冷铁及冷铁的制备方法与流程

本发明涉及铸造工艺的技术领域，尤其是涉及一种冷铁及冷铁的制备方法。

背景技术：

为了增加铸件局部冷却速度，放置在型腔内能与铸件熔合为一体的金属激冷块称为内冷块，造型芯时放在模样芯盒表面上的金属块叫外冷铁。在铸造生产中，冷铁对提高冒口的作用和防止铸件产生缩孔、缩松，保证铸件质量起着较为重要的作用。冷铁能够起到增加铸件冷却速度的原因是冷铁的导热系数与铸件周边其他造型材料不同，在铸件凝固的过程中，与铸件接触或相近的冷铁能够快速将铸件热量传达出。

目前常见的冷铁一般由冲压、成形、锻造、车削、铸造或焊接形成，冷铁的形状各异，但是冷铁的形状往往局限于铸件的形状，特别是在一些形状复杂且质量要求高的铸件上设计冷铁；冷铁都是具体形状的实体铁块或者石墨等材料，有方形、多边形、圆形，用于产品外部形状，对于一些复杂产品的内部曲面形状，由于现有冷铁因为制备时需要定位，导致冷铁的外表面都会有痕迹，铸件内部的曲面的尺寸精度要求高，导致现有的冷铁无法应用，而且存在铸件成型后无法取出冷铁的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种冷铁，以解决现有技术中的冷铁在生产过程中需要定位，外表面的精度差，无法放入铸件内，在放入铸件内后也无法取出的问题。

本发明还提供了一种冷铁的制备方法，以解决现有技术中的冷铁的制备方法制备的冷铁的表面精度差，无法放入铸件内，在放入铸件内后也无法取出的问题。

本发明提供的一种冷铁，包括壳体和冷却填充物，所述冷却填充物放置在所述壳体的内部，所述壳体的材料为覆膜砂，以使所述壳体用于在铸件凝固后溃散。

进一步的，所述冷却填充物为钢球。

进一步的，所述钢球的直径为0.5mm-2mm。

本发明提供的一种冷铁的制备方法，包括如下步骤：

s1.制备壳体，所述壳体包括中空腔体，以及用于连通中空腔体与外界的开口；

s2.将冷却填充物通过所述开口填充到中空腔体内；

s3.将开口封堵，从而将所述冷却填充物封装在所述中空腔体内，形成冷铁。

进一步的，所述壳体的材料为覆膜砂，s1步骤包括：

s11.提高所述芯盒的温度，并保持芯盒的恒温，在压缩空气压力的作用下将覆膜砂射入芯盒内腔，提高所述芯盒的温度，以使贴合芯盒内壁的覆膜砂形成砂芯；

s12.将所述芯盒的开口翻转，使芯盒的开口方向朝下，振动器振动所述芯盒，以使砂芯内部未完全固化的覆膜砂从芯盒的开口流出，从而获得壳体。

进一步的，步骤s11中，提升所述芯盒的温度维持在170-220℃之间，成型时间维持在5-15s之间；

步骤s12中，所述振动器振动芯盒时间维持在5-10s之间，以使所述砂芯的壁厚为3.5-5mm。

进一步的，步骤s11中，所述压缩空气压力维持在0.4-0.7mpa之间；

步骤s12中，被所述振动器振动后的芯盒翻转复位，所述芯盒内的壳体固化时间维持80-100s之间。

进一步的，步骤s3包括：

s31.在覆膜砂内勾兑可燃原料，搅拌均匀形成可燃砂；

s32.将可燃砂通过开口填充到放置有冷却填充物的砂芯内，且所述可燃砂淹没所述冷却填充物；

s33.点燃所述可燃砂，覆膜砂固化后将开口封堵，防止冷却填充物流出。

进一步的，所述可燃原料为工业酒精。

进一步地，所述冷却填充物最高点距离所述开口的距离大于4mm，以使所述可燃砂有足够的空间将所述开口封堵。

本发明提供的冷铁的包括壳体和冷却填充物，冷却填充物位于所述壳体内，将冷却填充物密封在壳体内形成冷铁，组装式的冷铁表面精度高，不仅可以加快铸件局部的冷却速度，而且在制备时不需要定位；壳体的材料为覆膜砂，以使所述壳体用于在铸件凝固后溃散；覆膜砂材料的壳体在铸件内高温强度和高热量强度下，会在铸件凝固后溃散，壳体内的冷却填充物可以方便快捷的从铸件内取出，使冷却填充物重复回收利用。

