权利要求
1.一种铝合金金属型铸造用活块式冷铁，其特征在于，包括：
冷铁本体(1)，所述冷铁本体(1)由热导系数≥200 W/(m·K)的材料制成，所述冷铁本体(1)的一端开设有横向通排气孔(8)和两个螺纹孔(7)，所述冷铁本体(1)的另一端设置有与壳芯斜面平齐的工作斜面(2)，所述工作斜面(2)上开设有多道筋槽(3)，所述冷铁本体(1)的上下两侧均开设有排气槽(5)，所述冷铁本体(1)的上侧开设有定位孔(4)和纵向通排气孔(6)。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金金属型铸造用活块式冷铁，其特征在于：所述冷铁本体(1)采用热传导系数高的铜合金材料加工制成。
3.根据权利要求1所述的一种铝合金金属型铸造用活块式冷铁，其特征在于：所述筋槽(3)的数量设置有十七道，所述筋槽(3)与工作斜面(2)平行，相邻两个所述筋槽(3)之间间隔1毫米。
4.根据权利要求1所述的一种铝合金金属型铸造用活块式冷铁，其特征在于：所述排气槽(5)沿冷铁本体(1)长度方向开设，所述排气槽(5)的数量设置有三条，其中两条所述排气槽(5)开设在冷铁本体(1)的上侧，剩下一条所述排气槽(5)开设在冷铁本体(1)的下侧。
5.根据权利要求4所述的一种铝合金金属型铸造用活块式冷铁，其特征在于：所述排气槽(5)的深度为0.5毫米，所述排气槽(5)与相应的所述筋槽(3)相贯通。
6.根据权利要求4所述的一种铝合金金属型铸造用活块式冷铁，其特征在于：所述定位孔(4)和纵向通排气孔(6)的上端端口位于冷铁本体(1)上侧的两条所述排气槽(5)之间，所述定位孔(4)和纵向通排气孔(6)均贯穿冷铁本体(1)的上下两侧。
7.根据权利要求1所述的一种铝合金金属型铸造用活块式冷铁，其特征在于：所述横向通排气孔(8)开设在冷铁本体(1)远离工作斜面(2)的一侧中部，所述横向通排气孔(8)与纵向通排气孔(6)相贯通，两个所述螺纹孔(7)对称分布在横向通排气孔(8)的前后两方。
8.根据权利要求1所述的一种铝合金金属型铸造用活块式冷铁，其特征在于：所述冷铁本体(1)的表面喷涂有石墨基耐火涂料。
说明书
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技术领域
[0001]本发明涉及金属铸造技术领域，具体涉及一种铝合金金属型铸造用活块式冷铁。
背景技术
[0002]铝合金金属型铸造不同于铝合金压力铸造与铝合金低压铸造，压铸与低压铸造系在压力作用下成形，而铝合金金属型铸造系在无压力作用下或重力作用下成形。铝合金金属型铸造过程中，铸件厚大部位因凝固速率差异易产生缩松、缩孔等缺陷，严重影响铸件力学性能和成品率。传统工艺中，冷铁作为关键激冷元件，通过加速局部凝固来调控温度梯度。冷铁是指为加快铸件局部冷却速度，在型腔内部，型腔表面及铸型内部安放的激冷物。冷铁与浇注系统、冒口系统配合使用，控制铸件的凝固顺序，以获得合格铸件。冷铁分为内冷铁和外冷铁。
[0003]目前，常规冷铁多采用铸铁或普通钢材制造，其热导率难以满足铝合金高速凝固需求，且传统冷铁本体缺乏热应力释放结构，在反复热循环下易产生微裂纹，平均使用寿命仅10-15次即需更换，同时现有冷铁多采用平面接触结构，浇注过程中型腔气体与凝固析出气体易在冷铁-铸件界面聚集，导致气缩孔缺陷率较高。
发明内容
[0004]本发明的目的是提供一种铝合金金属型铸造用活块式冷铁，以解决技术中的上述不足之处。
[0005]为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种铝合金金属型铸造用活块式冷铁，包括：
