專利名稱：：用于生產(chǎn)鑄件的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：披露了用于生產(chǎn)鑄件的方法和設(shè)備。所述方法和設(shè)備尤其應(yīng)用于金屬例如由澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)AS2027-2007(等同于國際標(biāo)準(zhǔn)IS021988:2006)限定的白口鑄鐵(whitecastiron)的鑄造。然而，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，所述方法和設(shè)備能被應(yīng)用到包括鋼的某些其它鐵類金屬的鑄造。
背景技術(shù)：
：某些材料(例如脆性材料，諸如白口鑄鐵)在模具中被鑄造并且然后被允許在所述模具中凝固和冷卻許多天/星期。例如，當(dāng)厚截面(比如說，>150mm)的白口鑄鐵部件由熔融金屬鑄造并且被放置在砂型中時，為了避免裂紋它可能被允許在所述模具中凝固和冷卻很長時間(在極端情形中達(dá)到大約14天)。應(yīng)用緩慢的冷卻以防止所產(chǎn)生的部件的裂紋，如果所述部件被從所述模具取出的太早并且被暴露到大氣中一段時間，能產(chǎn)生所述裂紋。然而，長的冷卻時間導(dǎo)致生產(chǎn)過程的顯著延遲(delay)，以及占用固定設(shè)備和空間。US6,199，618，EP625390,GB1600405和JP04-344859各自披露了鑄件的可控的冷卻方法和設(shè)備。在每個情形中通過類似烤箱設(shè)備的相繼冷卻級運(yùn)輸所述鑄件。這里所引用的現(xiàn)有技術(shù)并非承認(rèn)該現(xiàn)有技術(shù)形成澳大利亞或別處的本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員的公知常識的組成部分。
發(fā)明內(nèi)容在第一方面，披露一種用于生產(chǎn)鑄件的方法，所述方法包括以下步驟將熔融材料澆鑄到用于形成所述鑄件的模具中；允許所述熔融材料凝固；從所產(chǎn)生的凝固鑄件周圍至少部分地去除所述模具；和將所述凝固鑄件放置在完全包圍所述鑄件并且便于實(shí)現(xiàn)所述鑄件的受控冷卻速率的室中。通過將所述凝固鑄件放置在完全包圍所述鑄件的室內(nèi)，所述方法能允許比通常情況早得多地從模具取出所述鑄件，并且然后能將所述鑄件的冷卻控制為短得多的時間段。例如，對于在砂型中的某些厚截面的白口鑄鐵部件，當(dāng)所述鑄件凝固時能從所述模具取出所述鑄件并且然后在所述室內(nèi)將它冷卻幾天(而不是如同在模具中那樣要經(jīng)歷例如十四天)。這種從模具中取出的各種方法在本領(lǐng)域中是眾所周知的，例如，“敲出”、“抖出”或“倒出”，由此，所述方法能較早地提供“敲出”、“抖出”或“倒出”，并且也能提供冷卻的鑄件更快地到隨后的修整過程。這樣，所述方法能減少鑄造過程的延遲，并且因此減少整個生產(chǎn)過程的延遲。而且，所述方法能使得資本設(shè)備和空間能更快地再次用于下一鑄件的生產(chǎn)。應(yīng)當(dāng)理解，術(shù)語“完全包圍所述鑄件”如同這里所應(yīng)用的那樣，不排除所述室在它的壁或基座中具有通氣通道以及類似通道。所述方法通常用于脆性材料的鑄造，盡管如此所述方法并不專用于脆性材料的鑄造。由于熱沖擊這種材料是最易于產(chǎn)生裂紋的，因此，在本方法之前，這些材料的鑄件需要較長的模具占用時間以允許進(jìn)行逐漸冷卻。這種材料能包括某些鐵類合金例如白口鑄鐵和鋼。所述方法因此能用于寬范圍的脆性鑄造材料和/或易于受到熱沖擊影響的材料的冷卻時間的減少。通過完全包圍所述鑄件，所述室能減少由緊接所述室的外側(cè)的空氣移動和流動引起的對所述鑄件的任何影響。有利地，這能再一次減緩熱沖擊，否則在冷卻過程期間所述熱沖擊能導(dǎo)致所述鑄件的裂紋。在一種形式中，所述室能是隔熱的以便于實(shí)現(xiàn)所述鑄件的受控冷卻速率。能選擇參數(shù)，例如所述室本身的構(gòu)造材料、所選擇的隔熱材料的類型、以及所述隔熱材料的厚度和/或傳熱系數(shù)，以控制所述鑄件的冷卻速率。例如，對于白口鑄鐵鑄件，能通過適當(dāng)?shù)剡x擇這種參數(shù)以將冷卻速率控制為不超過大約40°C/小時。