【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属件铸造，具体涉及一种具有定向导热功能的镶合金冷铁芯覆砂装置及其使用方法。
技术介绍
1、近年来，我国航空、航天、车辆等行业进入快速发展期，这些领域内的国产机械装备逐步克服了功能单一、做工粗糙的问题，向着精密化、智能化、功能多样化的方向转变。更高端的产品对零件刚度、装配精度等提出了更高要求。为了保障我国机械装备领域的高质量发展，急需更先进的制造工艺作为支撑。
2、在装备零部件的制造过程中，铸造仍是金属成形中不可或缺的一环，是产品生产的首道工序。传统铸造普遍存在外观品质不可控、内部组合松散等问题，为了适应工业产品对铸件质量的需要，铁型覆砂技术应运而生。
3、铁型覆砂工艺是在与铸件对应铁型型腔内覆上一层覆膜砂薄壳形成铸型的铸造工艺，综合了壳型和金属型铸造的优点，导热性能相比于传统砂芯显著提高，同时使铸型具有足够的刚度，保证了铸件的尺寸精度以及砂型的低退让性，有利于高碳当量铸件特别是黑色金属铸件的自补缩，实现铸件型腔的组织致密。
4、目前铁型覆砂技术多用于实心铸件的生产，在空腔零件的应用实践中，也仅用于外部形状的定型，空腔形状的定型仍依赖传统砂芯，无法从根本上解决导热效率低的问题。同时，对于具有空腔的复杂零件，其各位置的壁厚不尽相同，铸造过程中的产热量与散热速度等存在很大的差异，导致各部位的冷却凝固顺序不同，不易控制，成为铸造质量控制中的不稳定因素，增加了产生冷隔等加工缺陷的风险。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种镶合金冷铁芯覆砂
2、本专利技术还提供了上述镶合金冷铁芯覆砂装置的使用方法。
3、一种镶合金冷铁芯覆砂装置，其特征在于，包括热芯盒、冷铁芯、合金导热块、覆砂层；所述的冷铁芯为空腔结构，且在冷铁芯上开设有安装孔，合金导热块安装在安装孔内；
4、冷铁芯安装在热芯盒中，冷铁芯的外表面与热芯盒内壁之间间隙，为覆砂层；吹砂口位于热芯盒顶部。
5、优选地，所述的冷铁芯结构中包括有芯头，且芯头位置为实心结构，芯头使冷铁芯固定在热芯盒中。
6、优选地，所述的芯头为上大下小的圆台结构。
7、优选地，所述的安装孔开设在激冷处，并安装合金导热块。
8、优选地，所述的芯头位置开设有安装孔，并安装合金导热块。
9、优选地，所述的合金导热块主体呈圆柱结构，圆柱四周均匀分布有向外延伸的导热片。
10、优选地，所述的导热片呈矩形。
11、优选地，所述的覆砂层中激冷处的覆砂层为0～7mm,在覆砂层为0mm时，冷铁芯表面涂醇基涂料；非激冷处覆砂层厚度为7～10mm。
12、优选地，所述的冷铁芯材质为ht150灰口铸铁，合金导热块材质为铜合金。
13、优选地，所述的铜合金为铬铜合金。
14、本专利技术还提供了一种镶铜冷铁芯覆砂装置的使用方法，包括以下步骤：
15、步骤1：根据铸件的技术条件及内腔形状，确定冷铁芯的三维结构；并铸造冷铁芯；
16、步骤2：确定合金导热块安装区域；通常为铸件较厚位置或激冷处；
17、步骤3：进行冷铁芯加工；在需要安装导热块的位置加工安装孔；
18、步骤4：制备合金导热块；
19、步骤5：采用冷装方式将合金导热块安装在冷铁芯上；
20、步骤6：对安装了合金导热块的冷铁芯内外表面进行精加工，以使冷铁芯外壁表面平整，无不良凸起或凹陷；
21、步骤7：利用芯头将加工好的冷铁芯固定在热芯盒中，合上热芯盒；
22、步骤8：吹砂，制成带冷铁芯的砂芯。
23、优选地，所述的步骤1中，冷铁芯通过砂型铸造成型，由于较粗糙的表面有助于覆砂，对冷铁芯的表面粗糙度无要求。
24、优选地，所述的步骤5中，合金导热块以过盈配合方式固定在冷铁芯中：加工时为合金导热块保留30～50μm的过盈量，先将导热块放置于冰库中20～30min，使其直径细微地缩小，然后将其取出，安装在常温环境下的安装孔内，待导热块温度恢复至常温，两者之间形成紧密的过盈配合。
25、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
26、本专利技术中，在冷铁芯中安装有合金导热块，调节铸件各个部位的冷却速度，加快铸件大厚度区域的热量传导，减少铸件整体温度梯度，创建最佳凝固顺序，保证铸件型腔组织的均匀性与致密度，提高铸造产品质量。
27、1.本专利技术通用性强，冷铁芯的形状与尺寸根据铸件结构设计，合金导热块的主体直径、导热片大小根据导热需求确定，导热速度要求快，即设计的主体直径、导热片均大；冷铁芯安装合金导热块后，吹砂形成砂芯后，适用于大批量的铸件生产。
