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冷铁的设计

一、冷铁的定义

为增加铸件局部冷却速度，在砂型、砂芯表面或型腔内布置的金属激冷物。

二、冷铁的分类

冷铁分为内冷铁和外冷铁。

1.内冷铁：将金属激冷物插入铸件型腔中需要激冷的部位，使合金激冷并同铸件熔为一体，

这种金属激冷物称为内冷铁，内冷铁主要用于黑色金属厚大铸样。

使用内冷铁的注意事项是：

（1）使用前，内冷铁要喷丸或喷砂办理，去除表面锈蚀和油污，常镀锌或镀锡防氧化。

（2）砂型内放置内冷铁后应在3h—4h内浇注，防范内冷铁上齐聚水分而产生气孔。对

放有很多内冷铁的铸型，浇注前最好用喷灯加热，去除内冷铁表面的水分。

（3）承受高温、高压和质量要求很高的铸件，不宜放内冷铁。

（4）放内冷铁的铸型上方应有出气孔，如上方是暗冒口，冒口上也应有较大的出气

孔。

（5）采用栅状内冷铁时，单根冷铁的直径不大于30mm。

（6）内冷铁在铸件加工后不得裸露，省得影响铸件的力学性能。

2.外冷铁：外冷铁又分为直接外冷铁和间接外冷铁两类。

（1）直接外冷铁是只与铸件的部分内表面面接触而不熔接在一起的金属激冷物，本质上

它成为铸型或型芯的部分型腔表面。

（2）间接外冷铁同被激冷铸件之间有1010～15mm厚的砂层相隔，故又称隔砂冷铁、暗冷铁。

间接外冷铁激冷作用弱，应用较少。

使用外冷铁的注意事项为：

（1）外冷铁紧贴铸件表面的部位应光洁，除掉锈污等各种脏物，有时要刷涂料。

(2）对于易产生裂纹的铸造合金浇注的铸件，使用外冷铁时应带有必然的斜度（如4545°），°），

省得型砂和冷铁分界处因冷却速度差别过大而形成裂纹。应做成图1中（b），（c）的形式。

对铸铁和一般铸铜件，（a）、（b）、（c）均适用。

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、

图1外冷铁形式

三、冷铁的作用

1.与浇注系统和冒口配合控制铸件的凝固次序。

2.加速铸件的凝固速度，细化晶粒组织，提高铸件的力学性能。

3.减小冒口尺寸，提高工艺出品率。

4.在铸件难以设置冒口的部位，放置冷铁可防范缩孔，缩松。

5.在局部部位使用冷铁可控制铸件的次序凝固，增加冒口的补缩距离。

6.消局部热应力，防范裂纹。

四、冷铁资料的选择

能够制作冷铁的资料很多，凡是比砂型资料的热导率、蓄热系数大的金属和非金属资料

均可采用。生产中常用的冷铁资料有铸铁、铝合金、石墨和铜合金等，各种冷铁资料的热物理系

数见下表1。

表1各种冷铁资料的热物理性能

五、冷铁的设计

冷铁的设计是铸造工艺设计的一个重要组成部分，它对获得合格、优秀铸件起着很大的作用。

设计冷铁的主要内容是确定冷铁放置的地址，冷铁的形状和尺寸。

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1.冷铁布置地址的确定

冷铁可否充分发挥作用，要点在于布置的地址可否合理。确定冷铁在铸型中的地址，主

要取决于要求冷铁所起的作用以及铸件的结构、形状，同时还需要考虑冒口和浇注系统的地址。

（1）要求冷铁所起作用的解析:

对需要自下而上一次序凝固的铸件，一般将冷铁放在铸型的下部。

对于铸件上的某些局部热节，为使其早凝固或整个铸件同时凝固，冷铁自然应放于热节

部位，或热节周边。

结晶温度间隔宽的合金，常在转角处产生热裂和缩松，若在转角处设里冷