用于測(cè)試內(nèi)冷鐵熔化程度的模具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于測(cè)試內(nèi)冷鐵熔化程度的模具。
【背景技術(shù)】
[0002]在鑄件的鑄造工藝設(shè)計(jì)時(shí)，冷鐵被用來(lái)加速鑄件某部分在澆注過(guò)程中的冷卻速度。鑄件因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)的需要造成各個(gè)部分壁厚不均，有的部位很厚，在冷卻的過(guò)程中就冷卻的慢，壁厚薄的部位就冷卻的快，使得同一個(gè)鑄件各個(gè)部位冷卻速度不均。造成的結(jié)果有可能產(chǎn)生縮孔、或者把壁薄的部位拉裂。為了避免這種現(xiàn)象的產(chǎn)生，造型完成后，就在壁厚厚的部位加放冷鐵，用它來(lái)吸收金屬液的溫度，加速這個(gè)部位的冷卻速度，縮短和其他壁厚薄的部位冷卻的時(shí)間差。無(wú)論是同時(shí)凝固控制技術(shù)還是順序凝固控制技術(shù)，冷鐵都被廣泛使用。
[0003]冷鐵分內(nèi)冷鐵和外冷鐵，直接外冷鐵放在鑄件外部，與鑄件直接接觸，金屬液體澆注進(jìn)入鑄型型腔的時(shí)候，與冷鐵直接接觸并進(jìn)行強(qiáng)烈的熱交換，金屬液體快速冷卻，但對(duì)一些厚大鑄件來(lái)說(shuō)，僅僅依靠外冷鐵冷卻無(wú)法控制鑄件的凝固過(guò)程，鑄件中心冷仍然卻慢，晶粒粗大，為此，采用內(nèi)冷鐵的工藝設(shè)計(jì)，把冷的金屬放在鑄型內(nèi)，當(dāng)金屬液體進(jìn)入鑄型型腔的時(shí)候，金屬液體包圍內(nèi)冷鐵，與內(nèi)冷鐵發(fā)生熱交換，內(nèi)冷鐵被加熱，金屬液體冷卻，與此同時(shí)，內(nèi)冷鐵表面與金屬液體發(fā)生冶金反應(yīng)，內(nèi)冷鐵表面熔化，當(dāng)金屬液體完全凝固時(shí)，金屬液體凝固的組織與內(nèi)冷鐵結(jié)合在一起，形成完整鑄件。為達(dá)到內(nèi)冷鐵表面熔化的要求，內(nèi)冷鐵的大小、形狀和數(shù)量都需精確的計(jì)算和設(shè)計(jì)，內(nèi)冷鐵太小，在澆注過(guò)程被金屬液體完全熔化，金屬液體的冷卻效果較小，內(nèi)冷鐵過(guò)大，金屬液體不能熔化內(nèi)冷鐵的表面，在內(nèi)冷鐵和鑄件之間形成界面，導(dǎo)致鑄件報(bào)廢。在內(nèi)冷鐵的設(shè)計(jì)方面，設(shè)計(jì)手冊(cè)只是給出鑄鋼內(nèi)冷鐵設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算公式?jīng)]有給出嚴(yán)格的條件，比如內(nèi)冷鐵成分要求和澆注溫度等要求，導(dǎo)致內(nèi)冷鐵設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)偏差；而鑄鐵的內(nèi)冷鐵設(shè)計(jì)方面，目前幾乎沒(méi)有設(shè)計(jì)的相關(guān)資料，并且也沒(méi)有比較合適的模具結(jié)構(gòu)以供選擇使用。因此，在設(shè)計(jì)鑄鐵內(nèi)冷鐵方面，合理設(shè)計(jì)和使用內(nèi)冷鐵對(duì)于厚大鑄鐵件的生產(chǎn)具有重要的理論價(jià)值和實(shí)踐指導(dǎo)意義。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是:為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于測(cè)試內(nèi)冷鐵熔化程度的模具。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種用于測(cè)試內(nèi)冷鐵熔化程度的模具，包括主體，所述主體為矩形，所述主體內(nèi)部設(shè)有矩形型腔，所述型腔的底部通過(guò)設(shè)置在型腔一側(cè)的澆注通道與外部連通，所述澆注通道下端與型腔連通，澆注通道的上端設(shè)有喇叭口，所述型腔內(nèi)部設(shè)有若干豎向平行設(shè)置的鋼棒，各鋼棒均位于型腔底面的沿矩形長(zhǎng)度方向的中心線所在的豎向平面內(nèi)，相鄰兩根鋼棒之間的間距相等。