28、2.本专利技术的冷铁芯，采用ht150灰口铸铁，具有足够大的刚度，覆砂层薄且强度高，可以抵御铸件材质析出带来的膨胀，使铸件更致密。使用该装置生产的铸件尺寸精度高、使用的造型材料少、废品率低。
29、3.本专利技术的导热块采用合金材料制造，具有良好的导热性能，且配备有导热片增大与冷铁芯的接触面积，进一步增强导热效能，可使预定位置的热量充分散失，实现铸件的快速冷却。
30、4.本专利技术的合金导热块采用过盈配合方式固定，结构简单，装配便捷，生产难度小，整体结构稳固牢靠。
31、5.本专利技术合金导热块的安装位置具有灵活性，可根据铸件的壁厚等条件进行合理设计，可将温度较高区域内的热量定向传导至外部，减小结构整体的温度梯度。同时能有效避免铸造过程中的缩孔、缩松缺陷，替代传统砂型铸造中需开设大冒口进行补缩的方案，提升工艺出品率。
32、6.本专利技术中，冷铁芯与导热块的安装方式采用先镶嵌导热块，再精加工的方式生产，可有效减少导热块与冷铁芯的装配偏差，避免内腔、外壁表面的不平整导致间隙存砂、铸件表面缺陷等问题。
33、综上所述，本专利技术制得的砂芯，可用于车辆、航海、航空、水利等行业中所使用的高精度铸件的生产，尤其为黑色金属铸件的加工提供致密度、尺寸精度、材料利用率、表面质量等方面的加工性能改善，有非常广阔的应用前景。
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1.一种镶合金冷铁芯覆砂装置，其特征在于，包括热芯盒、冷铁芯、合金导热块、覆砂层；所述的冷铁芯为空腔结构，且在冷铁芯上开设有安装孔，合金导热块安装在安装孔内；
2.根据权利要求1所述的镶合金冷铁芯覆砂装置，其特征在于，所述的冷铁芯结构中包括有芯头，且芯头位置为实心结构，芯头使冷铁芯固定在热芯盒中。
3.根据权利要求2所述的镶合金冷铁芯覆砂装置，其特征在于，所述的芯头为上大下小的圆台结构。
4.根据权利要求1所述的镶合金冷铁芯覆砂装置，其特征在于，所述的安装孔开设在激冷处，并安装合金导热块。
5.根据权利要求1所述的镶合金冷铁芯覆砂装置，其特征在于，所述的芯头位置开设有安装孔，并安装合金导热块。
6.根据权利要求1所述的镶合金冷铁芯覆砂装置，其特征在于，所述的合金导热块主体呈圆柱结构，圆柱四周均匀分布有向外延伸的导热片。
7.根据权利要求1所述的镶合金冷铁芯覆砂装置，其特征在于，所述的覆砂层中激冷处的覆砂层为0～7mm,在覆砂层为0mm时，冷铁芯表面涂醇基涂料；非激冷处覆砂层厚度为7～10mm。
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9.一种根据权利要求1所述的镶铜冷铁芯覆砂装置的使用方法，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的镶合金冷铁芯覆砂装置的使用方法，其特征在于，所述的步骤1中，冷铁芯通过砂型铸造成型，由于较粗糙的表面有助于覆砂，对冷铁芯的表面粗糙度无要求；所述的步骤5中，合金导热块以过盈配合方式固定在冷铁芯中：加工时为合金导热块保留30～50μm的过盈量，先将导热块放置于冰库中20～30min，使其直径细微地缩小，然后将其取出，安装在常温环境下的安装孔内，待导热块温度恢复至常温，两者之间形成紧密的过盈配合。
...【技术特征摘要】
1.一种镶合金冷铁芯覆砂装置，其特征在于，包括热芯盒、冷铁芯、合金导热块、覆砂层；所述的冷铁芯为空腔结构，且在冷铁芯上开设有安装孔，合金导热块安装在安装孔内；
2.根据权利要求1所述的镶合金冷铁芯覆砂装置，其特征在于，所述的冷铁芯结构中包括有芯头，且芯头位置为实心结构，芯头使冷铁芯固定在热芯盒中。
3.根据权利要求2所述的镶合金冷铁芯覆砂装置，其特征在于，所述的芯头为上大下小的圆台结构。
4.根据权利要求1所述的镶合金冷铁芯覆砂装置，其特征在于，所述的安装孔开设在激冷处，并安装合金导热块。
5.根据权利要求1所述的镶合金冷铁芯覆砂装置，其特征在于，所述的芯头位置开设有安装孔，并安装合金导热块。
6.根据权利要求1所述的镶合金冷铁芯覆砂装置，其特征在于，所述的合金导热块主体呈圆柱结构，圆柱四周均匀分布有向外延伸的导热片。
7.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：尉士波，
申请(专利权)人：茌平县汇通机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：
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