【热坛学习】实型铸造中冷铁的应用实践
以下文章来源于铸造微课堂 ，作者朱谦的管家
铸造微课堂铸造基础理论，铸造工艺设计，铸造原辅材料选择，铸造缺陷分析及防止，铸造质量管理，铸造前沿态势，铸造现场问题解决
【热坛学习】实型铸造中冷铁的应用实践
注：资料来源于个人工作笔记。部分观点仅仅是个人思考，不代表正确。
冷铁的作用
在铸造工艺设计中，冷铁一般搭配冒口使用，很少单独使用。其主要作用是：
① 加快冷却速度，从而控制凝固顺序，减少厚大部位出现缩松、缩孔缺陷的倾向。
② 增加局部区域基体组织中的珠光体含量，提高组织致密度，保证铸件质量。
目前本人实型铸造成熟的产品主要由汽车覆盖件冲压模具和机床机体铸件两大类。
机床导轨上放置冷铁的作用
①平衡凝固曲线。我们知道机床导轨厚，一般在80-100mm而支撑筋板薄，一般在20-30mm。结合处壁厚不均匀形成的热节可能导致铸件组织强度不足，在厚大的导轨位置放置冷铁调节凝固顺序，可获得良好的结构强度。
② 增加导轨处组织致密度，获得优异的金相组织。保证导轨处的硬度和耐磨性。
冲压模具放置冷铁的作用
冲压模具的使用面，俗称型面。直接接触钢板，承受着冲压时强大的冲击应力，要求组织必须致密，硬度高。一般要求淬火以后的硬度在HRC50以上。无论其材质是合金灰铁还是合金球铁，都要求其铸态组织中珠光体的含量不能太低，如果珠光体含量偏低，就有可能存在淬火后硬度不足的风险。无论使用火焰淬火还是感应淬火、激光淬火。其能量密度大而加热时间短，基体中的碳来不及扩散固溶就被急速冷却而析出。
经过试验，球墨铸铁放置冷铁的部位石墨球数多，石墨球细小，由于冷却速度快，碳从奥氏体往石墨的扩散就比较容易，但同时也促进了铁素体的形成。石墨球越多，从奥氏体析出的石墨就越不容易形成碳化物，也就减少了珠光体的含量。尽管放置冷铁的球铁件表面铁素体含量高，游离渗碳体含量很低，但依然可以保证淬火的硬度在HRC55-60。数量众多的直径为10-20μm的细小石墨球的存在被认为是主要原因。这使加热时碳的扩散距离缩短，碳的表面积增加，改善了球铁的淬硬性。
凹模型面的冷铁放置示意
在实型铸造中除了以上的作用外，冷铁还起到减少粘砂的作用。实型铸造的浇注温度比常规空腔铸造要高30-50℃，粘砂出现的几率也较高。在生产实践中经常可以看到局部厚大部位、刀槽狭角部位出现严重粘砂缺陷，俗称铁包砂缺陷。可以利用冷铁蓄热系数大的特点来减少局部粘砂。
如图所示的导柱孔，如果在导柱孔的两侧导滑板放置冷铁，减少了局部厚大部位的热量堆积，那么导柱孔内很少出现严重粘砂的情况。
消失模铸造的特殊性质决定了这种看似不科学的方法其实是最简便合理的工艺措施。在生产滑块类产品时，经常会碰到这样的一些结构。整体壁厚偏厚，当内浇口开设在型面上时，在侧立面就可以放置外冷铁。这样既可以保证厚实部位的泡沫可以气化良好，又可以避免因热节过大而导致的缩孔、缩松等缺陷。按照传统的铸造理论，高温铁水流经冷铁后会造成温度降低，流动性变差。而在消失模铸造中却不会有此问题。消失模铸造的充型速度实际上是比空腔铸造要快的。
勤观察，勤思考，多总结。
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