此外，所述室能是隔熱的以維持所述凝固鑄件的最熱部分和最冷部分之間的預(yù)先選定的溫差，例如在所述鑄件的厚度上的預(yù)先選定的溫差。維持這種溫差能防止所述鑄件的弱化、裂紋或破裂。在至少一些鑄件的實(shí)施方式中，所述最熱部分能位于所述凝固鑄件內(nèi)并且所述最冷部分能位于所述凝固鑄件的外表面處。然而，取決于特定鑄件的幾何形狀，這些位置能變化。在一個特定例子中，當(dāng)所述鑄件包括帶有中空內(nèi)部的本體，且一些造型材料(例如型砂)被保持在中空內(nèi)部中時，所述室是隔熱的以維持(a)與所述造型材料接觸的凝固鑄件的中空內(nèi)部的部分；和(b)已經(jīng)從其去除或基本從其去除造型材料的凝固鑄件的外表面之間的預(yù)先選定的溫差。例如，在離心泵中使用的葉輪通常能是環(huán)形的并且一些造型材料可以被保持在中心中空區(qū)域內(nèi)。在這點(diǎn)上，能由包圍所述鑄件的所述室的空氣溫度確定所述鑄件的外表面的溫度。在一個例子中，當(dāng)被鑄造的材料是白口鑄鐵時，在所述凝固鑄件的整個厚度上被維持的預(yù)先選擇的溫差可以小于大約100°c。而且，盡管這種溫差能因為不同的材料而變化，預(yù)先選擇所述溫差以適應(yīng)材料冷卻速率的差異(并且因此適應(yīng)例如鑄件內(nèi)部和外部之間的收縮的差異)，因此趨向于防止或避免材料裂紋或破壞。在一種形式中，在將所述凝固鑄件放置在所述室內(nèi)之前，能從所述鑄件的外部完全去除所述模具。例如，當(dāng)所述模具材料包括砂時，在將所述鑄件放置在所述室內(nèi)之前能通過刮或以其它方式去除砂顆粒而從所述鑄件的外部去除所述型砂。然而，如同上面所提及的那樣，當(dāng)所述鑄件包括中空內(nèi)部時，在所述凝固鑄件被放置在所述室內(nèi)時至少一些模具材料，如果不是所有的，可以被保持在其中。此外，在從所述鑄件外部去除所述模具期間，可以排出當(dāng)鑄件冷卻時從其散發(fā)的氣體，例如通過風(fēng)扇可以從所述鑄件和所述模具抽吸或移開所述氣體并且朝著通風(fēng)裝置引導(dǎo)所述氣體。因此能保護(hù)操作員不被暴露到從所述鑄件散發(fā)的有害氣體(例如一氧化碳和二氧化硫)中。在第一方面的方法中，在從所述凝固鑄件至少部分地去除所述模具之后，能抬起所述鑄件并且將所述鑄件放置到所述室的基座上。其后，形成所述室的剩余部分的外殼能被放置在所述基座上以封閉所述鑄件。能簡單地配置并且因此能快速地進(jìn)行這個過程以因此減少在所述鑄件被封閉在所述室內(nèi)之前所述鑄件被暴露到周圍空氣的時間。在這個過程期間，能應(yīng)用通風(fēng)以驅(qū)散/捕獲有害的模具廢氣例如一氧化碳和二氧化硫。第一方面的方法能與砂型鑄造和所謂的Replicast:造型和鑄造技術(shù)(由CastingsTechnologyInternationalJfM)結(jié)合使用0發(fā)明人預(yù)計因為所述設(shè)備模擬了砂型的隔熱性能、但是用低熱容量的并且允許更快地冷卻的相對大的氣密層(airbarrier)替換了所述模具，所以所述方法起作用。發(fā)明人進(jìn)一步預(yù)計，當(dāng)白口鑄鐵材料冷卻時，隨著時間的過去，有冶金的變化以形成馬氏體，其具有極好的硬度性能并且在最終產(chǎn)品中是所期望的。然而，當(dāng)形成馬氏體時它也引起已經(jīng)經(jīng)歷充分冷卻的金屬的尺寸上的較小膨脹。如果凝固鑄件的最熱部分和最冷部分之間的溫差太大，那么在冷卻期間在這種冶金過程被形成在所述鑄件的截面的中心內(nèi)之前硬馬氏體的“外皮”或外層能形成在所述鑄件的外側(cè)上。當(dāng)所述鑄件的中心部分最終充分冷卻以形成馬氏體時，然后能發(fā)生在所述金屬內(nèi)的所產(chǎn)生的少量的膨脹能導(dǎo)致所述鑄件的已經(jīng)變硬的最外“外皮”的裂紋。這能使得所述鑄件的嚴(yán)重破壞和總損耗。本發(fā)明的方法和設(shè)備通過在鑄件截面上的合適的、受控的冷卻解決了這個問題。在第一方面的方法以及隨后的冷卻過程中，也能有以下步驟加熱所述室和在其內(nèi)的所述鑄件一預(yù)定時段。能進(jìn)行這個加熱步驟以實(shí)現(xiàn)封閉在所述室內(nèi)的所述鑄件的熱處理過程。在所述時段之后不是從所述室取出所述鑄件，在所述時段內(nèi)可控的冷卻速率發(fā)生，所述室能被可操作地連接到外部熱源以使得它能被加熱。所述鑄件的受控冷卻之后的所述室的加熱能獲得所述鑄件的原位回火。