CN102259165A

CN102259165A - 真空密封制芯方法

Info

Publication number: CN102259165A
Application number: CN2011101921062A
Authority: CN
Inventors: 高玉明; 王树杰; 伦庆绪; 刘允礼
Original assignee: WEIFANG KAILI PETROLEUM CHEMICAL MACHINERY FACTORY
Current assignee: WEIFANG KAILI PETROLEUM CHEMICAL MACHINERY FACTORY
Priority date: 2011-07-11
Filing date: 2011-07-11
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2031-07-11
Also published as: CN102259165B

Abstract

本发明公开了一种真空密封制芯方法，属于铸造工艺技术领域，主要包括以下顺序实施的步骤：制作芯盒、芯腔覆底膜、抽气腔抽真空、喷涂料、放置芯骨、填砂、芯腔覆背膜、芯腔抽真空和取芯，其中芯盒包括通过若干通孔连通的芯腔和抽气腔。本发明取代了树脂砂芯，降低了生产成本，而且节能环保，广泛应用于铸造行业中。

Description

真空密封制芯方法

技术领域

本发明涉及铸造工艺技术领域，尤其涉及一种真空密封制芯方法。

背景技术

真空密封造型，简称真空造型或V（Vacuum）法造型。该项技术是70年代末由日本秋田公司试验发明的，到90年代末，日本已有80多家公司开始利用这项技术投入生产。而中国的北京化工厂设备、沈阳铸造厂、山海关桥梁厂几家大企业是在90年代引进了该项技术。该项技术在初期阶段因无配套设备及专用薄膜等材料而发展缓慢，它的推广应用受到了很大影响。

长期以来V法工艺一般被认为只适用于无砂芯或砂芯较简单的铸件，随着V法工艺研究的不断深入和应用面的扩大，复杂铸件V法制芯因其工艺的复杂性和局限性成为制约V法工艺发挥优势的和扩大应用领域的关键。国内目前制芯技术停留在树脂砂芯的技术上，制作树脂砂芯不仅污染环境，而且成本高，与国家提倡的节能环保方针相悖。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种真空密封制芯方法，取代了树脂砂芯，降低了生产成本，而且节能环保。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：真空密封制芯方法，所述制作方法包括以下顺序实施的步骤：a. 制作芯盒，所述芯盒包括芯腔和抽气腔，所述芯腔与抽气腔通过若干通孔连通，所述芯盒上设有第一抽气管，所述第一抽气管与抽气腔连通；b. 芯腔覆底膜，将可塑状态的塑料薄膜覆盖于芯腔的内表面；c. 抽气腔抽真空，通过所述第一抽气管对抽气腔抽真空，使得塑料薄膜与芯腔内表面贴合；d. 喷涂料，在芯腔内的塑料薄膜表面喷涂涂料；e. 放置芯骨，所述芯骨包括由圆钢制成的骨架和缠绕于所述骨架上的金属软管，所述金属软管上设有抽气间隙，所述金属软管的一端连接第二抽气管，所述芯骨放置于所述芯腔内且所述第二抽气管伸出所述芯腔；f．填砂，在芯腔内填砂并振实，使砂与芯盒上表面齐平；g. 芯腔覆背膜，用塑料薄膜覆盖于芯盒上表面，将芯腔密封；h. 芯腔抽真空，通过所述第二抽气管对芯腔抽真空，使填在芯腔内的砂密实形成砂芯；k. 取芯，解除抽气腔真空，将砂芯从芯盒内取出。

作为一种改进，所述制作芯盒步骤中，所述抽气腔内设有支撑板，所述支撑板上设有通气孔。

作为一种改进，所述抽气腔抽真空步骤中，抽气腔的真空度为0.3-0.4MPa。

作为一种改进，所述芯腔抽真空步骤中，芯腔的真空度为0.4-0.5MPa。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：由于采用了抽真空制作砂芯，取代了传统的树脂砂芯，带来了如下效果：

1）提高了铸件质量，铸件内腔表面光洁、轮廓清晰、尺寸准确，内腔表面质量与外观的一致性好；

2）清砂容易，避免其它类型腔砂混入砂芯的可能性，在成型的砂芯表面有一涂料涂层，可有效防止金属液的渗透，提高了砂芯的密封性和强度，并能防止铸件内腔表面粘砂，同时减少了浇注时跨砂或塌芯的可能；

3）芯盒可以反复使用，并且芯盒使用寿命长，砂芯硬度高且均匀，拔模容易；

4）金属利用率高，V法造型中，金属流动性好，充填能力强，可以铸出3mm的薄壁件，工艺出品率提高，减少了加工余量；

5）简化设备、节约投资、减少运行和维修费用，省去有关粘合剂、附加物及混砂设备，旧砂回用率在95%以上，设备投资减少30%，动力能源消耗为湿型的60%，劳动力减少35%；

6）有利于环境保护，由于采用无粘结剂的干砂，省去了其它铸造工艺中的粘结剂、附加物或烘干程序，减少了环境污染，是绿色铸造工艺。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是芯盒的结构示意图；

图2是图1中A-A剖视示意图；

图3是合模浇注状态图；

图中：1、芯盒，11、第一抽气管，12、支撑板，13、通气孔，14、通孔，2、砂芯，21、底膜，22、背膜，3、骨架、4、金属软管，5、第二抽气管，6、下砂箱，7、上砂箱，8、下砂型，9、上砂型。