本发明提供的冷铁的制备方法，制备具有中空腔体和连通中空腔体与外界的开口的壳体，将冷却填充物通过开口填充到中空腔体内，将开口封堵，从而将冷却填充物封装在中空腔体内形成冷铁；将冷却填充物填充到壳体内组装成冷铁，在制备组装式冷铁时，不需要定位，保证了组装式冷铁的外表面的精度，覆膜砂材料的壳体在铸件内高温强度和高热量强度下，会在铸件凝固后溃散，壳体内的冷却填充物可以方便快捷的从铸件内取出，使冷却填充物重复回收利用，使用效果更好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的冷铁的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的壳体的结构示意图。

图标：11-壳体；12-冷却填充物；111-中空腔体；112-开口。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明实施例提供的冷铁的结构示意图；图2为本发明实施例提供的壳体的结构示意图。

本发明提供的冷铁包括壳体11和冷却填充物12，所述冷却填充物12放置在所述壳体11的内部，所述壳体11的材料为覆膜砂，以使所述壳体11用于在铸件凝固后溃散。

本发明提供的冷铁的包括壳体11和冷却填充物12，冷却填充物12位于所述壳体11内，将冷却填充物12密封在壳体11内形成冷铁，组装式的冷铁表面精度高，不仅可以加快铸件局部的冷却速度，而且在制备时不需要定位，所述壳体11的材料为覆膜砂，以使所述壳体11用于在铸件凝固后溃散。覆膜砂材料的壳体11在铸件内的高温强度和高热量强度作用下，会在铸件凝固后溃散，壳体11内的冷却填充物12可以方便快捷的从铸件内取出，使冷却填充物12可以重复回收利用。

其中，冷却填充物12可以均匀的填放到壳体11内，冷却填充物12均匀的填充到壳体11内可以减小相邻冷却填充物12之间的间隙，有利于保证组装式的冷铁的冷却效果。

进一步的，所述冷却填充物12为钢球。

覆膜砂材料的壳体11内填充有钢球；钢球与壳体11的导热系数不同，铸件的热量通过覆膜砂材料的壳体11传递到钢丸上，钢丸将热量快速传递散去，组装成的冷铁能够实现加快铸件部分的冷却速度；覆膜砂材料的壳体11放置在铸件内后，覆膜砂的壳体11在铸件内受到高温和高热的作用下，在铸件凝固后会溃散，即壳体11内的钢珠可以从铸件内取出，并且可以回收再次利用；冷却填充物12为钢球，钢球可以批量购买，且放入和取出的操作更加简单快捷。

进一步的，所述钢球的直径为0.5mm-2mm。

钢球的直径为0.5-2mm时，组装的冷铁的内的钢球之间的间隙距离最佳，组装的冷铁的冷却效果符合铸造工艺中最常需要的冷铁的冷却效果；钢球的直径大于2mm时，组装的冷铁内的钢球之间的间隙大，导致组装的冷铁的冷却效果差一些，在需要冷铁的冷却效果差一些的时候，可以选用钢球的直径大于2mm；钢球的直径小于0.5mm时，组装的冷铁内的钢球之间的间隙小，导致组装的冷铁的冷却效果好一些，在需要冷铁的冷却效果好一些的时候，可以选用钢球的直径小于0.5mm。