在一個例子中，對于白口鑄鐵產(chǎn)品，所述室能被加熱到大約1000°C并維持大約4小時的預(yù)定時段以實(shí)現(xiàn)所述熱處理過程。所述第一方面的方法能進(jìn)一步包括以下步驟一旦所述鑄件已經(jīng)冷卻到預(yù)定溫度就從所述室取出所述鑄件。這種溫度遠(yuǎn)高于室溫但是并沒有高到當(dāng)從所述室取出所述鑄件時它然后產(chǎn)生裂紋或裂縫。例如，當(dāng)鑄造材料是白口鑄鐵時，從所述室取出所述鑄件的所述預(yù)定溫度能是大約150°C。在第二方面，披露了一種剛凝固的鑄件的冷卻方法，所述方法包括將所述鑄件放置在完全包圍所述鑄件并且便于所述鑄件的受控冷卻速率的室中的步驟。與所述第一方面一樣，所述第二方面的方法能減少鑄件生產(chǎn)過程的延遲，以及能更快速地使得固定設(shè)備和空間可再次使用。術(shù)語“剛凝固的”應(yīng)當(dāng)被理解為指鑄件已經(jīng)在模具中充分地凝固以使得它能被轉(zhuǎn)移到所述室。在其它方面，所述第二方面的方法能形成所述第一方面的方法的一部分并且能按照所述第一方面的方法被執(zhí)行。而且，在所述第一和第二方面的方法中，將所述鑄件放置在室內(nèi)的步驟應(yīng)當(dāng)被理解為包括通過形成所述室而將室原位定位于剛凝固的鑄件的周圍、或者將預(yù)先制造好的室放置在合適的地方。例如，僅僅去除模具箱的上型箱可以暴露足夠量的鑄件以然后使得在所述室內(nèi)能實(shí)現(xiàn)所述鑄件的受控的冷卻速率。在第三方面，披露了用于冷卻鑄件的設(shè)備，所述設(shè)備包括適于完全包圍所述鑄件并且便于實(shí)現(xiàn)所述鑄件的受控冷卻速率的室。而且，與所述第一方面一樣，所述第三方面的設(shè)備能加速鑄件生產(chǎn)過程，由此在生產(chǎn)過程中能更快速地再用所述設(shè)備。與運(yùn)輸器式設(shè)備相比，包圍室使用簡單、節(jié)省成本的和節(jié)省空間。在冷卻期間，在工作空間有限的情況下，一個操作員使用叉車能容易地移動、存儲甚至堆疊這種設(shè)備。這種設(shè)備非常適于批量式鑄件生產(chǎn)方法，如同這里所描述的那樣。在所述設(shè)備的一個形式中，所述室是隔熱的。例如，所述室能用具有預(yù)先選擇的厚度和/或預(yù)先選擇的傳熱系數(shù)的隔熱材料隔熱，可以選擇所述厚度和傳熱系數(shù)中的每一個以便于實(shí)現(xiàn)所述鑄件的受控冷卻速率。在一個實(shí)施方式中，所述隔熱材料能是襯在所述室的內(nèi)表面上的耐熱墊。所述耐熱墊能由硅酸鎂鈣墊材料(例如由ThermalCeramics，Inc擁有的商標(biāo)Kaowool)制成。然而，能從多種可選材料中選擇所應(yīng)用的特定隔熱材料、它的厚度和它的傳熱系數(shù)以最好地控制和優(yōu)化所述鑄件的冷卻速率。在所述設(shè)備的一個形式中，所述室包括基座和位于所述基座上以封閉所述室的外殼。例如，當(dāng)所述基座和所述外殼被組合時它們能被成形并且構(gòu)造成限定正方形的或長方形的封閉箱。然而，所述基座和所述外殼的形狀和結(jié)構(gòu)可以被優(yōu)化或接近于特定鑄件，這取決于具體情況。進(jìn)一步地，所述室通常由能經(jīng)得住剛凝固的鑄件的溫度的材料制成。例如，對于白口鑄鐵鑄件，所述室能由鋼(例如低碳鋼)制成。對于某些能承受較快的冷卻速率(舉例來說，快于40°C/小時)的鑄造材料，能減少所述隔熱材料并且任選地可以將通風(fēng)孔和/或抽吸風(fēng)扇結(jié)合到所述外殼中?？蛇x地，在冷卻期間，為了減緩冷卻速率，最初可以將具有隔熱/覆蓋(blanketing)或者甚至加熱效果的氣體引入并且然后任選地封閉在所述室之內(nèi)。在第四方面，披露了一種由第一和第二方面的方法，或者由第三方面的設(shè)備生產(chǎn)的鑄件。第四方面的鑄件通常是脆性材料和/或易于受到熱沖擊影響的材料，盡管如此這并沒有排他性。在一個形式中，所述鑄件是白口鑄鐵。進(jìn)一步地，所述白口鑄鐵的鉻含量為重量百分比從1.5%到40%，且碳含量為重量百分比從0.5%到5.5%。在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，所述白口鑄鐵的鉻含量為重量百分比的范圍為25%到35%。所述鑄件能形成泵的任何部件，例如葉輪、蝸殼(殼/殼體/外殼)、泵襯套、狹口襯圈等等。然而，依照第一到第三方面的方法和設(shè)備能生產(chǎn)多種部件和形狀，完全不限于泵部件。盡管任何其它形式能落入到如同在
