一种消失模铸造用降温双层波纹管及砂箱冷却系统的制作方法

本实用新型涉及铸件生产技术领域，尤其涉及一种消失模铸造用降温双层波纹管及砂箱冷却系统。

背景技术：

消失模铸造技术是将与铸件尺寸形状相似的发泡塑料模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂层并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，在一定条件下浇注液体金属，使模型气化并占据模型位置，凝固冷却后形成所需铸件的方法。现有技术中浇筑后冷凝的方法都比较简单，都是采用风冷或者自然冷却的方式，冷却的速度慢，消失模铸造过程中产生的材料金相组织粗大、内部产生缩松的固有特性。在生产结构性、耐磨性、耐热性等材料时易发生废品。

一般认为，铸模的冷却能力越大，越有利于在结晶过程中保持较大的温度梯度，从而有利于柱状晶区的发展；柱状晶择优取向，晶界往往容易富集第二相，特别是在两种位相交叉面是受力的薄弱环节，轧制时容易开裂，因此，钢铁或镍合金等塑性较差的金属应该避免出现柱状晶的出现，而有色金属，有时候要求获得柱状晶。

技术实现要素：

本实用新型主要是解决现有技术所存在的技术问题，从而提供一种消失模铸造用降温双层波纹管及砂箱冷却系统，可以针对不同的金属铸造液控制其降温速率及温度梯度，以获得理想的晶型和铸件。

为了达到上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种消失模铸造用降温双层波纹管，内管设在外管的内部形成双层管结构，所述内管的截面形状为圆形或椭圆形，该圆形或椭圆形的外侧带有肋条形成凸出部，所述肋条具有在长度方向上以螺旋状位移的形状；所述外管是截面形状为圆形或椭圆形的波纹管，该外管的内壁和内管的上述肋条的顶点接触，在所述外管和所述内管之间形成多个外侧流路。

进一步的，所述内管的截面形状为圆形或椭圆形，该圆形或椭圆形的具有多处使该截面圆周的一部分向该圆的外侧突出地变形而成凸出部，所述凸出部具有在长度方向上以螺旋状位移的形状；所述外管是截面形状为圆形或椭圆形的波纹管，该外管的内壁和内管的上述凸出部的顶点接触，在所述外管和所述内管之间形成多个外侧流路。

进一步的，所述内管和所述外管由合金制成。

进一步的，所述内管具有2～6个所述的肋条或凸出部。

进一步的，所述螺旋状位移相对于长度方向上角度为0～60度。

进一步的，所述外管的外径大于30mm。

一种消失模铸造用砂箱冷却系统，砂箱具有双层壁结构而在双层壁之间形成连通的气室，其特征在于，所述砂箱内部具有循环冷却装置，所述循环冷却装置包括上述的消失模铸造用降温双层波纹管，所述消失模铸造用降温双层波纹管一端设有冷却液注入口和相变材料注入口，另一端设有冷却液出口和相变材料回收口。

进一步的，所述消失模铸造用降温双层波纹管布设为螺旋状，通过螺钉固定在砂箱侧壁上。

进一步的，所述砂箱的外侧壁设有真空接口，内侧壁设有抽气口。

进一步的，所述内侧壁上还安装有过滤筛网。

实施本实用新型的有益效果在于：

根据上述提供的一种消失模铸造用降温双层波纹管及砂箱冷却系统，具有良好的控制金属铸造液降温速率及温度梯度的构造，通过这种构造可以针对不同金属铸造液获得可控的理想的晶型和铸件。

附图说明

图1双层波纹管外管横截面剖面示意图。

图2实施例1的带有两根肋条的双层波纹管内管横截面剖面示意图。

图3实施例1的带有三根肋条的双层波纹管内管横截面剖面示意图。

图4实施例1的带有六根肋条的双层波纹管内管横截面剖面示意图。

图5双层波纹管内管凸出部和肋条示意图。

图6实施例2的双层波纹管椭圆形内管横截面剖面示意图。

图7实施例2双层波纹管设有三角形凸出部的内管横截面剖面示意图。

图8实施例2的双层波纹管设有圆形凸出部内管横截面剖面示意图。

图9砂箱冷却系统示意图。

图10过滤筛网示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的具体方案作进一步详细说明。

实施例1

如图1所示，本实用新型一种双层波纹管外管横截面剖面示意图，包括外管1，外管1有内表面11和外表面10，外管1横截面形状为圆形或椭圆形等平滑管形状，纵截面为任意已知的波纹管构造形状。