[0006]作為優(yōu)選，所述主體的長(zhǎng)度為400mm，寬度為40mm，高度為300mm，所述鋼棒有5根，5根鋼棒的直徑分別為5mm、8mm、10mm、12mm和15mm，相鄰的兩根鋼棒之間的間距為50mmo
[0007]作為優(yōu)選，所述鋼棒為低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼或者不銹鋼材料。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果是:該用于測(cè)試內(nèi)冷鐵熔化程度的模具澆鑄出的鑄件能夠幫助快速準(zhǔn)確地測(cè)試出內(nèi)冷鐵模數(shù)與澆注溫度和鑄件模數(shù)的關(guān)系，進(jìn)而得出內(nèi)冷鐵的設(shè)計(jì)方法，能夠更加合理地設(shè)計(jì)和澆鑄出適用于厚大鑄鐵件的內(nèi)冷鐵。
【附圖說(shuō)明】
[0009]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0010]圖1是本實(shí)用新型的用于測(cè)試內(nèi)冷鐵熔化程度的模具的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖中:1.主體，2.型腔，3.鋼棒，4.澆注通道。
【具體實(shí)施方式】
[0012]現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)明本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實(shí)用新型有關(guān)的構(gòu)成。
[0013]如圖1所示，一種用于測(cè)試內(nèi)冷鐵熔化程度的模具，包括主體1，所述主體I為矩形，所述主體I內(nèi)部設(shè)有矩形型腔2，所述型腔2的底部通過(guò)設(shè)置在型腔2 —側(cè)的澆注通道4與外部連通，所述澆注通道4下端與型腔2連通，澆注通道4的上端設(shè)有喇叭口，所述型腔
2內(nèi)部設(shè)有若干豎向平行設(shè)置的鋼棒3，各鋼棒3均位于型腔2底面的沿矩形長(zhǎng)度方向的中心線所在的豎向平面內(nèi)，相鄰兩根鋼棒3之間的間距相等。
[0014]作為優(yōu)選，所述主體I的長(zhǎng)度為400mm，寬度為40mm，高度為300mm，所述鋼棒3有5根，5根鋼棒3的直徑分別為5mm、8mm、10mm、12mm和15mm，相鄰的兩根鋼棒3之間的間距為 50mmo
[0015]作為優(yōu)選，所述鋼棒3為低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼或者不銹鋼材料。
[0016]各鋼棒3是經(jīng)過(guò)噴丸處理后的鋼棒3，；噴丸處理也稱噴丸強(qiáng)化，是減少零件疲勞，提高壽命的有效方法之一；噴丸是用來(lái)清除厚度不小于2mm的或不要求保持準(zhǔn)確尺寸及輪廓的中型、大型金屬制品以及鍛鑄件上的氧化皮、鐵銹、型砂及舊漆膜；這里采用噴丸主要是清除鋼棒3上的油污和鐵銹。
[0017]將需要澆注的金屬液充滿型腔2，鋼棒3與金屬液進(jìn)行熱交換，導(dǎo)致鑄件的中心液體金屬的溫度低于鑄件的其他部分而先凝固，使得鑄件內(nèi)部的溫度從內(nèi)部到外部逐漸升高，有利于鑄件的補(bǔ)縮，可獲得致密鑄件；在鑄件沒(méi)凝固前，高溫金屬液和鋼棒3表面發(fā)生一定的冶金反應(yīng)，使得鋼棒3表面熔化，凝固時(shí)，鋼棒3和鑄件結(jié)合在一起；如果鋼棒3直徑大，澆注溫度低，金屬液和鋼棒3表面不能發(fā)生冶金反應(yīng)，凝固時(shí)，鋼棒3和鑄件不能結(jié)合，形成不熔合界面。
[0018]具體地，當(dāng)鑄件厚度為40mm，澆注溫度為1500°C時(shí)，鋼棒3為20#鋼，金屬液為灰鑄鐵HT250。