發(fā)明內(nèi)容部分中所闡述的方法和設(shè)備的范圍內(nèi)，現(xiàn)在將參考附圖，作為示例，描述所述方法和設(shè)備的特定實(shí)施方式。在附圖中圖1示出了冷卻室的實(shí)施方式的透視圖；和圖2到6示意性地示出了用于生產(chǎn)鑄件的方法的步驟順序。具體實(shí)施例方式在描述用于冷卻鑄件的方法之前，首先將參考圖1，其示出了適于便于可控的冷卻的室的實(shí)施方式的透視圖。在圖1中，以冷卻箱10的形式示出了用于便于實(shí)現(xiàn)可控冷卻速率的室。所述箱10包括大體上長方形的基座板12和蓋14形式的外殼，所述蓋14被布置成帶有四個彼此互相垂直地連接的長方形側(cè)板19，并且每個側(cè)板19從頂板20懸垂。所述基座板12通過空心梁16與地面間隔開，所述空心梁16也被成形和定位成將叉車的叉尖接收在其中，用以抬起所述基座板12和用于抬起組裝的/裝載的冷卻箱10。所述蓋14包括下部開口18，所述下部開口18是可密配合地(snugly)安裝在所述基座板12處的并且被放置在所述基座12上的鑄件在使用中通過所述下部開口18被接收到所述蓋14的內(nèi)部中。所述蓋14具有頂板20，所述頂板20在使用中閉合它的最上端并且所述頂板20被布置成與所述開口18相對。四個鉤環(huán)22被緊固到所述頂板20的最外面的上表面，高架起重機(jī)的抓持鉤能被連接到所述鉤環(huán)22(如同在圖5中所示的那樣)。這使得能夠相對于所述基座12升高、降低和移動所述蓋14。所述基座板12和所述蓋14由已經(jīng)被焊接在一起的低碳鋼板構(gòu)成。所述基座板12和所述蓋14的整個內(nèi)表面用由硅酸鎂鈣(MgCaSiO2)覆蓋材料(例如由ThermalCeramics,Inc擁有的Kaowool)形成的耐熱墊(blanket)24鑲襯。選擇耐熱墊材料的厚度和傳熱系數(shù)以最好地控制和優(yōu)化所述鑄件的冷卻速率。在使用中，所述冷卻箱10完全包圍鑄件以使得它能以可控的速率冷卻。箱的使用，與帶有輸送裝置的更復(fù)雜的冷卻室相比，是簡單的并且是節(jié)約成本的和節(jié)約空間的?，F(xiàn)在將提供用于冷卻鑄件的方法的一些非限定性的例子并且這些非限定性的例子使用圖1中所示的設(shè)備。也將參考圖2到6中示出的示意性的方法順序。例子1進(jìn)行了研究以開發(fā)一種鑄造方法，所述鑄造方法包括從砂模較早地“敲出”(取出)鑄造部件。應(yīng)當(dāng)指出，通常將允許許多這種部件在模具中凝固和緩慢地冷卻幾天(3-6天)的時間段以防止部件裂紋和破壞。在包含砂的模具箱32內(nèi)由熔融材料鑄造用于離心泵的白口鑄鐵部件30，所述包含砂的模具箱32具有上型箱(上半部)34和下型箱(下半部)36。允許所述部件30在所述模具內(nèi)凝固和冷卻大約3小時的時間段(鑄件的模數(shù)或者總體積除以表面積的比率確定的時間)。對于白口鑄鐵泵部件，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過這個時間段部件溫度從大于1390°C降低到大約990-1000°C。一旦所述部件30已經(jīng)凝固了(但是仍然是紅熱的)，通過起重機(jī)38的抬升取下所述模具箱32的上型箱34并且將其移為遠(yuǎn)離所述下型箱36。所述模具本身，由固定砂(setsand)材料制成，然后被總體上從所述部件的外部去除掉(例如，通過手動去除掉或者通過使用遠(yuǎn)程操作的機(jī)器)。取決于所述部件的形狀，一些砂被保持在它的芯中(舉例來說，具有內(nèi)腔的泵葉輪，發(fā)現(xiàn)所述內(nèi)腔部分地保持有填充砂)。在取下上型箱34和從所述部件30的外部去除砂并且直到將所述部件30封閉在所述冷卻箱10’的期間，風(fēng)扇40被定位在操作員42的后面以產(chǎn)生氣流從而移動從所述鑄件30和所述模具釋放的有害氣體，并且朝著排煙系統(tǒng)32移動所述有害氣體移動并且將所述有害氣體移動到所述排煙系統(tǒng)43內(nèi)。這減少了任何操作員42暴露到這種氣體中。所述部件30然后能被抓持鉤接合和抬起以將它移出所述下型箱36，并且將它放置到所述冷卻箱10’的基座板12’上。然后通過高架起重機(jī)38將所述蓋14’移動到合適的位置處以使其位于所述基座板12’上。