真空密封制芯方法

2023-09-09 15:47:50 4

專利名稱：真空密封制芯方法
技術領域：
本發明涉及鑄造工藝技術領域，尤其涉及一種真空密封制芯方法。
背景技術：
真空密封造型，簡稱真空造型或V (Vacuum)法造型。該項技術是70年代末由日本秋田公司試驗發明的，到90年代末，日本已有80多家公司開始利用這項技術投入生產。而中國的北京化工廠設備、瀋陽鑄造廠、山海關橋梁廠幾家大企業是在90年代引進了該項技術。該項技術在初期階段因無配套設備及專用薄膜等材料而發展緩慢，它的推廣應用受到了很大影響。長期以來V法工藝一般被認為只適用於無砂芯或砂芯較簡單的鑄件，隨著V法工藝研究的不斷深入和應用面的擴大，複雜鑄件V法制芯因其工藝的複雜性和局限性成為制約V法工藝發揮優勢的和擴大應用領域的關鍵。國內目前制芯技術停留在樹脂砂芯的技術上，製作樹脂砂芯不僅汙染環境，而且成本高，與國家提倡的節能環保方針相悖。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種真空密封制芯方法，取代了樹脂砂芯，降低了生產成本，而且節能環保。為解決上述技術問題，本發明的技術方案是真空密封制芯方法，所述製作方法包括以下順序實施的步驟a.製作芯盒，所述芯盒包括芯腔和抽氣腔，所述芯腔與抽氣腔通過若干通孔連通，所述芯盒上設有第一抽氣管，所述第一抽氣管與抽氣腔連通；b.芯腔覆底膜，將可塑狀態的塑料薄膜覆蓋於芯腔的內表面；c.抽氣腔抽真空，通過所述第一抽氣管對抽氣腔抽真空，使得塑料薄膜與芯腔內表面貼合；d.噴塗料，在芯腔內的塑料薄膜表面噴塗塗料；e.放置芯骨，所述芯骨包括由圓鋼製成的骨架和纏繞於所述骨架上的金屬軟管，所述金屬軟管上設有抽氣間隙，所述金屬軟管的一端連接第二抽氣管，所述芯骨放置於所述芯腔內且所述第二抽氣管伸出所述芯腔；f.填砂，在芯腔內填砂並振實，使砂與芯盒上表面齊平；g.芯腔覆背膜，用塑料薄膜覆蓋於芯盒上表面，將芯腔密封；h.芯腔抽真空， 通過所述第二抽氣管對芯腔抽真空，使填在芯腔內的砂密實形成砂芯；k.取芯，解除抽氣腔真空，將砂芯從芯盒內取出。作為一種改進，所述製作芯盒步驟中，所述抽氣腔內設有支撐板，所述支撐板上設有通氣孔。作為一種改進，所述抽氣腔抽真空步驟中，抽氣腔的真空度為0. 3-0. 4MPa。作為一種改進，所述芯腔抽真空步驟中，芯腔的真空度為0. 4-0. 5MPa。採用了上述技術方案後，本發明的有益效果是由於採用了抽真空製作砂芯，取代了傳統的樹脂砂芯，帶來了如下效果
1)提高了鑄件質量，鑄件內腔表面光潔、輪廓清晰、尺寸準確，內腔表面質量與外觀的一致性好；
2)清砂容易，避免其它類型腔砂混入砂芯的可能性，在成型的砂芯表面有一塗料塗層， 可有效防止金屬液的滲透，提高了砂芯的密封性和強度，並能防止鑄件內腔表面粘砂，同時減少了澆注時跨砂或塌芯的可能；
3)芯盒可以反覆使用，並且芯盒使用壽命長，砂芯硬度高且均勻，拔模容易；
4)金屬利用率高，V法造型中，金屬流動性好，充填能力強，可以鑄出3mm的薄壁件，工藝出品率提高，減少了加工餘量；
5)簡化設備、節約投資、減少運行和維修費用，省去有關粘合劑、附加物及混砂設備，舊砂回用率在95%以上，設備投資減少30%，動力能源消耗為溼型的60%，勞動力減少35% ；
6)有利於環境保護，由於採用無粘結劑的幹砂，省去了其它鑄造工藝中的粘結劑、附加物或烘乾程序，減少了環境汙染，是綠色鑄造工藝。


