专利名称：外冷铁及外冷铁系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及铸造领域，具体而言，涉及一种外冷铁及外冷铁系统。
背景技术：
在铸造过程中，铸件要经历液态收缩、凝固收缩以及固态收缩三个收缩过程，这往往导致在铸件最后凝固的部位出现缩松或者缩孔，缩松和缩孔的出现不但极大地降低了铸件的力学性能，而且还降低了铸件的致密性以至于不能满足有耐压密封要求的铸件质量。目前，解决上述问题通常是采用冒口和冷铁工艺措施。冷铁可以加快铸件局部热节的冷却，实现顺序凝固或同时凝固原则，从而解决缩松问题。虽然目前的冷铁较砂型来讲有较强的激冷效果，但是对于厚大铸件，普通的冷铁并不能满足激冷的需要，通常需要将冷铁尺寸加大，大尺寸的冷铁又往往导致冷铁在铸型中不易固定和定位。针对于冷铁的固定问题，申请号为201020592904.5的中国专利申请公开了一种挂砂外冷铁，在该冷铁两端设置凹槽，在凹槽中设计能挂砂的筋板，保证了冷铁在铸型中的稳定放置，虽然该设计解决了冷铁的放置问题，但对冷铁的激冷作用没有加强。公开号为CN101130206的中国专利公开了一种蠕墨铸铁铸件的铸造方法，其中采用了一种随形空心冷铁，能够加强铸件局部的冷却并最后与铸件熔合形成铸件中的空腔部分，但是该冷铁只能作为内冷铁使用，而且其激冷能力比相同体积的普通冷铁要小。
实用新型内容本实用新型旨在提供一种外冷铁及外冷铁系统，实现了加强外冷铁激冷能力的效
果O为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种外冷铁，外冷铁包括外冷铁壁和由外冷铁壁围成的空腔，外冷铁壁上具有将空腔与外部连通的冷却介质进口和冷却介质出口。进一步地，上述外冷铁为定形外冷铁，冷却介质进口与冷却介质出口设置在外冷铁壁的内壁或外壁上直线距离最远的两点。进一步地，上述外冷铁为随形外冷铁，随形外冷铁具有多个侧壁，冷却介质进口与冷却介质出口设置在外冷铁壁的一个侧壁上或两个侧壁上。进一步地，上述外冷铁还包括:冷却介质输入管道，在冷却介质进口处与外冷铁壁密封连接；冷却介质输出管道，在冷却介质出口处与外冷铁壁密封连接。进一步地，上述冷却介质输入管道和冷却介质输出管道分别与外冷铁壁焊接或螺纹连接。进一步地，上述冷却介质输入管道和冷却介质输出管道分别与外冷铁壁一体成型。进一步地，上述外冷铁还包括砂层，砂层设置在外冷铁壁的朝向铸件的表面上。根据本实用新型的另一方面，提供了一种外冷铁系统，外冷铁系统包括一个或多个上述的外冷铁。进一步地，上述外冷铁系统包括多个外冷铁，且多个外冷铁的冷却介质进口连通到同一个冷却介质输入管道上，多个外冷铁的冷却介质出口连通到同一个冷却介质输出管道上。进一步地，上述外冷铁包括定形外冷铁和/或随形外冷铁。应用本实用新型的技术方案，冷却介质可以在空腔中流通，从而加强了外冷铁的激冷能力；而且在达到相当的冷却效果的前提下可以适当减小外冷铁的尺寸和重量，从而使外冷铁在应用时更便于安放和固定。
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:图1示出了根据本实用新型的一种实施例的外冷铁的结构示意图；图2示出了根据本实用新型的另一种优选的实施例的外冷铁的结构示意图，其中示出了砂芯、型腔和浇冒口 ；图3示出了根据本实用新型的一种优选的实施例的外冷铁系统的结构示意图，其中示出了砂芯、型腔和浇冒口。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。如图1所示，在本实用新型的一种典型的实施例中，提供了一种外冷铁，该外冷铁包括外冷铁壁I和由外冷铁壁I围成的空腔，外冷铁壁I上具有将空腔与外部连通的冷却介质进口和冷却介质出口。