2 外冷铁的凝固速度实验 浇注碳素钢件，铸件尺寸127x127x203(mm)，冷铁面积76x76，厚度如图。 * a 外冷铁吸热后急冷作用减弱； b 冷铁厚度大，急冷作用强，当厚度达到一定值后，凝固速度不再增加； c 外冷铁处钢的凝固层厚度约为砂型处的两倍多。由于凝固层厚度不同，线收缩开始时间不同，易产生裂纹。所以，外冷铁侧面作成45度角。以平缓过度。另外，需急冷表面积大时，易采用多块小型外冷铁，交错布置，留有间隙。 * 3 使用外冷铁时注意 a 不应破坏顺序凝固和补缩通道； b 外冷铁不宜过大，块间留间隙； c 外冷铁厚度参照表3-5-14； d 外冷铁尽量放在底部和侧部； e 冷铁表面干净，平整、光洁； f 限制外冷铁的使用次数。 * 1） 工作表面积 外冷铁相当于增加了铸件散热表面积，从而减小了铸件模数。 （模数由 M0→M1 ，M0为热节处模数， M1为加冷铁后的模数）。 对无气隙外冷铁，砂型等效散热面积：AS=A0+2AC1 对有气隙外冷铁：砂型等效散热面积 AS=A0+AC1 （ A0－铸件表面积 ； AC1－冷铁工作表面积）。 * 4 外冷铁的计算 铸件壁下面圆盘厚4cm（ M0＝ 2.0）上下表面面积均为100 cm2。若上下表面均用面积为100 cm2的外冷铁：AS=200+2*100+100＝500 cm2 ，带M1＝V/A=100*4/500 =0.8cm。 铸件壁厚3cm，模数MC＝1.5；下面圆盘厚4cm（ M0＝2.0）上下表面面积均为100 cm2。若要用冷铁实现顺序凝固，需要将圆盘处的模数降为M1＝1.3cm，冷铁工作表面积AC1 应为多少？ 解： 如图设冷铁时，由于是无气隙外冷铁，有 M1＝V/A=(100*4) / (200 + 2AC1)= 1.3cm 解得AC1＝53.85cm2。 冷铁厚度从书中表内选取,可取 0.5T＝1cm。冷铁分布如图。 * 根据铸件模数M0 计算外冷铁表面积AC 对无气隙外冷铁： 对有气隙外冷铁： * M0为热节处模数， M1为冷铁作用后热节的模数， * 首先根据工艺要求确定冷铁作用后的模数M1。 同时凝固，M1与周围薄壁处模数相等； 顺序凝固，M1=(0.83-0.91)Mp ，MP为热节旁补缩壁的模数。只有MP>0.67M0, 才能用冷铁消除热节的影响。 * 2） 外冷铁厚度δ mm 外冷铁长度和间距也可参见右图 来设计，属于经验法。 3）外冷铁的重量 计算原理：铸件（热节部分）质量为 W0 ，用外冷铁急冷后，铸件模数M0→M1 ，对应于M1 的铸件质量为 W1，则质量差（W0- W1 ）所含的过热热量和结晶潜热应是质量为 Wc的外冷铁所吸收并使之升温至允许温度t允，如600℃）。 根据热平衡原理，计算公式： * 1 概念 内冷铁作用强于外冷铁，可防止铸件中心缩松、偏析。用于壁厚大，技术要求不高的铸件上。 内冷铁形式如图，分为熔接内冷铁和非熔接内冷铁。 * 8.5.2 内冷铁 2 内冷铁的熔接过程 四个阶段：如图。 尺寸和材质：应使冷铁出现第三阶段。尺寸适中，材质熔点比铸件材质略高。 * a 模数法 原理： *先确定冷铁作用处的等效模数M1 内冷铁的作用使铸件的模数。M0→M1 对同时凝固 M1 比相邻薄壁处的模数小10% 对顺序凝固 实体铸件减小冒口，冒口模数 * 3 内冷铁质量和尺寸的确定 列出热平衡方程：铸件热节部分所释放的多余热量（为过热热量及1/3的熔化热），应使内冷铁升温到固相线温度，并吸收1/2的熔化热。 * * 当内冷铁质量超过表中的数值时，就不应单用内冷铁，而应同时采用外冷铁。 * b 经验法 经验公式： 式中：K 系数，即内冷铁占铸件（热节）的质量分数。 G 铸件或被激冷的热节处的质量。 铸钢L、T、X形热节中心使用圆钢内冷铁见下表 * * 工艺条件 某铸钢落锤近似为Φ750mm的球形体，质量2900kg。试计算： a 普通冒口尺寸 b 保温冒口尺寸 c 内冷铁质量和保温冒口尺寸。 计算 a 普通冒口（模数法） 对于顶冒口： 铸件模数： 冒口模数： 取H/D=1的圆柱形冒口。查得冒口尺寸。工艺出品率42% * 4 铸件冒口、冷铁计算实例 * b 保温冒口 按公式 ME=Mr/E=1.2Mc/E 取E=1.6， 得ME =15/1.6=9.4近似取10。 取H/D=1的圆柱形