如图2所示，内管2的截面为圆形或椭圆形等平滑管形状，该内管2外侧带有矩形肋条22形成凸出部的形状，该矩形肋条22具有在长度方向上以螺旋状位移的形状；如图3所示，该内管2外侧带有三角形肋条43形成凸出部的形状，该三角形肋条43具有在长度方向上以螺旋状位移的形状；如图4所示，该内管2外侧带有倒三角形肋条54形成凸出部的形状，该倒三角形肋条54具有在长度方向上以螺旋状位移的形状；总之，该内管具有2～6个所述形状的肋条，所述肋条均匀的分布在内管外侧，具有在长度方向上以螺旋状位移的形状。

如图5所示，该矩形肋条22螺旋状位移相对于长度方向上角度α为0～60度，特别的，当α为0度时，该椭圆凸出部21和该矩形肋条22相对于长度方向呈直线。外管1的内表面11和内管2的椭圆凸出部21的顶点部分23或矩形肋条22的顶点部分24接触，在外管1和内管2之间形成有在周向上的两条外侧流路31，内管2内部形成单独的一条内侧流路32。当肋条数量在2～6之间时，其在长度方向上以螺旋状位移的形状与图5类似。

实施例2

如图6所示，内管2的截面为椭圆形，该椭圆形端部21与外管1内表面11相交于23，在外管1和内管2之间形成有在周向上的两条外侧流路31，内管2内部形成单独的一条内侧流路32；内管2具有在长度方向上以螺旋状位移的形状，螺旋状位移相对于长度方向上角度α为0～60度。

如图7所示，内管2的截面具有三处使内截面圆周的一部分向该圆的外侧突出地变形而成的三角形凸出部41的形状，该三角形凸出部41具有在长度方向上以螺旋状位移的形状。外管1的内表面11和内管2的三角形凸出部41的顶点部分42接触，在外管1和内管2之间形成有在周向上的三条外侧流路31，内管2内部形成单独的一条内侧流路32。该三角形凸出部41螺旋状位移相对于长度方向上角度α为0～60度，特别的，当α为0度时，该三角形凸出部41和该三角形肋条43相对于长度方向呈直线。

如图8所示，内管2的截面具有六处使内截面圆周的一部分向该圆的外侧突出地变形而成的圆形凸出部51的形状，特别的，为了增大外侧流路31的面积，相邻的两个圆形凸出部51之间设置为向内的凹部53，此设计并不仅限于本实施例，在需要缓慢降温的情况下，可以为任意相邻的两个凸出部或肋条之间设置数量不等的凹部53，通过增加外侧流路31内相变材料的体积来达到上述目的；该圆形凸出部51具有在长度方向上以螺旋状位移的形状。外管1的内表面11和内管2的圆形凸出部51的顶点部分52接触，在外管1和内管2之间形成有在周向上的六条外侧流路31，内管2内部形成单独的一条内侧流路32。该圆形凸出部51螺旋状位移相对于长度方向上角度α为0～60度，特别的，当α为0度时，该圆形凸出部51相对于长度方向呈直线。

本实用新型实施方式如下：

如图9和图10所示，砂箱冷却系统包括砂箱6，砂箱6采用双层壁结构而在双层壁之间形成连通的气室，砂箱6外侧壁设有真空接口68，内侧壁设有抽气口67，内侧壁上还装有过滤筛网69，过滤筛网69具有均匀筛孔7；砂箱6内部设有循环冷却装置，循环冷却装置包括双层波纹管66，双层波纹管66布设为螺旋状，通过螺钉65固定在砂箱侧壁上，螺钉65一端伸入砂箱6中支撑双层波纹管66，另一端固定在砂箱6侧壁上；循环冷却装置还包括冷却液注入口64和冷却液出口62，相变材料注入口63和相变材料回收口61，冷却液注入口64和冷却液出口62设在双层波纹管66内管2上，相变材料注入口63和相变材料回收口61设在双层波纹管66外管1上，冷却液注入口64和相变材料注入口63设在砂箱6一侧箱壁的下端，冷却液出口62和相变材料回收口61设在砂箱6与冷却液注入口和冷却液注入口64和相变材料注入口63相对一侧箱壁的上端。

通过相变材料注入口63向双层波纹管66的外侧流路31内注入相变材料，金属铸造液注入消失模之后，向内侧流路32内持续注入冷却液，并监测冷却液出口62的温度，对于要求获得柱状晶的有色金属，需要加大降温速率，可提高冷却液的流量或降低冷却液的温度，相变材料可以形成一个温度缓冲带，避免出现过大的温度梯度；对于应该避免出现柱状晶的钢铁或镍合金等塑性较差的金属，需要减缓降温速率，可降低冷却液的流量或增加冷却液的温度，相变材料可以吸收铸造液的热量，再通过冷却液逐步降温。

本实用新型可以针对不同的金属铸造液控制其降温速率及温度梯度，从而获得可控的理想的晶型和铸件。