无粘结砂制作铸件型芯的方法技术

本发明专利技术提供了铸件内腔无粘结砂制作型芯的方法，改进了现有铸件内腔成型技术．本方法的特征是：提出了以纤维络状物等材料为载体，中间填以充填物，外表面涂以防火材料制作型芯的新方法，特别是适于薄壁铸件复杂薄型内腔的型芯制作方法．该方法满足了其铸造工艺综合性能，取得生产铸件高效低成本的效果．（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铸造生产中制作铸件型芯的改进方法，特别是提出了。在国家机械工业部出版社出版的铸造工艺学中，介绍了现有的铸件内腔成型技术是将砂子同无机或有机粘结剂混合在一起，置入模具中，制成型芯，湿态或干态置入铸型中，合箱浇铸，得到铸件。由于保证铸件顺利成型的工艺特性，在制作型芯时要求型芯具有不粘模、强度高，保存性好、不吸湿，透气性好，发气值低，耐火性适中，退让性好，回收性大等综合工艺性能。对于制作薄壁铸件的复杂薄形型芯，当型芯具有横截面面积大于芯头横截面面积的特征，就是所谓封闭型芯时，目前的方法仍然是采用水玻璃砂、植物油砂、矿物油砂、树脂砂等芯砂在烘烤或自硬状态下制成型芯使用。水玻璃砂因易产生表面粉化现象造成铸后严重粘砂、夹砂现象，且溃散性差和旧砂回用困难，植物及矿物油砂型芯因湿强度低，在烘烤过程中常因蠕变性大使砂芯变形而报废，为克服此缺陷不得不使用成型芯合以致增加成本，并且因发气量大使铸件产生气孔或易形成机械粘砂夹砂等现象使铸件报废，因铸件壁薄，引起作用于型芯热度不足，也就是通常所说铸后砂芯烧不垮，导致铸后清砂困难。树脂砂芯除有矿物、植物油砂芯的缺陷外，还常因树脂在砂粒表面之间的复膜耐热性不足使砂芯早期断裂，或上浮或下沉造成铸件废品。专利技术人在把树脂砂制芯工艺应用于铝合金铸件中的环状薄断面内腔成型时，因上述缺陷所致铸件废品率高达百分之六十五。本专利技术的目的就是为了克服上述缺陷而提供的解决方法。本专利技术是这样实现的A，用纤维络状物、编织物、纺织物、塑料等材料作载体，事先依据所需几何形状计算裁制接缝，芯头处留敞口，灌入自然状态充填物，如干砂等，置入模具中在固化剂的作用下使浸以树脂的载体硬固成型。出模后，在载体表面涂上耐热材料，使之干燥，制成型芯。B，将可发泡塑料珠粒置于依所需几何形状制成的模具中发泡成型取出或选用发泡塑料板材粘拼成所需几何形体，作为载体，然后在除芯头横断面部位的平行端面处之外的表面涂上耐热涂料，使之干燥，制成型芯。C，将熔化的原料玻璃置入依所需几何形状制作的模具中吹制成形，使之成为在芯头横截面部位的平行端面敞口的中空玻璃制品，作为型芯。下面结合附图表明的实例，对本专利技术方法A、B、C分别进一步详细描述。附图1是一种铸件实例的俯视示意图。附图2是铸件实例的中心剖视示意图。参照图1、图2可清楚的看出，实例是一个环状中空，几何形状复杂的闭封铸件示意图。实例铝合金铸件断面所示空腔(4)，用本专利技术方法A制作成型型芯时，用布裁剪缝合成带有芯头(1)敞口的环状筒体，浸透加入固化剂的呋喃树脂，中间灌满40目干砂，置入事先做好的木制模具中轻压固化成形，出模后，表面涂上层厚0.5-1毫米的HD无机防火涂料或其它耐热涂料，干燥备用。本专利技术方法A的优越性在于砂粒(4)与砂粒之间，砂粒与浸透树脂的布制载体(5)之间，浸透树脂的布载体与防火涂料(3)之间紧紧挨靠，粘着，附着形成一体，所以强度高，当用本专利技术方法A所制成的无粘结砂型芯被铝合金液体包裹时，由于铸件壁厚(2)是薄的，所以铝合金液体由液相态进入固相态时的过程只有几分钟，这时起耐火隔热的涂层(3)完全能经受住铝合金液体作用于型芯的初期热冲击，所以用本专利技术方法A制成的型芯不会因初期断裂导致砂芯上浮或下沉而形成的铸件废品，当铝合金进入固相态后，耐火涂层(3)逐渐碎裂，由于透热作用使浸过树脂的布，逐渐分解气化、炭化，砂粒本来就是自然状态填入的，所以其时退让性优异，铸件不会因阻碍收缩出现热裂所致废品，在同时由树脂和布生成的分解气体沿砂粒之间的空隙经敞口的芯头(1)通顺的逸出，所以铸件不会产生呛火，气孔所致废品，同时也能看出，铸后溃散性好，清理容易，填入的干砂能反复使用。