冷铁本体，所述冷铁本体由热导系数≥200 W/(m·K)的材料制成，所述冷铁本体的一端开设有横向通排气孔和两个螺纹孔，所述冷铁本体的另一端设置有与壳芯斜面平齐的工作斜面，所述工作斜面上开设有多道筋槽，所述冷铁本体的上下两侧均开设有排气槽，所述冷铁本体的上侧开设有定位孔和纵向通排气孔。
[0006]优选的，所述冷铁本体采用热传导系数高的铜合金材料加工制成，铜合金具有高导热性，可快速吸收铸件热量，缩短凝固时间，同时铜合金具备良好机械强度，可承受铸造过程的热应力冲击;
冷铁本体也可以采用其它热传导系数高的材料加工制成。
[0007]优选的，所述筋槽的数量设置有十七道，所述筋槽与工作斜面平行，相邻两个所述筋槽之间间隔1毫米，筋槽使有效冷却面积提升40%以上，配合铜合金的高导热特性，加速法兰面1/3区域的定向凝固;
筋槽与砂芯形成间隙通道，同步排出型腔气体与凝固过程析出气体，避免气缩孔缺陷。
[0008]优选的，所述排气槽沿冷铁本体长度方向开设，所述排气槽的数量设置有三条，其中两条所述排气槽开设在冷铁本体的上侧，剩下一条所述排气槽开设在冷铁本体的下侧，槽体表面辐射散热与内部对流散热协同，降低热应力集中。
[0009]优选的，所述排气槽的深度为0.5毫米，所述排气槽与相应的所述筋槽相贯通，排气槽与筋槽结合，不仅增强排气效果，还通过增大散热面积加速局部冷却，提升铸件致密度。
[0010]优选的，所述定位孔和纵向通排气孔的上端端口位于冷铁本体上侧的两条所述排气槽之间，所述定位孔和纵向通排气孔均贯穿冷铁本体的上下两侧，定位孔的设置实现本活块式冷铁在模具中精确对齐，保证冷铁与砂芯、壳芯的配合位置准确，有效控制冷却区域，避免因错位导致冷却不均;
纵向通排气孔配合冷铁定向冷却，可缓解局部热应力，减少裂纹风险，同时优化补缩路径。
[0011]优选的，所述横向通排气孔开设在冷铁本体远离工作斜面的一侧中部，所述横向通排气孔与纵向通排气孔相贯通，两个所述螺纹孔对称分布在横向通排气孔的前后两方;
横向通排气孔配合冷铁定向冷却，可缓解局部热应力，减少裂纹风险，同时优化补缩路径;
螺纹孔的设置实现无损拆卸，重复使用次数可达50次以上，较传统敲击式拆卸提高了使用寿命。
[0012]优选的，所述冷铁本体的表面喷涂有石墨基耐火涂料，防止铜合金与铸件粘连。
[0013]在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：
本活块式冷铁通过增加筋槽和排气槽的设计，提高了冷却效率和排气效果，避免了缩松、缩孔和气缩孔的产生;
本活块式冷铁通过采用热传导系数高的铜合金材料加工制成，铜合金具有高导热性，可快速吸收铸件热量，缩短凝固时间，同时铜合金具备良好机械强度，可承受铸造过程的热应力冲击;
本活块式冷铁通过开设有纵向通排气孔和横向通排气孔，增强气体扩散能力，同时辅助散热，加速局部冷却，可缓解局部热应力，减少裂纹风险;
本活块式冷铁通过开设有定位孔和两个螺纹孔，保证本活块式冷铁与砂芯、壳芯的配合位置准确，且拆装方便快捷，确保了本活块式冷铁使用便利性和重复使用性。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1为本发明的整体结构示意图;
图2为本发明的另一个角度示意图;
图3为本发明图2的另一个角度示意图;
图4为本发明图3的另一个角度示意图;
图5为本发明图1的正视图;
图6为本发明图1的侧视图。
[0016]附图标记说明：
1、冷铁本体;2、工作斜面;3、筋槽;4、定位孔;5、排气槽;6、纵向通排气孔;7、螺纹孔;8、横向通排气孔。
具体实施方式
[0017]为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
[0018]本发明提供了如图1至图6所示的一种铝合金金属型铸造用活块式冷铁，包括：
