随形覆砂冷铁的铸造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于铸造领域，涉及覆砂冷铁，尤其涉及一种随形覆砂冷铁的铸造方法。
【背景技术】
[0002] 铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺，铸造是将液体金属浇铸到与零件 形状相适应的铸造空腔中，待其冷却凝固后，以获得零件或毛坯的方法。被铸物质多为原为 固态但加热至液态的金属（例：铜、铁、铝、锡、铅等），而铸模的材料可以是砂、金属甚至陶 瓷。因应不同要求，使用的方法也会有所不同。
[0003] 在铸造时，由于结构和铸造参数的原因，在模腔内各点的熔融状态的铁水凝固时 间是不相等的，这就会给铸件在凝固后产生热应力，造成铸件变形，裂纹等，同时，由于冷却 凝固时间不等，铸件会出现疏松，冷隔，气孔等缺陷，为避免产生热节，结构上铸件壁厚应尽 可能均匀，，以减少模具局部热量集中产生的热疲劳。铸件的转角处一般设置有适当的铸造 圆角，以避免模具上有尖角位导致应力产生，同时在热节处设置冷铁，以加快冷却速度，同 时，为避免铸件出现缺陷而附加在铸件上方或侧面的冒口，来解决这些问题。
[0004]在传统的铸造工艺中，一般是对铸件每个热节设置冒口（一个冒口可能会补缩一 个或多个热节），或对局部较小的热节使用直接冷铁激冷使提前于补缩通道凝固以解决补 缩问题(但较大的热节相对于补缩通道迟后凝固，单用冷铁往往不能解决问题）。这种设计 方法在冒口补缩距离足够时，可以消除缩松或缩孔。但对于热节较多的铸件冒口，设置过多 工艺出品率会很低;而且冷铁过多影响铸件表面质量、气孔废品增多。当铸件没有明显的热 节时冒口的补缩距离则变短(这是相对于冒口置于热节附近来说的），这时增加冒口数量工 艺出品率就会很低，否则可能产生缩孔或缩松。另外，冒口过多延长了整个铸件凝固的时 间，如果砂型硬度不足，就增加了铸件上缩松产生的机会。
【发明内容】
[0005] 本发明针对上述的传统铸件工艺在冒口和冷铁的设置多导致的技术问题，提出一 种方法合理、工艺简单、操作方便且铸件时间短、出品率高的随形覆砂冷铁的铸造方法。
[0006] 为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，本发明提供一种随形覆砂冷铁的 铸造方法，包括以下步骤：
[0007] a、确定铸件的热节个数；
[0008] b、在铸件其中任意一个热节上设置冒口；
[0009] c、在确定设置冒口的热节的周围任意一热节处设置冷铁，其中，所述冷却的设置 包括以下步骤：
[0010] ①、确定冷铁的作用区的应用模数；
[0011]②、确定冷铁覆砂层的厚度；
[0012] ③、确定冷铁的作用面积
[0013] ④、确定冷却激冷面积的形状；
[0014] ⑤、确定冷铁的厚度；
[0015] d、根据"冒口作用区+末端区+7令铁作用区=覆盖整个铸件"为条件，补设冒口和冷 铁，重复b~C步骤，使所设置的冒口和冷铁能够覆盖整个铸件。
[0016] 作为优选，所述②步骤中，冷铁覆砂层的初始厚度为3mm~10mm。
[0017] 根据权利要求2所述的随形覆砂冷铁的铸造方法，其特征在于，所述冷铁的作用面 积的公式为
其中，Vo为铸件的体积，Mo为铸件初始模数，Mr为铸件的应用 模数，f为冷铁截面的扩大系数f。
[0018] 作为优选，所述冷铁截面的扩大系数f的确定公式为
，其中S为冷 铁覆砂层的初始厚度。
[0019] 作为优选，所述覆砂层厚度由远离冒口处向冒口方向递增。
[0020] 作为优选，所述覆砂层厚度最大砂层厚度不超过30mm。
[0021] 与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，
[0022] 1、本发明通过提供一种随形覆砂冷铁的铸造方法，改变传统铸造工艺中以一块冷 铁解决一个热节的问题，而是根据铸件的形状而设计冷铁的形状，进而使冷铁的作用区域 由点走向面，进而达到解决传统铸造工艺中所存在的缺陷的问题。
