[发明专利]一种加快大型铸件冷却的方法

说明书

技术领域

本发明属于铸造领域，具体涉及大型铸件的加快冷却。

背景技术

大型铸件的生产是大型装备的基础，对我国装备制造业的发展具有重要意义。但是大型铸件在浇注后冷却时间长，长时间占用设备与场地，生产周期长，生产效率低。在实际生产中，大型铸件打箱时间的估算方式是一吨一天，即对于几十吨铸件的自然冷却经常是需要几十天的时间，特别是夏天在地坑里冷却的铸件。因此大型铸件的生产中迫切地需要加快冷却，缩短生产周期，提高生产效率。加快大型铸件冷却的主要研究方法有在铸件砂箱外表面吹风、喷水等，但均难以保证铸件均衡冷却与铸件的质量。

发明内容

为了加快大型铸件的冷却，保证铸件的质量，本发明提出一种加快大型铸件冷却的方法。本发明主要技术方案是在大型铸件造型中将原吃砂量大的部位在保证一定吃砂量情况下，使用空心铝壳体冷却单元替代型砂，冷却单元中通冷却空气或自然空冷加快铸件冷却。吃砂量大的部位冷却慢，因此选择保证各处吃砂量情况下，用冷却单元替代砂型。把普通砂箱制作成带有冷却功能的特殊砂箱，拥有空气流动的冷却通道，减小吃砂量，通过加快砂型冷却来达到加快铸件冷却的效果。该方法可以加快铸件冷却，缩短落砂前的冷却时间。标准化冷却单元，可反复使用，可以减少型砂用量，近似实现随型冷却。冷却单元制作简单，在实际生产中不影响铸件质量，操作简便，成本低。

如图1所示，冷却单元由壳体1、通道孔2、筋板3与凸台4组成。冷却单元为空心铝合金壳体，分为两类，一类是不与砂型接触，六面均带有通道孔2，其中三个通道孔带有凸台4，另一类是与砂型接触，五面带有通道孔2，其中二个通道孔带有凸台4，与砂型接触的壳体1外侧面与筋板3相连。壳体1是正方体结构，边长为100mm～200mm。壳体1由六块铝板焊接而成，为了保证方框1的强度，铝板厚度大于10mm。通道孔2的形状可以是圆形的，也可以是方形的。筋板3置于砂型中，可以增加与砂型接触面积，加快散热，而且可以把冷却单元牢固在砂型中。筋板的厚度与壳体1钢板的一致，宽度为壳体1边长的一半，长度为壳体1边长的50％～80％。冷却单元的筋板个数为2个～3个。凸台4的外轮廓形状尺寸与不带凸台的通道孔一致，宽度为10mm，高度为10mm～20mm。该壳体为通用型，可以用于各种大型铸件的生产，布置时从砂箱内侧壁向铸造模样逐层推进进行布置。

如图2所示，大型铸件3造型时冷却单元4排列固定在砂箱1或者地坑的四周。砂箱与冷却单元、相邻冷却单元之间采用凸台与不带凸台的通道孔紧密装配连接，可拆卸。在砂箱与地坑拐角处的冷却单元不设置筋板。冷却单元排布形成空气流动的冷却通道。铸件浇注后冷却单元通入压缩空气，直到铸件温度下降到打箱温度。

附图说明

图1冷却单元示意图与俯视图

图中：1、壳体；2、通道孔；3、筋板；4、凸台

图2冷却单元的应用示意图

图中：1、砂箱；2、冒口；3、铸件；4、冷却单元

具体实施方式

第一步，根据铸件形状设计合适的砂箱与标准冷却单元，制作冷却单元。

第二步，大型铸件造型前在砂箱或者地坑四壁逐层推进排布冷却单元，冷却单元与砂箱、相邻冷却单元之间采用凸台与不带凸台的通道孔紧密装配连接。砂箱与地炕拐角处的冷却单元不设置筋板。冷却单元形成空气流动的冷却通道。

第三步，铸件浇注后冷却单元通入冷却空气，直到铸件温度下降到打箱温度。