具有上述结构的外冷铁，冷却介质可以在空腔中流通，从而加强了外冷铁的激冷能力；而且在达到相当的冷却效果的前提下可以适当减小外冷铁的尺寸和重量，从而更便于外冷铁在使用时的安放与固定。可用于本实用新型的冷却介质包括但不限于水、气体、冷却油等流动介质。如图2所示，在本实用新型的一种优选的实施例中，上述外冷铁为定形外冷铁，冷却介质进口与冷却介质出口设置在外冷铁壁I的内壁或外壁上直线距离最远的两点。在砂型铸造过程中将上述环形外冷铁放置在型腔6中合适的部位，及时带走浇注后的铸件在此部位凝固过程中释放出的热量，实现改善激冷效果的目的；将冷却介质进口与冷却介质出口设置在外冷铁壁I的直线距离最远的两点使得冷却介质在外冷铁的空腔内具有尽可能大的流程，使冷却介质得到充分利用。如图3所示，在本实用新型的另一种优选的实施例中，上述外冷铁为随形外冷铁，该随形外冷铁具有多个侧壁，冷却介质进口与冷却介质出口设置在外冷铁壁I的一个侧壁上或两个侧壁上。在砂型铸造过程中将上述随形外冷铁放置在与型腔6相适配的位置，能够及时带走浇注后的铸件在此部位凝固过程中释放出的热量，实现改善激冷效果的目的；而且将冷却介质进口与冷却介质出口设置在外冷铁壁I的同一侧壁上或两个侧壁上应该尽可能增大冷却介质在外冷铁的空腔内具有的流程，使冷却介质得到充分利用。如图1至图3所示，上述外冷铁还包括冷却介质输入管道2和冷却介质输出管道3，冷却介质输入管道2在冷却介质进口处与外冷铁壁I密封连接；冷却介质输出管道3在冷却介质出口处与外冷铁壁I密封连接。采用冷却介质输入管道2和冷却介质输出管道3便于将外冷铁与冷却介质循环系统相连；而且，在使用过程中，冷却介质输入管道2和冷却介质输出管道3对外冷铁在砂型中的起到固定支撑的作用，减少了外冷铁在砂型中的跑偏现象。上述外冷铁的冷却介质输入管道2和冷却介质输出管道3分别与外冷铁壁I焊接或螺纹连接。其中螺纹连接有利于外冷铁与不同的冷却介质循环系统相配合。为了简化外冷铁的制作程序，优选上述外冷铁的冷却介质输入管道2和冷却介质输出管道3分别与外冷铁壁I一体成型。本实用新型的外冷铁的冷却介质输入管道2和冷却介质输出管道3的制作可以采用普通的材料制作即可，优选金属、陶瓷或耐火材料。如图2所示，在本实用新型又一种优选的实施例中，上述外冷铁还包括砂层4，砂层4设置在外冷铁壁I的朝向铸件的表面上。砂层4能够有效地避免浇注初始阶段外冷铁过分激冷铸件导致裂纹的产生，而且能够防止在浇注初始阶段外冷铁内部的冷却介质升温过快的弊端。如图3所示，在本实用新型另一种典型的实施例中，还提供了一种外冷铁系统，该外冷铁系统包括一个或多个上述的外冷铁。根据所铸造的铸件的形状选择合适的外冷铁或外冷铁系统，以实现对铸件的激冷作用。如图3所示，在本实用新型的又一种优选的实施例中，上述外冷铁系统包括多个外冷铁，且多个外冷铁的冷却介质进口连通到同一个冷却介质输入管道2上，多个外冷铁的冷却介质出口连通到同一个冷却介质输出管道3上。在本实施例中，采用同一个冷却介质输入管道2向外冷铁系统输送冷却介质，并且采用同一个冷却介质输出管道3将吸热后的冷却介质输送出外冷铁系统，即实现了对冷却介质的充分利用，而且简化了外冷铁系统的结构。上述实施例中的外冷铁系统可以根据铸件的需要组合不同的外冷铁，优选上述外冷铁包括定形外冷铁和/或随形外冷铁。以下将结合实施例进一步说明本实用新型的有益效果。实施例1采用如图2所示的环形外冷铁作为实施例1的外冷铁，以循环水为冷却介质，环形外冷铁的材质为铸铁，通过铸造成型，外形尺寸:外径Φ270πιπι，内径为Φ240mm，高80mm ;内部空腔尺寸:外径Φ260ι πι,内径Φ250ι πι,高60mm ;重5.5kg。冷却介质输入管道和冷却介质输出管道均为外径为10mm、壁厚为2mm、长度为120mm的钢管,通过焊接方法与外冷铁内