熱電偶被定位在所述部件30上和所述部件30的內(nèi)側(cè)，并且被定位在所述冷卻箱10’之內(nèi)的與所述部件30間隔開的位置處。隨著時間的過去，來自這些熱電偶的記錄已經(jīng)使得隔熱材料的類型能被優(yōu)化。在一個例子中，可以如下實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，通過選擇傳熱系數(shù)和材料厚度以使得所述鑄件30的冷卻速率能被控制到不超過大約40°C/小時。所述部件30被封閉在隔熱的、充氣的冷卻箱10內(nèi)并且被允許以可控的方式冷卻大約2-5天的時間段。使用熱電偶獲得的溫度記錄確保所述部件的內(nèi)部和外部之間的溫差被維持為低于大約100°C，以防止所述鑄件材料在冷卻時間段內(nèi)產(chǎn)生裂紋。記錄并進(jìn)行維持這個溫差所需要的隔熱材料的任何調(diào)節(jié)。由部件溫度確定冷卻時間段的末端，當(dāng)處于所述部件溫度時能從所述冷卻箱10’取出所述部件30并且將所述部件30放入到周圍大氣中而不會由于熱沖擊產(chǎn)生裂紋。這依照部件形狀、大小和材料而變化，但是對于白口鑄鐵部件通常是大約150°C。在圖2到6中示出了示意性的冷卻方法的順序并且現(xiàn)在所述示意性的冷卻方法的順序?qū)⒈幻枋鰹槿缦聢D2示出了通過起重機(jī)而被定位在工作區(qū)域A處的模具箱32。在所述工作區(qū)域中，冷卻箱10’的基座12’被定位成鄰近工作區(qū)域A。抽吸散發(fā)的SO2和0)(舉例來說，當(dāng)打開所述模具箱時能散發(fā)所述SO2和CO)的抽吸單元43也被定位成鄰近所述工作區(qū)域。圖2也示出了操作員42已經(jīng)安置了風(fēng)扇單元40以將大氣空氣吸收或移動為經(jīng)過所述模具箱32并且朝向所述抽吸單元43，以防止有害氣體到達(dá)操作員42。在整個敲出過程中，維持大氣空氣的這種移動。圖3示出了所述模型箱32的上型箱34的去除，其然后被放置在工作區(qū)域A的鄰近所述模具箱30的地面上。所述上型箱34的去除暴露了位于所述模具箱32的下型箱36內(nèi)的模制的泵部件30。操作員42然后開始從所述部件30的外部去除砂模，例如通過手動分離固定砂或者通過使用一些類型的鉆機(jī)。圖4示出了通過使用被連接到高架起重機(jī)38的抓持鉤50而被抬出所述下型箱36的所述部件30，所述高架起重機(jī)38抬起所述部件30并且然后將所述部件30放低到所述冷卻箱10’的基座板12’上。在這個時間期間，將會看到，維持來自所述風(fēng)扇40的通風(fēng)和經(jīng)由抽吸單元43的抽氣。圖5示出了冷卻箱蓋14’被抬起并且被放低到所述基座板12’上以因此將所述部件30封閉在所述箱10’內(nèi)。最后，圖6示出了然后能從所述工作區(qū)域A移走所述冷卻箱10’(例如通過將它的叉尖插入到空心梁16’中的叉車)。收納所述部件30的所述冷卻箱10’被帶到另一位置，在所述另一位置能進(jìn)行所述部件的可控的冷卻，因此釋放所述工作區(qū)域A用以進(jìn)行在圖2到5中所示的更多的活動。在這點(diǎn)上，為了使得由這種冷卻箱10’占用的空間的量最小化，能操作所述箱10’以使它們中的一個能被堆積在另一個上(例如，直到三個箱的高度)。在整個操作期間，操作員42通常通過通風(fēng)和高架起重機(jī)以及抓持鉤的小心的使用和放置以盡可能地與鑄件30相隔離。例子2應(yīng)用例子1的方法，觀察到的不同泵部件的結(jié)果如下(a)在澆鑄之后93分鐘將900kg的離心泵葉輪從砂模敲出，并且將其放置到所述冷卻箱內(nèi)。然后在42小時之后能從所述冷卻箱取出所述葉輪。這與在敲出之前需要72小時的冷卻的通常的模具駐留時間相比較是有利的。(b)在澆鑄之后180分鐘將2190kg的離心泵葉輪從砂模敲出，并且將其放置到所述冷卻箱內(nèi)。然后在50小時之后能從所述冷卻箱取出所述葉輪。這與在敲出之前需要120小時的冷卻的通常的模具駐留時間相比較是有利的。(c)在澆鑄之后95分鐘將1200kg的離心泵葉輪從砂模敲出，并且將其放置到所述冷卻箱內(nèi)。然后在44小時之后能從所述冷卻箱取出所述葉輪。這與在敲出之前需要144小時的冷卻的通常的模具駐留時間相比較是有利的。