下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。圖1是芯盒的結構示意圖； 圖2是圖1中A-A剖視示意圖； 圖3是合模澆注狀態圖中1、芯盒，11、第一抽氣管，12、支撐板，13、通氣孔，14、通孔，2、砂芯，21、底膜，22、 背膜，3、骨架、4、金屬軟管，5、第二抽氣管，6、下砂箱，7、上砂箱，8、下砂型，9、上砂型。
具體實施例方式
如圖1、圖2和圖3共同所示，以2 型抽油機變速箱體的鑄造工藝為例介紹造型及制芯的具體操作過程。1.V法造型，所述V法造型包括以下順序實施的步驟
(1).製造帶有抽氣箱和抽氣孔模板；
(2).將烘烤呈塑性狀態的塑料薄膜覆蓋在模板上、真空泵抽氣使薄膜密貼在型板上成
型；
(3).將帶有過濾抽氣管的砂箱放在已覆蓋好塑料薄膜的模板上；
(4).向砂箱內充填沒有粘結劑與附加物的幹石英砂，借微震使砂緊實，刮平，放上密封薄膜、打開閥門抽去型砂內空氣，使砂型內外存在壓力差(約300—400mmhg)，由於壓力差的作用使鑄型成型並具有較高的硬度，溼型硬度計讀數可達95左右；
(5).解除模板內的真空，繼續抽取型砂內的空氣，然後進行拔模，得到砂型，備用。通常，砂型要繼續抽真空直到澆注的鑄件凝固為止，並且在具體製造過程中，砂型要從開箱位置分為上砂型9和下砂型8，上砂型9和下砂型8分開分別製作。2.真空密封制芯，砂芯2也根據開箱位置分為上砂芯和下砂芯，上砂芯和下砂芯的製作方法是相同的，所述製作方法包括以下順序實施的步驟
(1).製作芯盒，所述芯盒1包括芯腔和抽氣腔，所述芯腔與抽氣腔通過若干通孔14連通，通孔14通常選擇直徑為ΦΙ. 5-Φ2. 5的圓孔，通孔14均勻排布，拐角及凹凸不平處適當加密，所述芯盒1上設有第一抽氣管11，所述第一抽氣管11與抽氣腔連通，為了增加芯盒 1的強度，避免抽真空時破壞芯盒1結構，所述抽氣腔內設有支撐板12，所述支撐板12上設有通氣孔13，通氣孔13通常選擇直徑為Φ50-Φ60的圓孔，芯盒1的盒體可以採用40-50mm 厚的紅松木板粘結，然後整體做不透氣處理，芯腔內壁要求過渡圓滑且表面光潔，芯腔的直立壁帶0. 5%的拔模斜度；
(2).芯腔覆底膜，底膜21為可塑狀態的塑料薄膜，將底膜21覆蓋於芯腔的內表面，塑料薄膜通常使用0. 04-0. 2mm厚的薄膜，個別情況下最厚的也可達到0. 25mm，具體視生產條件而定；
(3).抽氣腔抽真空，通過所述第一抽氣管11對抽氣腔抽真空，抽氣腔的真空度為 0. 3-0. 4MPa,使得塑料薄膜與芯腔內表面貼合；
(4).噴塗料，在芯腔內的塑料薄膜表面噴塗塗料，選用的塗料應具有耐火度高、附著力好、發氣量少、快幹不裂、不起皺、高溫不脫落等特點；
(5).放置芯骨，所述芯骨包括由圓鋼製成的骨架3和纏繞於所述骨架3上的金屬軟管 4，所述金屬軟管4上設有抽氣間隙，根據砂芯2的形狀合理設計骨架3的形狀，骨架3的設計需要考慮從成型後的鑄件中便於取出，骨架3的強度需要根據砂芯2的大小和重量確定， 骨架3在高度方向芯頭處加焊一鋼板，以加強芯子的支撐力，在澆注過程中承受砂芯2的漂浮力，所述金屬軟管4的一端連接第二抽氣管5，第二抽氣管5通常選用Φ 32mm的鋼管或焊管，使用時，所述芯骨放置於所述芯腔內且所述第二抽氣管5伸出所述芯腔，第二抽氣管 5的外端通過芯盒1邊緣並伸出200mm左右以方便抽真空；
