彩瓦机模具中冷铁的应用介绍.docVIP

彩瓦机模具中冷铁的使用介绍 为增加彩瓦机模具局部冷却速度，在型腔内部及工作表面安放的金属块称为冷铁。冷铁分为内冷铁和外冷铁两大类。放置在型腔内能与铸件熔合为一体的金属激冷块叫内冷铁；造型（芯）时放在模样（芯盒）表面上的金属激冷块叫外冷铁。内冷铁成为彩瓦机模具的一部分，应和模具材质相同。外冷铁用后回收，一般可重复使用。根据彩瓦机模具材质和激冷作用强弱，可釆爪钢、铸铁、铜、铝等材质的外冷铁，还可釆爪蓄热系数比石英砂大的非金属材料，如石墨、碳素砂、铬镁砂、铬砂、镁砂、锆砂等作为激冷物使用。 彩瓦机模具冷铁的作用有： 1.在冒口难于补缩的部位防止缩孔、缩松。 2.防止壁厚交叉部位及急剧变化部位产生裂纹。 3.与冒口配合使用，能加强铸件的顺序凝固条件，扩大冒口补缩距离或范围，减少冒口数目或体积。 4.用冷铁加速个别热节的冷却，使整个彩瓦机模具接近于同时凝固，既可防止或减轻铸件变形，又可提高工艺出品率。 5.改善彩瓦机模具局部的金相组织和力学性能。如细化基体组织，提高铸件表面硬度和耐磨性等。 6.减轻或防止厚壁彩瓦机模具中的偏析。 在彩瓦机模具生产的过程中，外冷铁根据其不同的种类也起着不可忽视的重要作用。首先( HYPERLINK ），外冷铁分为直接外冷铁和间接外冷铁两类。直接外冷铁与彩瓦机模具表面直接接触，激冷作用强，它又可分为有气隙的和无气隙的两种；间接外冷铁同被激冷彩瓦机模具之间有10-15mm厚的砂层相隔，故又名隔砂冷铁、暗冷铁。激冷作用弱，可避免彩瓦机模具表面产生白口层或过冷石墨层，还可避免因明冷铁激冷作用过强所造成的裂纹。彩瓦机模具外观平整，不会出现同铸件熔接等缺陷。 我们可以通过一个小的系统试验来分析外冷铁在彩瓦机模具生产过程中起到的作用具有的特点性。 用接触面积为76mm×76mm、厚度不冋的外冷铁，浇注127mm×127mm×203mm的碳素钢长方体进行凝固速度的系统试验。 1.在开始阶段，外冷铁处钢的凝固速度大，以后外冷铁处的凝固速度同型砂处差不多。说明外冷铁吸热后激冷作用减弱。 2.冷铁厚度大，激冷作用强。但当厚度达一定值后，钢的凝固速度将不再增加，如厚度13mm、25mm、75mm的冷铁效果几乎一样，因而没有必要用过厚的外冷铁。 3.外冷铁处钢的凝固层厚度约为砂型处的两倍多。在冷铁和砂型的交界处，由于凝固层厚度不同，因而线收缩开始时间不同，有可能引起裂纹，见图5-43中指出的位置。外冷铁的侧面应做成45。的斜面，使砂型和冷铁交界处有平缓的过渡。其次，冷铁面积太大，已凝固层向冷铁中心收缩的应力也大，容易引起热裂。当需激冷表面积大时，宜釆用多块小型外冷铁，间错布置，相互间留一定间隙。 以上所说的只是在一种理想的状态下得到的作用效果，但是在实际生产中，外冷铁的激冷效果与多种因素有关：冷铁材质、表面涂料层的性质和厚度、冷铁尺寸、形状、布置位置和金属液流经冷铁时间的长短等。 在彩瓦机模具生产中，对于外冷铁的使用，我们应该注意到以下几点： 1.外冷铁的位置和激冷能力的选择，不应破坏顺序凝固条件，不应堵塞补缩通道。 2.每块冷铁勿过大、过长，冷铁之间应留间隙，避免彩瓦机模具产生裂纹和因冷铁受热膨胀而毁坏铸型。有关冷铁尺寸、间隙要求等具体数据请参阅有关文献及手册。 3.外冷铁厚度可咨询丰裕后进行选取。 4.尽量把外冷铁放在彩瓦机模具底部和侧面。顶部外冷铁不易固定，且常影响型腔排气。 5.外冷铁工作表面应平整光洁，去除油污和锈蚀，涂以涂料。 6.彩瓦机模具外冷铁多次使用后，易使铸件产生气孔。用于要求高的铸件应限制使用次数。使用中氧及其他气体会沿石墨缝隙进入冷铁内部，造成其氧化、生长，当再次应用时，遇热就会析出气体，导致铸件气孔。 生产的彩瓦机模具成型之后，我们要做的就是对其进行激冷工作，在彩瓦机模具的激冷过程中，冷铁的使用，仍然是十分重要的，这时候，我们大多数采用的是内冷铁，它的激冷效果相比外冷铁，存在相对较为明显的优势。 内冷铁的激冷作用比外冷铁强，能有效地防止厚壁彩瓦机模具中心部位缩松、偏析等。但应用时必须对内冷铁的材质、表面处理、质量和尺寸等严加控制，以免引起缺陷。通常是在外冷铁激冷作用不足时才用内冷铁，主要用于壁厚大而技术要求不太高的铸件上，特别是彩瓦机模具。 一般应用的是“熔接内冷铁”，要求内冷铁和彩瓦机模具牢固地熔合为一体。只在个别条件下才允许应用“非熔接内冷铁”，例如，在铸件加工孔中心放置的内冷铁，在以后加工时被钻去。 内冷铁的熔接过程可分为四个阶段。 阶段1——浇注后，在很短的时间内，冷铁吸热升温，使靠近冷铁表面的金属液过冷，产生类似纯金属组织的粒状等轴晶。 阶段2——自粒状等轴晶表面陆续生长树枝晶，随时间延长，结晶速度减小，直到结晶前沿停止前进，此时，冷铁的温度已上升到固相线附近。 阶段3——冷铁作用区温度升高