大體上，結(jié)果能被總結(jié)在下表中<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>在該表中，下面的術(shù)語表示“交付時間改進(jìn)的百分比”-指所計算的白口鑄鐵鑄件的冷卻時間的改進(jìn)，例如(a)，72小時(通常的模具冷卻時間)和42小時(在冷卻箱內(nèi)的時間)之間的差值除以72小時-結(jié)果是42%?！ぁ白畲罄鋮s箱取出溫度”-指在沒有裂紋危險的情況下能從所述冷卻箱取出所述鑄件的最大溫度(馬氏體形成而產(chǎn)生的膨脹發(fā)生的溫度以下)。觀察資料盡管由于太早的模具敲出引起的熱應(yīng)力，白口鑄鐵鑄件是非常易于裂紋的，但是由這里所描述的方法和設(shè)備所獲得的較快的冷卻速率對最終鑄造產(chǎn)品的強(qiáng)度或完整性沒有不利的影響。而且，所述方法和設(shè)備允許生產(chǎn)過程的生產(chǎn)量的增加。進(jìn)一步的益處能被總結(jié)為引起·改進(jìn)模具箱的有效性；·減少所需要的模具箱的數(shù)量；·增加型砂的再用性；·減少鑄件冷卻時間約30-60%；·鑄件交付時間改進(jìn)約40-70%；·增加工廠地面的工作空間的機(jī)動性；改進(jìn)車間空間利用。這里所描述的方法和設(shè)備能與砂型鑄造和Replicast造型以及鑄造技術(shù)結(jié)合使用。盡管已經(jīng)參考一些特定的實(shí)施方式描述了用于生產(chǎn)和冷卻鑄造部件的方法和設(shè)備，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，所述方法和設(shè)備能以許多其它形式被具體實(shí)現(xiàn)。例如，取決于部件的材料，能在所述冷卻箱的側(cè)板或頂板中提供有通氣孔用以增加氣體和熱的釋放速率。這可以被控制使得不引起所述箱之內(nèi)的顯著的空氣流動，否則顯著的空氣流動可能引起熱沖擊和所述部件的裂紋或破壞?？蛇x地，在能承受較高的冷卻速率的情形中，抽吸風(fēng)扇可以被結(jié)合到所述外殼內(nèi)。也能減小隔熱材料的厚度和/或性能參數(shù)以增加冷卻速率?？蛇x地，為了減緩冷卻速率，最初可以將具有隔熱/覆蓋或者甚至加熱效果的氣體(例如，可控的加熱氣體)引入到所述室內(nèi)并且然后可選地在冷卻期間將其包圍和維持在所述室之內(nèi)。能與隔熱材料的厚度和隔熱性能相結(jié)合地執(zhí)行這種冷卻速率減緩。在這個方面的一個形式中，所述室和其內(nèi)的所述鑄件能被加熱預(yù)定時段以獲得所述鑄件的回火或一些其它原位(in-situ)熱處理。替代將加熱的氣體僅僅作為控制所述室的冷卻速率的方法，所述室能被連接到直接熱源以主動地提高內(nèi)部溫度。這個加熱能是直接的，例如通過使用氣體燃燒器以在所述箱內(nèi)產(chǎn)生熱，或者間接的，通過將熱氣體送入到所述室內(nèi)。在發(fā)生可控的冷卻速率的時段之后不是從所述室取出所述鑄件，而是能再加熱在所述室內(nèi)的所述鑄件，其節(jié)省了再加熱和循環(huán)時間成本。例如，在一個實(shí)施方式中，所述鑄件被冷卻到所述室內(nèi)的周圍溫度，并且然后被移動到第二位置以被修整和修補(bǔ)。取決于實(shí)際情況，所述鑄件然后可能需要進(jìn)行熱處理，其需要在第二室或爐內(nèi)再加熱所述鑄件，例如在白口鑄鐵產(chǎn)品的情形中通過將所述鑄件加熱到大于1000°c并維持大約4小時的預(yù)定時段以實(shí)現(xiàn)熱處理過程。在冷卻時段之后通過將所述鑄件維持在所述室內(nèi)，并且然后使所述鑄件經(jīng)歷再加熱能節(jié)省再加熱成本大約20-25%，因為不需要將所述鑄件從周圍溫度再加熱到處理溫度。此外，能顯著地縮短循環(huán)時間，因為減少了在再加熱產(chǎn)品中的延遲、以及轉(zhuǎn)移到再加熱設(shè)備和從再加熱設(shè)備轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)移時間的浪費(fèi)。所述方法和設(shè)備能特別地并且有效地應(yīng)用于泵部件例如葉輪、殼/殼體/外殼(蝸殼(volute))、泵內(nèi)襯(例如框架板內(nèi)襯)、狹口(throat)襯套等等的鑄件的冷卻。然而，依照所述方法和使用這里所描述的設(shè)備能冷卻大量不相關(guān)的鑄造部件和形狀。此外，所述方法和設(shè)備能特別地并且有效地應(yīng)用到鑄鐵合金和某些其它金屬以及包含金屬的材料、尤其是脆性鑄造材料和/或易于受熱沖擊影響的鑄造材料的冷卻。