(6).填砂，在芯腔內填砂並振實，刮平，使砂與芯盒1上表面齊平，所填的砂要求耐火度高、流動性好，易於充填緊實；
(7).芯腔覆背膜，背膜22可用0.004mm的普通塑料薄膜，用背膜22覆蓋於芯盒1上表面，將芯腔密封；
(8).芯腔抽真空，通過所述第二抽氣管5對芯腔抽真空，抽真空時，芯腔內的空氣通過金屬軟管4的抽氣間隙抽出，而砂則不能夠通過該間隙，芯腔的真空度為0. 4-0. 5MPa，使填在芯腔內的砂密實形成砂芯2 ；
(9).取芯，解除抽氣腔真空，此時，第二抽氣管5仍對芯腔抽真空，將砂芯2從芯盒1 內取出，備用。3.澆注，分別將上砂芯放置於上砂型9、下砂芯放置於下砂型8內，得到上砂箱7 和下砂箱6，將上砂箱7和下砂箱6合箱，繼續對芯腔和砂型抽真空，然後進行澆注，澆注時砂型和砂芯2的真空度必須達到0. 4-0. 5MPa,待鑄件冷凝後，根據產品壁厚，一般30mm以下產品30分鐘既可關掉抽真空系統，200mm以下的40-50分鐘關掉抽真空系統，抽真空系統關掉後，砂型和砂芯2自動脫落，勉除了採用樹脂砂芯2再清砂的工序，吊走砂箱取出鑄件即可，然後把鑄件內腔的芯骨取出，檢查待用。本發明不局限於上述具體的實施方式，本領域的普通技術人員從上述構思出發， 不經過創造性的勞動，所作出的種種變換，均落在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.真空密封制芯方法，其特徵在於所述製作方法包括以下順序實施的步驟a.製作芯盒，所述芯盒包括芯腔和抽氣腔，所述芯腔與抽氣腔通過若干通孔連通，所述芯盒上設有第一抽氣管，所述第一抽氣管與抽氣腔連通；b.芯腔覆底膜，將可塑狀態的塑料薄膜覆蓋於芯腔的內表面；c.抽氣腔抽真空，通過所述第一抽氣管對抽氣腔抽真空，使得塑料薄膜與芯腔內表面貼合；d.噴塗料，在芯腔內的塑料薄膜表面噴塗塗料；e.放置芯骨，所述芯骨包括由圓鋼製成的骨架和纏繞於所述骨架上的金屬軟管，所述金屬軟管上設有抽氣間隙，所述金屬軟管的一端連接第二抽氣管，所述芯骨放置於所述芯腔內且所述第二抽氣管伸出所述芯腔；f.填砂，在芯腔內填砂並振實，使砂與芯盒上表面齊平；g.芯腔覆背膜，用塑料薄膜覆蓋於芯盒上表面，將芯腔密封；h.芯腔抽真空，通過所述第二抽氣管對芯腔抽真空，使填在芯腔內的砂密實形成砂-(-H心；k.取芯，解除抽氣腔真空，將砂芯從芯盒內取出。
2.如權利要求1所述的真空密封制芯方法，其特徵在於所述製作芯盒步驟中，所述抽氣腔內設有支撐板，所述支撐板上設有通氣孔。
3.如權利要求1所述的真空密封制芯方法，其特徵在於所述抽氣腔抽真空步驟中，抽氣腔的真空度為0. 3-0. 4MPa。
4.如權利要求1所述的真空密封制芯方法，其特徵在於所述芯腔抽真空步驟中，芯腔的真空度為0. 4-0. 5MPa。
全文摘要
本發明公開了一種真空密封制芯方法，屬於鑄造工藝技術領域，主要包括以下順序實施的步驟製作芯盒、芯腔覆底膜、抽氣腔抽真空、噴塗料、放置芯骨、填砂、芯腔覆背膜、芯腔抽真空和取芯，其中芯盒包括通過若干通孔連通的芯腔和抽氣腔。本發明取代了樹脂砂芯，降低了生產成本，而且節能環保，廣泛應用於鑄造行業中。
文檔編號B22C9/11GK102259165SQ20111019210
公開日2011年11月30日 申請日期2011年7月11日 優先權日2011年7月11日
發明者倫慶緒, 劉允禮, 王樹傑, 高玉明 申請人:濰坊凱力石油化工機械有限公司