[发明专利]内冷铁用于厚大铸钢件的铸造方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金领域，是一种内冷铁用于厚大铸钢件的铸造方法。

背景技术

厚大铸钢件的生产一直是工艺设计人员棘手的难题。一些大型铸钢件的厚大部分的冷却速度极慢，会导致组织粗大和成分偏析，导致铸件性能下降、缺陷增加，严重可导致大型铸件报废。

为解决厚大铸件在制造过程中的问题，在铸造工艺设计时，都采用内冷铁和外冷铁来加速铸件厚大部分的冷却，内冷铁是把金属放入铸件的形腔中，需经特殊处理，此外，对一些大型铸件，由于造型和浇注间隔时间很长，冷铁表面与空气中水气反应而形成氧化层，影响铸件的质量。此外，无论是内冷铁还是外冷铁，其应用都还受到一定的限制。

发明内容

本发明的目的在于提出一种能加快铸钢件厚大部分的冷却速度、应用方便的内冷铁用于厚大铸钢件的铸造方法。

为达到上述目的，本发明采取如下技术方案：本发明提出的一种内冷铁用于厚大铸钢件的铸造方法，具有铸型，铸型上设有浇注通道和型腔，其特征在于：内冷铁为钢丸，铸型上设有通向型腔的钢丸通道，铸造方法步骤如下；①. 采用计算机数值模拟方法确定钢丸的大小和加入量以及钢丸加入时间；②.加工钢丸,对加工成的毛坯钢丸进行酸洗、干燥后成为清洁钢丸备用；③.浇注时，金属液体通过浇注通道进入铸件形腔，浇注到设定的时间，即金属液体在铸件形腔内达到一定的高度，通过钢丸通道加入清洁钢丸，清洁钢丸进入铸件形腔，在重力作用和金属液体的流动作用下，钢丸悬浮在金属液体中，与周围金属液体热交换，金属液体凝固时，钢丸即内冷铁和铸件结合在一起。

铸型上的钢丸通道为直接通道，直接通道是直接通向型腔的。

铸型上的钢丸通道为间接通道，间接通道和浇注通道连接，通过浇注通道通向型腔。

钢丸为球体丸或圆柱丸。

对着钢丸通道的开口设有钢丸容器。

本发明具有如下积极效果：1、在铸件浇注时，根据金属液体到达的部位，把一定量的准备好的清洁钢丸即内冷铁加入金属液体中，钢丸和金属液体进行热交换，迅速把钢丸加热到金属液体的温度，在铸件没凝固前，液体液体和钢丸表面发生一定的冶金反应，使得钢丸表面熔化，钢丸的吸热使得钢丸周围的金属液体温度降低，这样使得具有钢丸的金属液体部分比其他部位的金属液体先凝固，在铸件的厚大部分放置钢丸，加快铸钢件厚大部分的冷却速度，有利于铸件的补缩，获得致密铸件。2、由于清洁钢丸能得到很好的保存，钢丸是随浇注进入型腔的，避免因造型和浇注间隔时间较长而在内冷铁表面形成氧化层，从而提高铸件的质量。3、由于钢丸是随浇注进入型腔的，还可减少铸件在制造过程的工艺难度。应用方便。

附图说明

图1是一种铸型的示意图。

图2是另一种铸型的示意图。

具体实施方式

实施例1

见图1，本实施例具有铸型1，铸型1上设有浇注通道2和型腔3，内冷铁为低碳钢钢丸，铸型上设有的钢丸通道为直接通向型腔3的直接通道4，对着钢丸通道的开口设有钢丸容器6。

铸造方法步骤如下；①. 采用计算机数值模拟方法确定钢丸的大小和加入量以及钢丸加入时间，钢丸3太小或钢丸3的加入量少，都起不到冷铁的作用，钢丸3太大或钢丸3加入量太大，都会导致铸件5的报废，钢丸3的加入时间很重要，钢丸3处于合适的部位，使得钢丸进入铸件5的厚大部分，加快铸件厚大部分的快冷却速度，其次要求钢丸的比重略高于金属液体的比重；②.加工钢丸：钢丸7为球体丸或圆柱丸，钢丸7或从市场购得或自行加工，最简单的方法采用低碳钢钢丝切割成圆柱丸，对毛坯钢丸进行酸洗、干燥后成为清洁钢丸备用；③.在钢丸容器6中放入清洁钢丸，在浇注过程中，金属液体通过浇注通道进入铸件形腔，浇注到设定的时间，即金属液体在铸件形腔3内达到要求的高度时，打开钢丸容器6，通过钢丸通道加入清洁钢丸，清洁钢丸进入铸件形腔，由于钢丸3的比重略高于金属液体，在重力作用和金属液体的流动作用下，钢丸悬浮在金属液体中，与周围金属液体热交换，钢丸被迅速加热到与金属液体相同的温度，在铸件没凝固前，金属液体和钢丸表面发生一定的冶金反应，使得钢丸表面熔化，金属液体凝固时，钢丸和铸件结合在一起，同时铸件5经铸型6传出热量，金属液体不断凝固，直到全部凝固形成铸件5。

实施例2

见图2，铸型1上的钢丸通道有直接通道4和间接通道5，间接通道5和浇注通道2连接，通过浇注通道2通向型腔3，间接通道5的开口处也设有钢丸容器。浇注到设定的时间，同时打开通向间接通道5的钢丸容器和通向直接通道4的钢丸容器，钢丸分两路进入型腔。 

铸型1上也可以仅设有间接通道5。