[发明专利]冷冻铸造装置及方法

说明书

一种冷冻铸造装置，包括铸模冷却室、铸造过程冷却室、深冷处理室、传动机构、冷量供应设备和控制系统，铸模冷却室、铸造过程冷却室和深冷处理室依次设置于传动机构的一侧，冷量供应设备分别和铸模冷却室、过程冷却室以及深冷处理室连接，冷量供应设备用于给铸模冷却室、过程冷却室以及深冷处理室提供冷量，控制系统分别和铸模冷却室、铸造过程冷却室、深冷处理室以及冷量供应设备连接，控制系统用于控制铸模冷却室、铸造过程冷却室和深冷处理室的温度。上述冷冻铸造的装置及采用该装置的方法，工艺过程简单，铸模冷却室、铸造过程冷却室和深冷处理室通过控制系统进行温度控制，能够实现升降温速率、低温温度的精确可控。

技术领域

本发明涉及金属材料铸造工艺领域，尤其涉及一种冷冻铸造装置及方法。

背景技术

随着工业技术的不断发展，传统的材料铸造技术面临着严峻的挑战，因此，对传统铸造技术进行升级改造势在必行。其发展的目标一方面要保护环境，减少污染，另一方面要提高铸件质量和可靠性，生产优质近净形铸件，降低生产成本。为了实现以上目标发展了熔模铸造、陶瓷型铸造等方法以生产高质量铸件。但常规的特种铸造方法都有许多局限性。

冷冻铸造是通过在型砂中加入适量的水或粘结剂，然后在一定的低温环境下使铸型温度降低至所需的低温温度从而进行铸造的过程。其具有精度高、无污染、低成本等优点，因此受到广泛关注。此外，深冷处理技术作为材料传统热处理的补充，能够有效改善材料的耐磨性、尺寸稳定性和综合力学性能，尤其对于高铬铸球耐磨性的提升效果较为明显，目前在很多领域已得到广泛应用。

然而，传统的冷冻铸造工艺过程复杂，且很少考虑在铸造过程中对温度进行控制。

发明内容

鉴于此，有必要提供了一种工艺过程简单且在铸造过程中可进行温度控制的冷冻铸造装置及方法。

一种冷冻铸造装置，包括铸模冷却室、铸造过程冷却室、深冷处理室、传动机构、冷量供应设备和控制系统，所述铸模冷却室、铸造过程冷却室和深冷处理室依次设置于所述传动机构的一侧，所述冷量供应设备分别和所述铸模冷却室、所述铸造过程冷却室以及深冷处理室连接，所述冷量供应设备用于给所述铸模冷却室、所述铸造过程冷却室以及深冷处理室提供冷量，所述控制系统分别和所述铸模冷却室、铸造过程冷却室、深冷处理室以及所述冷量供应设备连接，所述控制系统用于控制所述铸模冷却室、铸造过程冷却室和深冷处理室的温度。

在其中一个实施例中，所述冷量供应设备包括液氮储罐、第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀，所述液氮储罐分别和所述铸模冷却室、铸造过程冷却室以及深冷处理室连接，所述第一电磁阀设于所述铸模冷却室的液氮入口，所述第二电磁阀设于所述铸造过程冷却室的液氮入口，所述第三电磁阀设于所述深冷处理室的液氮入口，所述控制系统分别和所述第一电磁阀、第二电磁阀以及第三电磁阀连接。

在其中一个实施例中，所述铸模冷却室包括绝热箱体、液氮分散器、轴流风机和传感器，所述液氮分散器和轴流风机设于所述绝热箱体内远离所述传动机构的一端，所述液氮分散器设于所述轴流风机的轴流风扇和所述绝热箱体的内壁之间，所述液氮分散器与所述液氮储罐连接，所述传感器设于所述绝热箱体内，所述传感器和所述控制系统连接。

在其中一个实施例中，所述液氮分散器包括环形不锈钢管，所述环形不锈钢管上开设有小孔。

在其中一个实施例中，所述绝热箱体包括箱壁和设于所述箱壁上的可移动箱门，所述箱壁包括依次层叠的第一不锈钢板层、绝热层以及第二不锈钢板层。

在其中一个实施例中，所述绝热层为聚氨酯发泡材料层。

在其中一个实施例中，所述铸造过程冷却室、深冷处理室和所述铸模冷却室结构相同。

在其中一个实施例中，所述传动机构为传送带。

一种冷冻铸造方法，包括以下步骤：

将铸模冷却至第一预设温度，得到冷却后的铸模；