部空腔连接。铸造时，按照如图2所示的结构将外冷铁安置到砂型中的相应位置，将冷却介质输入管道和冷却介质输出管道与循环水系统连接，连接处采用耐热密封圈密封。由浇注口 7向型腔6内注入金属液，浇注开始后开启循环水，通过循环水冷却冷铁。铸造后，获得的铸件完好无缩松。循环水冷外冷铁与普通外冷铁相比，重量减少了 58%。实施例2采用如图3所示的外冷铁系统作为实施例2的外冷铁，以空气为冷却介质，其中位于下部的外冷铁为环形外冷铁，夕卜形尺寸:外径Φ 350mm,内径Φ 290mm,高180mm ;内部空腔尺寸:外径Φ300ι πι，内径Φ250ι πι，高140mm。位于上部的外冷铁为随形冷铁,外形尺寸:长140mm,宽60mm,最厚尺寸25_ ；内部空腔尺寸IOOmmX 40mmX 10mm。冷却介质输入管道和冷却介质输出管道均为外径为8_，壁厚为2mm的钢管，并通过焊接方法与外冷铁内腔连接。铸造时，按照如图3所示的结构将上述外冷铁在制芯过程中安置在砂芯的相应位置上。将却介质输入管道与气泵相连，冷却介质输出管道与环境相通，各连接处采用耐热密封圈密封。下芯、合型后浇注，由浇注口 7向型腔6内注入金属液，浇注开始后开启气泵，通过空气冷却冷铁。铸造后，获得的铸件完好无缩松。气冷外冷铁与原先采用的普通外冷铁相比，重量减少了 54%。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种外冷铁，其特征在于，所述外冷铁包括外冷铁壁(I)和由所述外冷铁壁(I)围成的空腔，所述外冷铁壁(I)上具有将所述空腔与外部连通的冷却介质进口和冷却介质出口。
2.根据权利要求1所述的外冷铁，其特征在于，所述外冷铁为定形外冷铁，所述冷却介质进口与所述冷却介质出口设置在所述外冷铁壁(I)的内壁或外壁上直线距离最远的两点。
3.根据权利要求1所述的外冷铁，其特征在于，所述外冷铁为随形外冷铁，所述随形外冷铁具有多个侧壁，所述冷却介质进口与所述冷却介质出口设置在所述外冷铁壁(I)的一个侧壁上或两个侧壁上。
4.根据权利要求1所述的外冷铁，其特征在于，所述外冷铁还包括: 冷却介质输入管道(2 )，在所述冷却介质进口处与所述外冷铁壁(I)密封连接； 冷却介质输出管道(3 )，在所述冷却介质出口处与所述外冷铁壁(I)密封连接。
5.根据权利要求4所述的外冷铁，其特征在于，所述冷却介质输入管道(2)和所述冷却介质输出管道(3)分别与所述外冷铁壁(I)焊接或螺纹连接。
6.根据权利要求4所述的外冷铁，其特征在于，所述冷却介质输入管道(2)和所述冷却介质输出管道(3 )分别与所述外冷铁壁(I) 一体成型。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的外冷铁，其特征在于，所述外冷铁还包括砂层(4)，所述砂层(4)设置在所述外冷铁壁(I)的朝向铸件的表面上。
8.一种外冷铁系统，其特征在于，所述外冷铁系统包括一个或多个权利要求1至7中任一项所述的外冷铁。
9.根据权利要求8所述的外冷铁系统，其特征在于，所述外冷铁系统包括多个所述外冷铁，且多个所述外冷铁的冷却介质进口连通到同一个冷却介质输入管道(2)上，所述多个外冷铁的冷却介质出口连通到同一个冷却介质输出管道(3)上。
10.根据权利要求9所述的外冷铁系统，其特征在于，所述外冷铁包括定形外冷铁和/或随形外冷铁。
专利摘要本实用新型提供了一种外冷铁及外冷铁系统。该外冷铁包括外冷铁壁和由外冷铁壁围成的空腔，外冷铁壁上具有将空腔与外部连通的冷却介质进口和冷却介质出口。冷却介质可以在空腔中流通，从而加强了外冷铁的激冷能力；而且在达到相当的冷却效果的前提下可以适当减小外冷铁的尺寸和重量，从而更便于外冷铁在使用时的安放与固定。
文档编号B22D15/00GK202963412SQ201220665279
公开日2013年6月5日 申请日期2012年12月5日 优先权日2012年12月5日
发明者祝建勋, 王致明 申请人:济南圣泉倍进陶瓷过滤器有限公司