而且，盡管已經(jīng)描述和測試了由硅酸鎂鈣材料制成的耐熱墊，其它墊材料可以與某些鑄造材料一起應(yīng)用，例如陶瓷纖維墊、玻璃硅酸鎂纖維墊，和其它硅類墊，包括由鋁-硅-鋯纖維旋壓(spin)成的那些，等等。在再另一配置中，將所述鑄件放置在室內(nèi)的步驟能發(fā)生在所述模具的原位處-也就是，在敲出之后但是在不移動所述鑄件的情況下可以圍繞剛剛凝固的鑄件形成所述室。在這種例子中，可能需要做的所有事情是取下模具箱的上型箱。室外殼然后可能適于直接放置到所述模具箱的下型箱上。當(dāng)例如，上型箱的取下暴露了足夠量的鑄件時，這種變形形式可能出現(xiàn)。所述模具箱也可以被重新設(shè)計以幫助便于這種原位外殼的放置以及可控的冷卻。在優(yōu)選實(shí)施方式的前面的描述中，為了清楚已經(jīng)采用了特定的術(shù)語。然而，本發(fā)明不意在被限定到所選定的特定術(shù)語，并且應(yīng)當(dāng)理解，每個特定術(shù)語包括能以相似的方式操作以實(shí)現(xiàn)相似的技術(shù)目的的所有技術(shù)的等同術(shù)語。術(shù)語例如“上”、“下”、“向上”、“最外”以及類似術(shù)語被用作便于提供參考點(diǎn)的詞語并且不構(gòu)成限定性的術(shù)語。為了避免重復(fù)、并且易于參考，在不同附圖中示出的不同實(shí)施方式的相似的部件和特征已經(jīng)由加有撇號的附圖標(biāo)記標(biāo)識，例如在圖1中的基座板12和在圖2到6中的基座板12，。盡管已經(jīng)參考多個優(yōu)選實(shí)施方式描述了所述方法和設(shè)備，但是應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，能以許多其它形式具體表達(dá)所述方法和設(shè)備。在后面的權(quán)利要求以及前述的描述中，除非上下文中通過明確的語言或必要的暗示以其它方式要求了，詞語“包括”和其變形例如“包含”“具有”用于包含的意思，也就是，指定所述的特征的存在但是在所述方法和設(shè)備的各種實(shí)施方式中不排除進(jìn)一步的特征的存在或增加。權(quán)利要求一種用于生產(chǎn)鑄件的方法，所述方法包括以下步驟將熔融材料澆鑄到模具中，用于形成所述鑄件；使所述熔融材料凝固；從所產(chǎn)生的凝固鑄件至少部分地去除所述模具；和將所述凝固鑄件放置在完全包圍所述鑄件并且便于實(shí)現(xiàn)所述鑄件的受控冷卻速率的室中。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述室是隔熱的以便于實(shí)現(xiàn)所述鑄件的受控冷卻速率。3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中選擇隔熱材料、隔熱材料的厚度和/或傳熱系數(shù)以達(dá)到所述鑄件的受控冷卻速率。4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，當(dāng)鑄造材料是白口鑄鐵時，鑄件的冷卻速率被控制為不大于大約40°C/小時。5.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述室是隔熱的以保持所述凝固鑄件的最熱部分和最冷部分之間的預(yù)先選定的溫差。6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述最熱部分位于所述凝固鑄件內(nèi)并且所述最冷部分位于所述凝固鑄件的外表面處。7.如權(quán)利要求5或6所述的方法，其中，當(dāng)所述鑄件包括帶有中空內(nèi)部的本體，且有一些模具材料被保持在所述中空內(nèi)部中時，所述室是隔熱的以維持(a)與所述模具材料接觸的所述凝固鑄件的中空內(nèi)部和(b)所述凝固鑄件的外表面之間的預(yù)先選定的溫差。8.如權(quán)利要求5到7中任一項所述的方法，其中所述鑄件外表面的溫度由包圍所述鑄件的所述室的空氣溫度確定。9.如權(quán)利要求5到8中任一項所述的方法，其中所述預(yù)先選定的溫差由鑄造材料確定。10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，當(dāng)鑄造材料是白口鑄鐵時，所述溫差小于大約100°c。11.