冷鐵是最常用的冷卻器之一，用于提高泵管的局部冷卻速度。鋼和銅等金屬材料也可以用作冷卻器。它的主要功能是加快部分鑄件的冷卻速度，調(diào)整鑄件的凝固順序，并與冒口配合，擴(kuò)大冒口的有效進(jìn)給距離。冷鐵可用于各種鑄造合金，特別是在鋼鑄件的生產(chǎn)中。例如，設(shè)置在機(jī)床導(dǎo)軌上的冷鐵泵管加快了特殊零件的冷卻速度，達(dá)到了細(xì)化基體組織、提高表面硬度和耐磨性的目的。冷鐵可分為兩種:外冷鐵和內(nèi)冷鐵。前者作為鑄模的一個(gè)組成部分，不與鑄件焊接，使用后可回收再利用。后者作為鑄件壁的一部分焊接到鑄件上。在生產(chǎn)中，除使用外冷鐵外，還使用其他蓄熱系數(shù)較高的材料，如鉻菱鎂礦、鉻硅、菱鎂礦等混合物作為冷鐵材料。確定內(nèi)冷鐵的質(zhì)量、尺寸和數(shù)量的原則是，所確定的內(nèi)冷鐵應(yīng)具有足夠的冷卻效果，以控制泵管實(shí)現(xiàn)人們所需的定向(順序)凝固或同時(shí)凝固，并且能夠與鑄件本體熔合，而不會(huì)削弱鑄件的強(qiáng)度。在液態(tài)材料鑄造成形工藝過(guò)程中，鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和幾何形狀是否合理，即鑄造工藝的好壞，對(duì)鑄件的質(zhì)量、生產(chǎn)率和成本有很大的影響。鑄件的生產(chǎn)不僅需要合理、先進(jìn)的鑄造工藝和設(shè)備，還需要適合鑄件生產(chǎn)要求的鑄造結(jié)構(gòu)。泵管結(jié)構(gòu)既滿足了機(jī)器本身的使用性能和加工要求，又滿足了液態(tài)金屬的鑄造性能和鑄造生產(chǎn)技術(shù)要求。應(yīng)盡可能利用液態(tài)金屬的鑄造性能，以避免鑄造不足、冷隔、縮孔、縮松、變形、裂紋、氣孔和偏析等缺陷。應(yīng)盡可能簡(jiǎn)化制芯、造型、制芯、成型和清洗等生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)，以節(jié)省時(shí)間、人力和材料，提高尺寸精度和形狀精度，防止廢品的產(chǎn)生。設(shè)計(jì)鑄件的具體結(jié)構(gòu)和幾何形狀應(yīng)適應(yīng)這些要求，以達(dá)到工藝簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、快速生產(chǎn)合格鑄件的目的。接下來(lái)的分析從兩個(gè)方面著重于鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):保證鑄件質(zhì)量和簡(jiǎn)化鑄造工藝。

由于縮孔、縮松、粗大晶柱、偏析等缺陷，厚壁鑄件的力學(xué)性能降低，因此各種鑄造合金都有一個(gè)臨界壁厚。如果鑄件的壁厚超過(guò)臨界壁厚，鑄件的承載能力不會(huì)隨著鑄件厚度的增加而成比例增加，而是顯著降低。因此，在設(shè)計(jì)大型鑄件時(shí)，有必要避免通過(guò)增加壁厚來(lái)增加強(qiáng)度。在砂型鑄造中，散熱條件差的鑄件內(nèi)壁，即使內(nèi)壁的厚度等于外壁的厚度，其機(jī)械性能也比外壁低，因?yàn)槠淠趟俣缺韧獗诼Ｔ阼T造過(guò)程中，在內(nèi)壁和外壁的結(jié)合處容易產(chǎn)生熱應(yīng)力，從而導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生裂紋。