[发明专利]一种提高铸件凝固效率的冷却散热装置及铸件凝固方法

说明书

本发明属于铸件铸造技术领域，公开了一种提高铸件凝固效率的冷却散热装置，包括进水管道、出水管道和PLC控制器，进水管道与出水管道之间设有多个并列设置的冷却模块；冷却模块包括密封冷却箱，密封冷却箱一端设有与进水管道连通的进水口，其另一端设有与出水管道连通的出水口，进水口上设有温控阀，出水口上设有温度传感器；密封冷却箱内设有冷却管，冷却管一端与进水口连通，其另一端与出水口连通；PLC控制器与温控阀、温度传感器连接。该装置可操控性强，可控精度高，能够使铸件各部位按照所需的温度梯度冷却凝固。本发明还公开了一种利用该装置控制铸件凝固的方法，该方法可操控性强，可控精度高，制得的铸件品质高。

技术领域

本发明属于铸件铸造技术领域，具体涉及一种提高铸件凝固效率的冷却散热装置及铸件凝固方法。

背景技术

为了使铸件的整体或局部有较高的力学性能，铸件在凝固过程中需要有较大的温度梯度和较快的凝固速度。凝固速度越快，铸件的晶粒越细，晶轴之间的次生相、疏松、气孔和夹杂也越细小，热处理后越容易得到均匀组织。在一个工作周期中，往往冷凝所需要的时间是最长的。传统浇注工艺中常使用冷铁激冷以增加凝固过程中的温度梯度和加快凝固速度，但是冷铁的激冷面积有限且无法控制温度差，另外反复使用的冷铁会出现形变，既降低冷铁的激冷作用也影响铸件的尺寸精度。而且，浇注工艺中铸件有一定的冷却凝固顺序，有的部位需要优先冷却，有的表面需要先凝固远离冒口的位置，最后凝固靠近冒口的位置。

目前，现有的铸件冷却装置效率低下，未能形成温度梯度，铸件各个位置的冷却速度和时间达不到工艺要求，易产生裂纹、缩孔等缺陷，影响成型效果，制备的铸件成品率低。

发明内容

针对现有技术中存在的问题和不足，本发明的目的旨在提供一种提高铸件凝固效率的冷却散热装置及利用该装置控制铸件凝固的方法。

为实现发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种提高铸件凝固效率的冷却散热装置，包括进水管道、出水管道和PLC控制器，所述进水管道与出水管道之间设有多个并列设置的冷却模块，冷却模块的一端与进水管道连通，其另一端与出水管道连通；所述冷却模块包括密封冷却箱，密封冷却箱一端设有与进水管道连通的进水口，其另一端设有与出水管道连通的出水口，进水口上设有温控阀，出水口上设有温度传感器；所述密封冷却箱的内部设有冷却管，冷却管一端与进水口连通，冷却管的另一端与出水口连通，冷却管与密封冷却箱之间填充有冷却液；PLC控制器与温控阀、温度传感器连接。

根据上述的提高铸件凝固效率的冷却散热装置，优选地，所述冷却管为螺旋冷却管。

根据上述的提高铸件凝固效率的冷却散热装置，优选地，所述螺旋冷却管与进水口之间、螺旋冷却管与出水口之间均通过连接弯管连通。

根据上述的提高铸件凝固效率的冷却散热装置，优选地，所述进水口通过三通连接件与进水管道连通，所述出水口通过三通连接件与出水管道连通。

一种利用上述提高铸件凝固效率的冷却散热装置控制铸件凝固的方法，包括以下步骤：

（1）根据铸件凝固冷却面大小、铸件不同部位冷却温度需求，计算铸件凝固所需的冷却模块数量，设定每一个冷却模块的冷却温度；

（2）制备铸件的上、下箱砂型或砂芯，并根据铸件的凝固需求将多个冷却模块合理放入上、下箱砂型或砂芯中；然后将冷却散热装置的进水管道与供水系统连通，

（3）将金属熔液注入砂型或砂芯，同时利用供水系统向进水管道中持续通入冷却水，冷却水经进水管道进入各个冷却模块，然后经进水口进入密封冷却箱的冷却管中，与冷却液充分导热，对砂型或砂芯中的金属熔液进行冷却，使铸件凝固。