冷却填充物也可以是铁粉，铁粉与铸件的导热系数不同，组装成的冷铁能够实现加快铸件部分的冷却速度，并且铁粉填充到壳体11内，铁粉之间的间隙小，冷却效果更好。

本发明提供的一种冷铁的制备方法，包括如下步骤：

s1.制备壳体11，所述壳体11包括中空腔体111，以及用于连通中空腔体111与外界的开口112；

s2.将冷却填充物12通过所述开口112填充到中空腔体111内；

s3.将开口112封堵，从而将所述冷却填充物12封装在所述中空腔体111内，形成冷铁。

制备的壳体11包括中空腔体111和连接中空腔体111与外界的开口112的壳体11，将冷却填充物12通过开口112填充到中空腔体111内，将开口112封堵，从而将冷却填充物12封装在中空腔体111内形成组装式冷铁；将冷却填充物12填充到壳体11内组装成冷铁，在制备组装式冷铁时，不需要定位，保证了组装式冷铁的外表面的精度，并且覆膜砂材料的壳体11在铸件内的高温强度和高热量强度作用下，会在铸件凝固后溃散，壳体11内的冷却填充物12可以方便快捷的从铸件内取出，使冷却填充物12可以重复回收利用，使用效果更好。

进一步的，所述壳体11的材料为覆膜砂，s1步骤包括：

s11.提高所述芯盒的温度，并保持芯盒的恒温，在压缩空气压力的作用下将覆膜砂射入芯盒内腔，以使贴合芯盒内壁的覆膜砂形成砂芯；

s12.将所述芯盒的开口112翻转，使芯盒的开口112方向朝下，振动器振动所述芯盒，以使砂芯内部未完全固化的覆膜砂从芯盒的开口112流出，从而获得壳体11。

提高所述芯盒的温度，并保持芯盒的恒温；在制备具有中空腔体111的壳体11时，在压缩空气压力的作用下将覆膜砂射入到芯盒内腔，使芯盒的温度能够使覆膜砂形成砂芯；砂芯靠近芯盒侧壁的部分温度更高，进而固化，将芯盒的开口112旋转180°，使芯盒的开口112朝下，振动器振动所述芯盒，使砂芯内部未完全固化的覆膜砂从砂芯的开口112流出，从而获得具有中空腔体111的壳体11。

进一步的，步骤s11中，提升所述芯盒的温度维持在170-220℃之间，成型时间维持在5-15s之间；

步骤s12中，所述振动器振动芯盒时间维持在5-10s之间，以使所述砂芯的壁厚为3.5-5mm。

经过大量的生产实验过程中，得知砂芯的厚度为3.5-5mm时，将覆膜砂注入到芯盒内腔时，提升芯盒的温度维持在170-220℃之间，并且形成砂芯的时间维持在既能保证砂芯的强度不会浇注过程中铁水浇烂砂芯，也能保证组装式冷铁的使用效果，并且随着壳体11厚度的增加，组装式的冷铁的冷却效果越差。

制备砂芯的壁厚为3.5-5mm时，需要在制备中空的砂芯时，提升芯盒的温度维持在170-220℃之间，形成芯盒的时间维持在5-15s之间，振动器振动芯盒的时间维持在5-10s之间，形成的中空的砂芯的为理想状态的尺寸的。值得一提的时，砂芯的壁厚并非是均匀的为3.5-5mm，大致维持在3.5-5mm即可。

进一步的，步骤s11中，所述压缩空气压力维持在0.4-0.7mpa之间；

步骤s12中，被所述振动器振动后的芯盒翻转复位，所述芯盒内的壳体11固化时间维持80-100s之间。

压缩空气的压力维持在0.4-0.7mpa之间，振动器振动后的芯盒翻转复位，芯盒内的壳体11固化的时间维持80-100s之间，有利于形成的壳体11的尺寸符合要求且壳体11的强度较好。值得一提的是，上述芯盒的温度，芯盒内砂芯的固化时间，压缩空气的压力，振动器振动的时间都可以通过机械化编程控制，实现机械化操作，工作效率高，产品质量更好。