[0023] 2、本发明所提供的随形覆砂冷铁的铸造方法能够有效防止收缩缺陷，通过合理布 置冷铁作用区与冒口补缩区，使用随形覆砂冷铁与浇注系统配合来调整铁液充型后的温度 场，以达到顺序凝固的目的。
[0024] 3、本发明与现有技术相比，能够节约冒口的数量，从而提高了工艺出品率。
[0025] 4、本发明提供提供随形的覆砂冷铁，进而保证了冷铁区域表面平整度问题，避免 了因冷铁长期使用氧化层加厚或生锈导致的气孔缺陷。
【附图说明】
[0026] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用 的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领 域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的 附图。
[0027] 图1为实施例1提供的4308708H1接合片的结构示意图；
[0028]图2为实施例2提供的4308233H2差速器支座的结构示意图；
[0029] 图3为实施例3提供的行星轮壳的结构示意图；
[0030] 以上各图中，1、铸件;2、冷铁。
【具体实施方式】
[0031] 为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例 对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的 特征可以相互组合。
[0032] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可 以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体 实施例的限制。
[0033]实施例1，本实施例提供一种接合片的铸造方法，具体的，型号为4308708H1的结合 片的铸造方法：
[0034]区域划分
[0035]如图1所示，根据铸件特征，铸件有3个热节（热节的确定为本领域的常规技术手 段，故在本实施例中，不加详细描述），使冒口对着一个热节补缩，根据基本模数法计算冒口 的补缩范围，为扩大冒口补缩范围，设计随形覆砂冷铁，使冒口补缩范围为"冒口作用区+末 端区+冷铁作用区"而覆盖整个铸件。
[0036]随形覆砂冷铁的设计。
[0037]确定冷铁作用区的应用模数，即冷铁相邻部位铸件的模数取自然末端区位置的截 面模数，分析为〇 · 75cm;则Mr < 0 · 75cm，取Mr = 0 · 70cm;
[0038]确定冷铁覆砂层厚度。从冷铁的激冷效应及可操作性考虑，设计覆砂层厚度δ = 4mm(-般情况下，为充分发挥冷铁的激冷效应取δ = 3~10mm，约为铸件厚度的1/10~1/5且 厚度均匀;覆砂层厚度还要考虑便于操作。冷铁作用区较长时，即当冷铁长度超过500_，覆 砂层厚度可设计成由远离冒口处向冒口方向递增的形式，且最大厚度小于30_)。
[0039]确定激冷表面积，首先确定铸件的体积(此为本领域常规计算方法，故在本实施例 不予详细解释），得Vo = 526Cm3，MQ = 0.79Cm(M()为铸件的初始模数，即等于铸件的的体积和 传热表面积的比值）；
[0040] 已知Mr = O. 70cm，激冷表面积扩大系数
[0041]
确定冷铁激冷面的形状，冷铁的形状根据冷铁 作用区域铸件的形状来定，冷铁激冷面宽度与铸件的形状一致，根据其激冷表面积为Y ch， 计算出冷铁的长度，其公式为：
[0042] B = A7 cVl(实际操作中，根据方便知道的数据来计算，在本实施例中，方便得到激 冷面宽度宽度，故计算其长度）
[0043] 然后再确定冷铁的厚度，根据公式：
[0044] Sch= (0.75~I-OR= (1.5~2·0)Μο
[0045] 其中，δ。是铸件的厚度，Mo是铸件的初始模数，在本实施例中，铸件厚度21mm，设计 冷铁厚度为铸件厚度:&h = 21mm。
[0046] 在本实施例中，共三个热节，故在冒口和随形覆砂冷铁的作用下，完全覆盖了整个 铸件，故不需再设置其他冒口。
[0