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，在將所述凝固鑄件放置在所述室中之前，從所述鑄件的外部除去所述模具。12.如權(quán)利要求11所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟在從所述鑄件的外部除去所述模具期間排出從所述模具散發(fā)的氣體。13.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，在從所述凝固鑄件至少部分地去除所述模具之后，所述鑄件被提起并且被放置到所述室的基座上，然后形成所述室的剩余部分的外殼被放置在所述基座上以封閉所述鑄件。14.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，在冷卻過程之后，所述方法進(jìn)一步包括加熱所述室和其中的所述鑄件一預(yù)定時段的步驟。15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中加熱所述室的步驟實(shí)現(xiàn)所述鑄件的熱處理過程。16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述室而被加熱到大約1000°C并維持大約4小時的預(yù)定時段從而實(shí)現(xiàn)所述熱處理過程。17.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟一旦所述鑄件已經(jīng)冷卻到預(yù)定溫度就從所述室中取出所述鑄件。18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，當(dāng)鑄造材料是白口鑄鐵時，所述預(yù)定溫度是大約150°C或更低。19.一種剛凝固的鑄件的冷卻方法，包括以下步驟將所述鑄件放置在完全包圍所述鑄件并且便于實(shí)現(xiàn)所述鑄件的受控冷卻速率的室中。20.如權(quán)利要求19所述的方法，其是權(quán)利要求1到18中任一項所述的方法的另外的部分。21.一種用于冷卻鑄件的設(shè)備，所述設(shè)備包括適于完全包圍所述鑄件并且便于實(shí)現(xiàn)所述鑄件的受控冷卻速率的室。22.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中所述室是隔熱的。23.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中所述室是用隔熱材料來隔熱的，所述隔熱材料具有預(yù)先選定的厚度和/或預(yù)先選定的傳熱系數(shù)。24.如權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其中所述隔熱材料是襯在所述室的內(nèi)表面上的耐熱墊。25.如權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其中所述耐熱墊由硅酸鎂鈣材料制成。26.如權(quán)利要求21到25中任一項所述的設(shè)備，其中所述室包括基座，和能位于所述基座上以閉合所述室的外殼。27.如權(quán)利要求21到26中任一項所述的設(shè)備，其中所述室由能經(jīng)得住剛凝固的鑄件的溫度的材料制成。28.由前述權(quán)利要求中任一項所述的方法或設(shè)備生產(chǎn)的鑄件。29.如權(quán)利要求28所述的鑄件，其是脆性材料和/或易受熱沖擊影響的材料。30.如權(quán)利要求28或29所述的鑄件，其是白口鑄鐵。31.如權(quán)利要求30所述的鑄件，其中所述白口鑄鐵的鉻含量為重量百分比從1.5%到40%，并且可選為重量百分比從25%到35%。32.如權(quán)利要求28到31中任一項所述的鑄件，其形成泵的部件。全文摘要一種用于生產(chǎn)鑄件的方法和設(shè)備包括將熔融材料澆鑄到用于形成鑄件的模具中；允許所述熔融材料凝固；從所產(chǎn)生的凝固鑄件至少部分地去除所述模具；和將凝固鑄件放置在完全包圍所述鑄件并且便于實(shí)現(xiàn)所述鑄件的受控冷卻速率的室(10)中。文檔編號B22D11/22GK101801564SQ200880106428公開日2010年8月11日申請日期2008年9月9日優(yōu)先權(quán)日2007年9月10日發(fā)明者尤安·奧利里,詹姆斯·V·佩蘇蒂申請人:偉爾礦物澳大利亞私人有限公司