對(duì)于凝固收縮率大的鑄造合金，這里也容易產(chǎn)生縮孔和氣孔。因此，鑄件內(nèi)壁的厚度應(yīng)該小于外壁的厚度。內(nèi)外壁厚度差值。普通鑄造合金可分為黑色鑄造合金和有色鑄造合金。黑色鑄造合金主要指鑄鐵、鑄鋼等。有色鑄造合金主要指鑄造鋁合金、銅合金和鎂合金等。黑色鑄造合金和有色鑄造合金的鑄造性能差別很大。在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)針對(duì)鑄件的性能采取適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)和技術(shù)措施

(1)灰鑄鐵的鑄造性能優(yōu)良。由于灰鑄鐵的共晶成分緊密，凝固溫度范圍窄，鐵水的流動(dòng)性好?；诣T鐵中的大部分碳在凝固過(guò)程中以石墨的形式沉淀下來(lái)，所以收縮率比鑄鋼小得多。與其他鑄造合金相比，灰鑄鐵產(chǎn)生鑄造缺陷的可能性最小?；诣T鐵可以設(shè)計(jì)成薄壁(但不能太薄，以免出現(xiàn)白孔)和復(fù)雜形狀的鑄件。泵管殘余應(yīng)力小，減振效果好。它不適合設(shè)計(jì)非常厚和大的鑄件。非對(duì)稱(chēng)截面通常用于充分利用其抗壓強(qiáng)度。灰鑄鐵對(duì)鑄件的壁和壁均勻性要求較低。鑄造工藝方便，一般采用同步凝固的原則。不需要布置立管。它節(jié)省人力、材料和熱應(yīng)力，是使用最廣泛的鑄鐵。(2)球墨鑄鐵的鑄造性能介于灰鑄鐵和鑄鋼之間。盡管球墨鑄鐵接近共晶合金，但由于其共晶凝固溫度范圍寬，在球化過(guò)程中容易產(chǎn)生氧化物和硫化物夾雜，所以鐵水流動(dòng)性差。球墨鑄鐵的石墨化膨脹大于灰鑄鐵。初始凝固的殼不夠堅(jiān)固，容易擴(kuò)大大的空腔，這增加了收縮，并導(dǎo)致縮孔和氣孔缺陷。球墨鑄鐵零件通常設(shè)計(jì)成具有均勻的壁厚，并盡可能避免厚而大的截面。對(duì)于一些大型鑄件，空心結(jié)構(gòu)或帶加強(qiáng)筋的結(jié)構(gòu)可用于生產(chǎn)球墨鑄鐵件。通常安裝冒口和冷鐵，并使用順序凝固。為了防止鑄件膨脹，應(yīng)提高砂型的致密性和透氣性，如砂型或水玻璃自硬砂型。澆注過(guò)程中，應(yīng)注意快速平穩(wěn)地堵渣和灌鐵，以識(shí)別邵陽(yáng)渣的缺陷。此外，鐵水中的硫和鎂含量以及型砂中的水含量也應(yīng)該降低，以便相互競(jìng)爭(zhēng)，從而在鑄件中產(chǎn)生皮下孔隙(即，位于鑄件表層下的分散孔隙)。(3)用可鍛鑄鐵生產(chǎn)的可鍛鑄鐵原鐵水鑄造性能差。為了獲得白坯，原鐵水中碳、硅含量低，凝固溫度范圍大，流動(dòng)性差。當(dāng)可鍛鑄鐵凝固時(shí)，沒(méi)有石墨析出，所以產(chǎn)量大，縮孔和裂紋傾向都大。由于鑄造狀態(tài)為白口鑄鐵，宜制作均勻的薄壁小件，最適宜的壁厚為5 ~ 16毫米。為增加剛度，截面形狀多設(shè)計(jì)為工字形或丁字形，避免截面為十字形。肋骨和肋骨應(yīng)該用于局部突出部分，以生產(chǎn)可鍛鑄鐵零件。應(yīng)設(shè)置較大的進(jìn)料冒口，并采用順序凝固的原則。流道截面應(yīng)較大，鑄造面積應(yīng)較大，以確保足夠的流動(dòng)性。此外，模具的屈服應(yīng)得到改善，以防止裂縫。