冷铁本体1，冷铁本体1由热导系数≥200 W/(m·K)的材料制成，冷铁本体1的一端开设有横向通排气孔8和两个螺纹孔7，冷铁本体1的另一端设置有与壳芯斜面平齐的工作斜面2，斜面与壳芯斜面平齐，形成共形接触界面，确保法兰面均匀冷却，并通过局部快速凝固带动周边区域顺序凝固，工作斜面2上开设有多道筋槽3，冷铁本体1的上下两侧均开设有排气槽5，冷铁本体1的上侧开设有定位孔4和纵向通排气孔6。
[0019]冷铁本体1采用热传导系数高的铜合金材料加工制成，铜合金具有高导热性，可快速吸收铸件热量，缩短凝固时间，同时铜合金具备良好机械强度，可承受铸造过程的热应力冲击;
冷铁本体1也可以采用其它热导系数≥200 W/(m·K)的材料制成。
[0020]筋槽3的数量设置有十七道，筋槽3与工作斜面2平行，相邻两个筋槽3之间间隔1毫米，筋槽3使有效冷却面积提升40%以上，配合铜合金的高导热特性，加速法兰面1/3区域的定向凝固;
筋槽3与砂芯形成间隙通道，同步排出型腔气体与凝固过程析出气体，避免气缩孔缺陷。
[0021]排气槽5沿冷铁本体1长度方向开设，排气槽5的数量设置有三条，其中两条排气槽5开设在冷铁本体1的上侧，剩下一条排气槽5开设在冷铁本体1的下侧，槽体表面辐射散热与内部对流散热协同，降低热应力集中。
[0022]排气槽5的深度为0.5毫米，排气槽5与相应的筋槽3相贯通，排气槽5与筋槽3结合，不仅增强排气效果，还通过增大散热面积加速局部冷却，提升铸件致密度。
[0023]定位孔4和纵向通排气孔6的上端端口位于冷铁本体1上侧的两条排气槽5之间，定位孔4和纵向通排气孔6均贯穿冷铁本体1的上下两侧，定位孔4的设置实现本活块式冷铁在模具中精确对齐，保证冷铁与砂芯、壳芯的配合位置准确，有效控制冷却区域，避免因错位导致冷却不均;
纵向通排气孔6配合冷铁定向冷却，可缓解局部热应力，减少裂纹风险，同时优化补缩路径。
[0024]横向通排气孔8开设在冷铁本体1远离工作斜面2的一侧中部，横向通排气孔8与纵向通排气孔6相贯通，两个螺纹孔7对称分布在横向通排气孔8的前后两方;
横向通排气孔8配合冷铁定向冷却，可缓解局部热应力，减少裂纹风险，同时优化补缩路径;螺纹孔7的设置实现无损拆卸，重复使用次数可达50次以上，较传统敲击式拆卸提高了使用寿命。
[0025]冷铁本体1的表面喷涂有石墨基耐火涂料，防止铜合金与铸件粘连。
[0026]在本发明中，冷铁本体1采用热传导系数高的铜合金材料加工制成，铜合金具有高导热性，可快速吸收铸件热量，缩短凝固时间，同时铜合金具备良好机械强度，可承受铸造过程的热应力冲击;
冷铁本体1的前部与砂芯精密配合，冷铁本体1上的工作斜面2与壳芯斜面平齐，形成共形接触界面，确保法兰面均匀冷却，并通过局部快速凝固带动周边区域顺序凝固，工作斜面2上开设有十七道筋槽3，筋槽3使有效冷却面积提升40%以上，配合铜合金的高导热特性，加速法兰面1/3区域的定向凝固;
冷铁本体1的上下表面开设有排气槽5，排气槽5与筋槽3形成互补排气网络，不仅增强排气效果，还通过增大散热面积加速局部冷却，提升铸件致密度;
冷铁本体1上的纵向通排气孔6与横向通排气孔8形成交叉排气网络，增强气体扩散能力，同时辅助散热，加速局部冷却，可缓解局部热应力，减少裂纹风险，同时优化补缩路径;
冷铁本体1上定位孔4的设置实现本活块式冷铁在模具中精确对齐，保证冷铁与砂芯、壳芯的配合位置准确，有效控制冷却区域，避免因错位导致冷却不;
冷铁本体1上两个螺纹孔7的设置，实现无损拆卸，重复使用次数可达50次以上，较传统敲击式拆卸提高了使用寿命。
[0027]以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
说明书附图(6)
