱化、裂纹或破裂。在至少一些铸件的实施方式中， 所述最热部分能位于所述凝固铸件内并且所述最冷部分能位于所述凝固铸 件的外表面处。然而，取决于特定铸件的几何形状，这些位置能变化。

在一个特定例子中，当所述铸件包括带有中空内部的本体，且一些造型 材料(例如型砂)被保持在中空内部中时，所述室是隔热的以维持(a)与 所述造型材料接触的凝固铸件的中空内部的部分；和(b)已经从其去除或 基本从其去除造型材料的凝固铸件的外表面之间的预先选定的温差。