铸件的冷却温度与时间控制方案

为防止铸件在浇注后因冷却过快而产生变形、裂纹等缺陷，并保证铸件在清砂时有足够的强度和韧性，铸件在型内应有足够的冷却时间。如果因铸件结构性能或生产周期等原因，需要提前开箱时，出型铸件也宜埋置于干燥的热砂中，或置于保温炉中缓慢冷却到足够低的温度后，才能进行清砂操作。铸件的型内冷却时间与铸件的重量、壁厚、复杂程度、合金种类和铸型性质等多种因素有关，通常根据生产经验来确定铸件的型内冷却时间或出型温度，否则易产生热裂、变形等缺陷。

1.铝、镁合金铸件的出型温度

铝、镁合金铸件的出型温度见表15-1。为了保证铸件质量，应根据合金种类及环境条件选择铸件的出型温度。

表15-1 铝、镁合金铸件的出型温度

2.铸钢件在砂型中的冷却时间

水力清砂、喷钢丸清砂和风动工具清砂的铸钢件，应在型中冷却到250～450℃才可落砂。高于450℃落砂时，铸件的内应力大，可能会引起铸件变形和裂纹；低于250℃落砂，也不能有效地进一步消除铸件的内应力。铸钢件在砂型中的冷却时间如图15-1至图15-3所示。使用这三图时，应注意下列几点：

1）碳素钢铸件重量超过110t时，冷却时间应在按图15-2查取值基础上，每增加1t重量，增加冷却时间1～3h。

2）ZG310-570和合金钢铸件的重量超过8.5t时，冷却时间可比按图15-1和图15-2查取的碳素钢铸件的值增加一倍。

3）形状简单、壁厚均匀的厚实铸件（如砧座等），可比图中规定的数值提前20％～30％松开箱（或橇松）。此类铸件也可以不入炉热处理，在浇注坑内自然冷却，以12～16h／t计算保温时间。

4）结构复杂、壁厚差较大、易产生裂纹的铸件（如齿轮、大料斗、平锻机机架等），冷却时间应比图中的数值增加30％左右。

5）某些地坑造型的铸件，需提前取去上箱或撬松铸型，从而增加降温速度因此冷却时间可缩短10％。

图15-1 中、小型碳素钢铸件在型中的冷却时间

1—大多数壁厚≤35mm和局部较厚的铸件 2—大多数壁厚＞35～80mm和局部较厚的铸件3—大多数壁厚＞80～200mm和局部较厚的铸件

3.铸铁件在砂型中的冷却时间

（1）中、小型铸铁件的冷却时间 中、小型铸铁件的冷却时间，按表15-2和表15-3选取。

图15-2 大型碳素钢铸件在型中的冷却时间

1—大多数壁厚为36～80mm的铸件 2—大多数壁厚＞80～200mm的铸件3—大多数壁厚＞200mm的铸件(https://www.xing528.com)

图15-3 ZG310-570和合金钢铸件在型中的冷却时间

1、4—大多数壁厚≤35mm和具有局部较厚的铸件 2、5—大多数壁厚＞35～80mm和具有较厚的铸件 3、6—大多数壁厚＞80～150mm和具有较厚的铸件注：1、2、3为碳素钢铸件；4、5、6为合金钢铸件。

表15-2 地面浇注时中、小型铸铁件的冷却时间

注：壁薄、重量轻的铸件，冷却时间取下限值；反之，取上限值

表15-3 流水线上浇注时中、小型铸铁件的冷却时间

注：1.铸件重量是指每箱中铸件的总重量。2.流水线上的开箱温度一般为600～800℃，开箱后铸件在鳞板输送机或悬挂输送机上继续冷却3.为缩短生产周期，对100kg以上的铸件必要时可采用强制冷却。

（2）重大型铸铁件的冷却时间

1）计算重大型铸铁件型内冷却时间的经验公式为

t＝kG式中，t为铸件冷却时间（h）；k为铸件冷却速率（h／t），一般取4～8h／t；G铸件重量（t）。

2）重大型铸铁件型内冷却时间，按表15-4和表15-5确定。

表15-4 砂箱造型时重大型铸铁件的冷却时间

表15-5 地坑造型时重大型铸铁件的冷却时间

（3）其他铸铁件的冷却时间 球墨铸铁、可锻铸铁、耐磨铸铁、耐蚀铸铁及耐热铸铁等的铸造性能一般比灰铸铁差，因此，确定这类铸铁件在铸型中的冷却时间，必须充分考虑其铸造性能。例如：硅、铝含量较高的耐热铸铁，线收缩大，脆性转变温度较高，应在浇注后数分钟内即松动砂箱，以减小铸件收缩阻力，并应使铸件在铸型中完全冷却后再打箱。若在红热状态开箱，须立即将铸件移入700～800℃炉中进行退火；对于耐蚀铸件，由于其热导率低，线收缩大，具有较大的热裂倾向，生产上常采用800～900℃时开箱，开箱后立即把阻碍铸件自由收缩的砂芯、砂型及浇冒口系统打掉，小件放在热砂坑中缓冷中、大件放在热处理炉中消除内应力。