通过多通接头11使各冷却管并联连接;该多通接头11包括联集管IlA和联集管IlA侧壁垂直设置的若干分支接头11B，连接时，各分支接头IlB分别与各冷却管端部连接，联集管IlA的一端封闭另一端与进气管或出气管连接。本结构的环形冷却通道，浇注时，向环形冷却通道8的各冷却管内通入压缩气体，可以将薄壁部位钢水凝固的热量快速带走。
[0022]为进一步精确控制冷却凝固的速度，冷却管的内径为25—30mm，各冷却管侧壁与薄壁型腔相对的侧壁之间距离为40—50mm，各相邻冷却管的侧壁间距为15-20mm，最外侧的两冷却管外壁之间的最大距离为铸件最薄处壁厚度的1.5—2倍。铸件的大型薄壁环部位浇注凝固时铁水的凝固速度不能过快也不能太慢，凝固过快会导致铸件内应力增大，容易产生裂纹，凝固过慢会导致铸件凝固时温度过小，容易产生缩松，冷却管布置的间距、数量及冷却管内通道尺寸的设置对薄壁部位的凝固时间有直接影响，本发明的冷却通道设置方式通过控制冷却管的间距、尺寸和数量以控制浇注时的冷却效果和凝固时间，以减少铸件薄壁部位的裂纹缺陷。
[0023]为克服铸件两端凝固时产生的向两端的收缩拉应力对铸件中间薄壁部位的拉应力作用，拉筋12等间距均匀排布设置在铸件壁厚最薄处的外周，每个拉筋12的厚度为铸件最薄壁厚的0.25—0.3倍;拉筋12沿铸件轴向的长度为铸件薄壁部份轴向长度的0.3—0.4倍;拉筋12远离薄壁的外侧呈弧形，拉筋12沿铸件径向的最大尺寸与铸件的最薄壁厚相等。本发明的拉筋结构，根据铸件薄壁部位的尺寸特点为:轴向方向上中间为最薄的部位，向两端方向，薄壁环外的轮廓有一定的外扩斜度，所以拉筋设计成弓形，既可以避免薄壁部位承受拉应力，又便于铸件后期的清理加工。
[0024]因此，本发明的浇注冷却系统，在铸件的薄壁型腔内侧间隔设置环形冷却通道8以代替冷铁，对薄壁处进行强制冷却，解决了薄壁处的裂纹缺陷；2)不额外设置补贴，而是在铸件中间薄壁处外侧增加拉筋，减小中间薄壁处的拉应力，同时由于拉筋先凝固，中间薄壁处的热量通过拉筋散发出去，使中间薄壁处快速凝固，从而防止铸件薄壁部位产生缩松区域。与现有技术相比，不设置补贴结构，不仅增加了铸件的出品率，同时有效减小后序对补贴进行切割、气刨的工作量。
[0025]铸件浇注时，采用本发明的上述高碳钢薄壁环形铸件的浇注冷却系统的冷却方法，具体为在铸件浇注过程中向浇注口加入铁水后，经进气管9开始连续向环形冷却通道8内通入压力为1.3MPa的常温压缩气体，该压缩气体连续通入时间与铸件最薄的薄壁部位的凝固时间相等。该薄壁部位的凝固时间可以通过电脑软件模拟浇注确定。例如，本公司生产的一种该类铸件，薄壁部位最薄处的厚度为68mm，铸件的薄壁环的内径为Φ 2400，轴向长度为1850，上(下)法兰盘厚度为150mm，该铸件经电脑软件模拟饶注，确定薄壁部位的凝固时间为10小时左右。
【主权项】
1.一种高碳钢薄壁环形铸件的浇注冷却系统，其特征在于，在铸件的薄壁型腔内侧靠近最薄壁厚处间隔设有环形冷却通道，所述环形冷却通道设有延伸至砂箱外的进气管和出气管，所述进气管与压缩气源连通;在铸件的薄壁型腔外侧贴设若干与铸件型腔连接的拉筋，所述拉筋的长度方向沿环形薄壁的轴向设置。2.根据权利要求1所述的高碳钢薄壁环形铸件的浇注冷却系统，其特征在于，所述环形冷却通道包括沿薄壁型腔轴向间隔排列的数层弧形的冷却管，各冷却管侧壁与薄壁型腔相对的侧壁之间距离为40—50mm，所述冷却管的进口端和出口端分别通过多通接头使各冷却管并联连接;所述多通接头包括联集管和联集管侧壁垂直设置的若干分支接头，所述分支接头分别与各冷却管连接，所述联集管的一端封闭另一端与进气管或出气管连接。3.根据权利要求2所述的高碳钢薄壁环形铸件的浇注冷却系统，其特征在于，所述冷却管的内径为25—30mm，各冷却管侧壁与薄壁型腔相对的侧壁之间距离为40—50mm，各相邻冷却管的间距为15-20mm，最外侧的两冷却管外壁之间的最大距离为铸件最薄处壁厚度的1.5—2倍。4.根据权利要求1一3所述的高碳钢薄壁环形铸件的浇注冷却系统，其特征在于，所述拉筋等间距均匀排布设置在铸件壁厚最薄处的外周，每个拉筋的厚度为铸件最薄壁厚的0.25—0.3倍;所述拉筋沿铸件轴向的长度为铸件薄壁部份轴向长度的0.3—0.4倍;所述拉筋远离薄壁的外侧呈弧形，拉筋沿铸件径向的最大尺寸与铸件的最薄壁厚相等。5.—种采用权利要求1-4任一项所述的浇注冷却系统的冷却方法，具体为在铸件浇注过程中向浇注口加入铁水后，经进气管开始连续向环形冷却通道内通入压力为1.3MPa的常温压缩气体，所述压缩气体连续通入时间与铸件最薄的薄壁部位的凝固时间相等。
【专利摘要】本发明涉及铸造工艺技术领域内一种高碳钢薄壁环形铸件的浇注冷却系统及冷却方法。其中,浇注冷却系统包括在铸件的薄壁型腔内侧靠近最薄壁厚处间隔设有环形冷却通道，环形冷却通道设有延伸至砂箱外的进气管和出气管，进气管与压缩气源连通；在铸件的薄壁型腔外侧贴设若干与铸件型腔连接的拉筋，拉筋的长度方向沿环形薄壁的轴向设置。本发明的冷却系统，在铸件的薄壁型腔内侧间隔设置环形冷却通道以代替冷铁，对薄壁处进行强制冷却，解决了薄壁处的裂纹缺陷；在铸件中间薄壁处外侧增加拉筋，减小中间薄壁处的拉应力，由于拉筋先凝固，中间薄壁处的热量通过拉筋散发出去，使中间薄壁处快速凝固，从而防止铸件薄壁部位产生缩松。
【IPC分类】B22D27/04, B22C9/24
【公开号】CN105598394
【申请号】CN201610110332
【发明人】张立文, 杨建 , 郭小强
【申请人】共享铸钢有限公司
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年4月14日