所以采用本专利技术方法A由于所需设备少，降低了废品发生机率，所以对比使用现有技术生产铸件，成本低廉。实例铝合金铸件断面所示空腔(4)利用本专利技术方法B制作成型型芯时，先将聚苯乙烯可发泡珠粒填满事先作好的所需金属模具中通入蒸气加热发泡成形，冷却后取出作为载体(4)、(5)表面涂上HD无机防火涂料或其它耐火隔热材料，使层厚在1.5-2毫米之间，干燥备用。本专利技术方法B的优越性在于利用泡沫塑料的价格低廉、比重小、易成型、强度大、发气值低量小，外涂防火材料附着力强的特点。当用本专利技术方法B所制型芯被铝合金液体包裹时，由于铸件壁厚(2)是薄的，所以铝合金液体金属由液相进入固相态时的过程只有几分钟，特别是用金属浇铸模时此过程只有1-2分钟，而这时起耐火隔热作用的涂料层(3)完全能经受住铝合金液体作用于型芯的初期热冲击，由于涂层(3)的隔热作用，此时的泡沫塑料表面温度不超过60℃，在这个温度下泡沫塑料不发生体收缩，它仍然在起对涂层的支承作用，所以用本专利技术方法B制成的型芯不会因断裂崩塌使型芯上浮或下沉而产生的铸件废品。当铝合金进入固相态后，由于透热作用使泡沫塑料(4)开始进入体收缩。生成玻璃体而逐渐气化，气体经敞口芯头(1)顺利逸出形外，所以铸件不会产生呛火、气孔所致废品。这时由于铝合金铸件由固相态至室温所产生的收缩力向内作用于耐火涂层(3)上，使其碎裂而剥离，所以铸后清理容易。由此明显的看出采用本专利技术方法B制成的无粘结砂型芯适于中大批生产中，所需设备少，成本率高，成本低廉。实例合金铸件断面所示空腔(4)利用本专利技术方法C制作型芯时，先将熔化的玻璃例如石英玻璃在所需几何形状的模具中吹制成中空的玻璃制品，在芯头部位的远端面做成敞口，既成型芯，出模备用，外表面是否涂以耐火涂料，视铸件合金种类而定，对于高强度铸铁件及铸钢件型芯，外表则涂上0.5毫米层厚的防火涂料以提高其初期耐热冲击性，内腔充填干石英砂。用本专利技术方法C制做型芯的优越性在于型芯可满足铸造工艺特性的初期强度高、透气性好，耐火性可调节，不发气、保存性好、不吸湿等条件。铸后清理时，可在铸件冷却至250℃-300℃时，把室温水由芯头敞口处加入，使玻璃型芯因受激冷而炸裂，这样清理时就极容易，且玻璃碎块可重熔使用。用本专利技术方法C制作无粘结砂型芯时，在大批量使用时，经济效益可观。特别是，用本专利技术提出的铸件内腔成型方法A、B、C为铸件压铸生产，提出了更广泛的应用前景。本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于铸件内腔成型的制作型芯的，特别是制作薄壁铸件的复杂薄形的新方法，其特征是用纤维络状物，纺织品、编织品，塑料及玻璃品等材料加工成为无粘结砂的中空的形状作为型芯载体（５）。

【技术特征摘要】
1.用于铸件内腔成型的制作型芯的，特别是制作薄壁铸件的复杂薄形的新方法，其特征是用纤维络状物，纺织品、编织品，塑料及玻璃制品等材料加工成为无粘结砂的中空的形状作为型芯载体(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：张联懋，
申请(专利权)人：张联懋，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]