进一步的，步骤s3包括：

s31.在覆膜砂内勾兑可燃原料，搅拌均匀形成可燃砂；

s32.将可燃砂通过开口112填充到放置有冷却填充物12的砂芯内，且所述可燃砂淹没所述冷却填充物12；

s33.点燃所述可燃砂，覆膜砂固化后将开口112封堵，防止冷却填充物12流出。

封堵带有冷却填充物12的壳体11的开口112时，将覆膜砂内勾兑可燃原料，搅拌均匀形成可燃砂，将可燃砂通过开口112填充到放置有冷却填充物12的砂芯内，并且可燃砂淹没填充物，保证点燃可燃砂时，覆膜砂固化后可以将开口112封堵，避免冷却填充物12流出。

进一步的，所述可燃原料为工业酒精。

其中，可燃原料为工业酒精，具有理想的可燃性，且工业酒精作为可燃原料的不会空气污染，生产成本低，可以作为可燃原料的最佳选择。由于工业酒精具有挥发性，因此工业酒精需要淹没覆膜砂，以使形成的可燃砂的具有较佳的可燃性能。

进一步地，所述冷却填充物12最高点距离所述开口112的距离大于4mm，以使所述可燃砂有足够的空间将所述开口112封堵。

冷却填充物12的最高点距离开口112的距离大于4mm，以使足够的可燃砂可以填充到具有冷却填充的壳体11内，可燃砂也具有足够的空间将开口112封堵，使用效果好。

制备与现有冷铁同样性能的组装式冷铁的步骤主要包括：选用钢球的尺寸为0.5-2mm，将钢球放置在芯盒附近备用；在0.4-0.7mpa压缩空气的作用下，将覆砂膜射入到芯盒的内腔，芯盒的温度维持在170-220℃之间，芯盒加热覆砂膜成型的时间维持在5-15s之间，再将芯盒翻转180°，使芯盒的开口112方向朝下，振动器振动砂芯5-10s之间，使砂芯内部未完全固化的覆膜砂从砂芯的开口112流出，从而获得中空砂芯的壁厚维持在3.5-5mm之间，再将所述芯盒内形成的砂芯侧壁固化时间维持80-100s之间；将准备的钢球均匀填放到中空的砂芯内，钢球的最高点距离砂芯的开口112位置4mm；在覆砂膜内勾兑工业酒精，酒精要淹没覆膜砂，搅拌均匀形成可燃砂，将可燃砂填充到放置有钢球的砂芯内，点燃可燃砂，可燃砂内的酒精燃烧，覆膜砂固化将开口112固化，防止钢球流出，即完成组装式冷铁的制作。

综上所述，本发明提供的冷铁的包括壳体11和冷却填充物12，冷却填充物12位于所述壳体11内，将冷却填充物12密封在壳体11内形成冷铁，组装式的冷铁表面精度高，不仅可以加快铸件局部的冷却速度，而且在制备时不需要定位，所述壳体11的材料为覆膜砂，以使所述壳体11用于在铸件凝固后溃散。覆膜砂材料的壳体11在铸件内高温强度和高热量强度下，会在铸件凝固后溃散，壳体11内的冷却填充物12可以方便快捷的从铸件内取出，使冷却填充物12可以重复回收利用。本发明提供的冷铁的制备方法，制备具有中空腔体111和连通中空腔体111与外界的开口112的壳体11，将冷却填充物12通过开口112填充到中空腔体111内，将开口112封堵，从而将冷却填充物12封装在中空腔体111内形成冷铁；将冷却填充物12填充到壳体11内组装成冷铁，在制备组装式冷铁时，不需要定位，保证了组装式冷铁的外表面的精度，并且覆膜砂材料的壳体11在铸件内的高温强度和高热量强度作用下，会在铸件凝固后溃散，壳体11内的冷却填充物12可以方便快捷的从铸件内取出，使冷却填充物12可以重复回收利用，使用效果更好。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。