[0019]鋼棒3和鑄件熔合情況的檢驗(yàn)過(guò)程，澆注完成并等待鑄件冷卻后，清理鑄件，然后從試塊中間切開(kāi)，金相拋光后觀察；經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，可獲得鋼棒3和鑄件冶金熔合與澆注溫度和鋼棒直徑的關(guān)系；此外，改變鑄件的大小，進(jìn)行相同的實(shí)驗(yàn)，也可獲得不同鑄件厚度下，鋼棒3和鑄件冶金熔合時(shí)，澆注溫度和鋼棒3直徑的關(guān)系。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，該用于測(cè)試內(nèi)冷鐵熔化程度的模具澆鑄出的鑄件能夠幫助快速準(zhǔn)確地測(cè)試出內(nèi)冷鐵模數(shù)與澆注溫度和鑄件模數(shù)的關(guān)系，進(jìn)而得出內(nèi)冷鐵的設(shè)計(jì)方法，能夠更加合理地設(shè)計(jì)和澆鑄出適用于厚大鑄鐵件的內(nèi)冷鐵。
[0021]以上述依據(jù)本實(shí)用新型的理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)實(shí)用新型技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)實(shí)用新型的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書(shū)上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于測(cè)試內(nèi)冷鐵熔化程度的模具，其特征在于，包括主體(I)，所述主體(I)為矩形，所述主體(I)內(nèi)部設(shè)有矩形型腔(2)，所述型腔(2)的底部通過(guò)設(shè)置在型腔(2)—側(cè)的澆注通道(4)與外部連通，所述澆注通道(4)下端與型腔(2)連通，澆注通道(4)的上端設(shè)有喇叭口，所述型腔(2)內(nèi)部設(shè)有若干豎向平行設(shè)置的鋼棒(3)，各鋼棒(3)均位于型腔(2)底面的沿矩形長(zhǎng)度方向的中心線所在的豎向平面內(nèi)，相鄰兩根鋼棒(3)之間的間距相等。
2.如權(quán)利要求1所述的用于測(cè)試內(nèi)冷鐵熔化程度的模具，其特征在于，所述主體(I)的長(zhǎng)度為400mm，寬度為40mm，高度為300mm，所述鋼棒(3)有5根，5根鋼棒(3)的直徑分別為5mm、8mm、10mm、12mm和15mm，相鄰的兩根鋼棒(3)之間的間距為50_。
3.如權(quán)利要求1所述的用于測(cè)試內(nèi)冷鐵熔化程度的模具，其特征在于，所述鋼棒(3)為低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼或者不銹鋼材料。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種用于測(cè)試內(nèi)冷鐵熔化程度的模具，包括主體，主體為矩形，主體內(nèi)部設(shè)有矩形型腔，型腔的底部通過(guò)設(shè)置在型腔一側(cè)的澆注通道與外部連通，澆注通道下端與型腔連通，澆注通道的上端設(shè)有喇叭口，型腔內(nèi)部設(shè)有若干豎向平行設(shè)置的鋼棒，各鋼棒均位于型腔底面的沿矩形長(zhǎng)度方向的中心線所在的豎向平面內(nèi)，相鄰兩根鋼棒之間的間距相等。該用于測(cè)試內(nèi)冷鐵熔化程度的模具澆鑄出的鑄件能夠幫助快速準(zhǔn)確地測(cè)試出內(nèi)冷鐵模數(shù)與澆注溫度和鑄件模數(shù)的關(guān)系，進(jìn)而得出內(nèi)冷鐵的設(shè)計(jì)方法，能夠更加合理地設(shè)計(jì)和澆鑄出適用于厚大鑄鐵件的內(nèi)冷鐵。
【IPC分類】G01N33-20, B22C9-00
【公開(kāi)號(hào)】CN204413050
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520045367
【發(fā)明人】王洪金, 于赟, 方健, 李小平, 雷衛(wèi)寧
【申請(qǐng)人】江蘇理工學(xué)院
【公開(kāi)日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2015年1月22日