[发明专利]一种覆砂冷铁结构及其制作工艺

说明书

技术领域

本发明涉及覆砂冷铁结构。

背景技术

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。

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。

为消除灰铁和球墨铸铁铸件厚实部位心部的缩松缩孔类缺陷，改善铸件的致密度和特定表面的硬度，采用外冷铁工艺控制铸件的凝固顺序，是一种常用的干预措施。外冷铁有直接外冷铁和间接外冷铁，两种冷铁各有特点，都有特定的使用场合。覆砂冷铁(又称挂砂冷铁、隔砂冷铁)是一种常用的外冷铁，适用于对厚实中大型灰铁和球墨铸铁铸件凝固顺序的控制。

传统挂砂冷铁为了防止冷铁表面的挂砂层脱落，通常在冷铁2的表面做出条状或圆柱状凸起21，增强挂砂层与冷铁2表面之间的结合力，如图1所示。

传统挂砂冷铁的不足：

1.激冷能力偏弱，条状或圆柱状凸起顶面与铸件之间间隔10mm左右，冷铁本体与铸件间距＝10mm+凸起的高度，挂砂层整体厚度在20mm以上，冷铁本体距离铸件表面较远，挂砂冷铁的激冷能力偏弱；

2.透气性差，传统挂砂冷铁为实心冷铁，无透气性，浇注后，在铸件和冷铁界面上的气体，不能有效排出，铸件表面容易产生气孔或凹坑类缺陷；

3.易产生夹砂类缺陷，冷铁挂砂层主要依靠砂层与冷铁表面凸起之间的摩擦力和砂型较弱的粘附力固定在冷铁表面，可靠性较差，浇注时砂层容易脱壳，产生夹砂缺陷。

发明内容

为解决现有技术存在的以上问题，本发明提供一种覆砂冷铁结构及其制作工艺。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明提供一种覆砂冷铁结构，包括冷铁、砂型、铸件，所述冷铁上设有数个锥形通孔，所述冷铁与所述铸件之间设有覆砂层，所述覆砂层的厚度为3-5mm。

进一步的，所述锥形通孔内设有砂锥，锥形通孔内的砂锥与覆砂层为一体成型结构。

进一步的，所述覆砂层由呋喃树脂砂制成。

进一步的，所述锥形通孔的高度为60-70mm，其横截面积最大直径为40mm，最小直径为25mm。

进一步的，所述冷铁上设有6排锥形通孔，每排为6个，两两锥形通孔的间距为50-55mm。

一种覆砂冷铁结构的制作工艺，

第一步：将冷铁的锥形通孔的距上端1/4-1/3高度处采用可透气砂芯塞住；

第二步：将冷铁放在砂箱内，砂箱内设有冷铁垫板，冷铁垫板厚度、形状与冷铁上留置的覆砂层型腔的厚度、形状一致，将冷铁留置的覆砂层型腔放置在冷铁垫板上；

第三步:在砂箱中倒入砂，填满整个砂箱；

第四步：待砂型硬化后，脱模，并将砂型翻身，取出冷铁垫板，在覆砂层型腔及锥形通孔中填充呋喃树脂砂，并紧实刮平，砂层硬化后，制得覆砂层，覆砂层与锥形通孔内的砂锥连为一体；

第五步：覆砂层制作完毕，开始进入正常的铸造生产造型流程。

进一步的，所述呋喃树脂砂的呋喃树脂加入量为0.8％-1.2％，固化剂加入量为树脂加入量的40％-70％。树脂质量符合JB/T7526-2008《铸造用自硬呋喃树脂》标准。

进一步的，所述覆砂层的厚度为5mm。

进一步的，在第四步中，刮平的时间为5-15min。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.覆砂层与冷铁本体连接强度高，覆砂冷铁工作表面铸有密排的锥形通孔，造型放砂紧实时，锥孔中的砂与冷铁表面挂砂层连为一体，由于呋喃树脂砂强度高，依靠呋喃树脂砂型自身的强度，锥孔中的倒锥形砂锥将冷铁表面的薄砂层自锚锁定在冷铁表面，覆砂层厚度即使做到5mm，浇注铁水时，覆砂层也不会受热脱壳，产生夹砂类缺陷的问题；