具体实施方式

如图1、图2和图3共同所示，以228型抽油机变速箱体的铸造工艺为例介绍造型及制芯的具体操作过程。

1.V法造型，所述V法造型包括以下顺序实施的步骤：

（1）.制造带有抽气箱和抽气孔模板；

（2）.将烘烤呈塑性状态的塑料薄膜覆盖在模板上、真空泵抽气使薄膜密贴在型板上成型；

（3）.将带有过滤抽气管的砂箱放在已覆盖好塑料薄膜的模板上；

（4）.向砂箱内充填没有粘结剂与附加物的干石英砂，借微震使砂紧实，刮平，放上密封薄膜、打开阀门抽去型砂内空气，使砂型内外存在压力差（约300—400mmhg），由于压力差的作用使铸型成型并具有较高的硬度，湿型硬度计读数可达95左右；

（5）.解除模板内的真空，继续抽取型砂内的空气，然后进行拔模，得到砂型，备用。

通常，砂型要继续抽真空直到浇注的铸件凝固为止，并且在具体制造过程中，砂型要从开箱位置分为上砂型9和下砂型8，上砂型9和下砂型8分开分别制作。

2.真空密封制芯，砂芯2也根据开箱位置分为上砂芯和下砂芯，上砂芯和下砂芯的制作方法是相同的，所述制作方法包括以下顺序实施的步骤：

（1）. 制作芯盒，所述芯盒1包括芯腔和抽气腔，所述芯腔与抽气腔通过若干通孔14连通，通孔14通常选择直径为Φ1.5-Φ2.5的圆孔，通孔14均匀排布，拐角及凹凸不平处适当加密，所述芯盒1上设有第一抽气管11，所述第一抽气管11与抽气腔连通，为了增加芯盒1的强度，避免抽真空时破坏芯盒1结构，所述抽气腔内设有支撑板12，所述支撑板12上设有通气孔13，通气孔13通常选择直径为Φ50-Φ60的圆孔，芯盒1的盒体可以采用40-50mm厚的红松木板粘结，然后整体做不透气处理，芯腔内壁要求过渡圆滑且表面光洁，芯腔的直立壁带0.5%的拔模斜度；

（2）. 芯腔覆底膜，底膜21为可塑状态的塑料薄膜，将底膜21覆盖于芯腔的内表面，塑料薄膜通常使用0.04-0.2mm厚的薄膜，个别情况下最厚的也可达到0.25mm，具体视生产条件而定；

（3）. 抽气腔抽真空，通过所述第一抽气管11对抽气腔抽真空，抽气腔的真空度为0.3-0.4MPa，使得塑料薄膜与芯腔内表面贴合；

（4）. 喷涂料，在芯腔内的塑料薄膜表面喷涂涂料，选用的涂料应具有耐火度高、附着力好、发气量少、快干不裂、不起皱、高温不脱落等特点；

（5）. 放置芯骨，所述芯骨包括由圆钢制成的骨架3和缠绕于所述骨架3上的金属软管4，所述金属软管4上设有抽气间隙，根据砂芯2的形状合理设计骨架3的形状，骨架3的设计需要考虑从成型后的铸件中便于取出，骨架3的强度需要根据砂芯2的大小和重量确定，骨架3在高度方向芯头处加焊一钢板，以加强芯子的支撑力，在浇注过程中承受砂芯2的漂浮力，所述金属软管4的一端连接第二抽气管5，第二抽气管5通常选用Φ32mm的钢管或焊管，使用时，所述芯骨放置于所述芯腔内且所述第二抽气管5伸出所述芯腔，第二抽气管5的外端通过芯盒1边缘并伸出200mm左右以方便抽真空；

（6）．填砂，在芯腔内填砂并振实，刮平，使砂与芯盒1上表面齐平，所填的砂要求耐火度高、流动性好，易于充填紧实；

（7）. 芯腔覆背膜，背膜22可用0.004mm的普通塑料薄膜，用背膜22覆盖于芯盒1上表面，将芯腔密封；

（8）. 芯腔抽真空，通过所述第二抽气管5对芯腔抽真空，抽真空时，芯腔内的空气通过金属软管4的抽气间隙抽出，而砂则不能够通过该间隙，芯腔的真空度为0.4-0.5MPa，使填在芯腔内的砂密实形成砂芯2；

（9）. 取芯，解除抽气腔真空，此时，第二抽气管5仍对芯腔抽真空，将砂芯2从芯盒1内取出，备用。

3.浇注，分别将上砂芯放置于上砂型9、下砂芯放置于下砂型8内，得到上砂箱7和下砂箱6，将上砂箱7和下砂箱6合箱，继续对芯腔和砂型抽真空，然后进行浇注，浇注时砂型和砂芯2的真空度必须达到0.4-0.5MPa，待铸件冷凝后，根据产品壁厚，一般30mm以下产品30分钟既可关掉抽真空系统，200mm以下的40-50分钟关掉抽真空系统，抽真空系统关掉后，砂型和砂芯2自动脱落，勉除了采用树脂砂芯2再清砂的工序，吊走砂箱取出铸件即可，然后把铸件内腔的芯骨取出，检查待用。

本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims

1.真空密封制芯方法，其特征在于：所述制作方法包括以下顺序实施的步骤：

a. 制作芯盒，所述芯盒包括芯腔和抽气腔，所述芯腔与抽气腔通过若干通孔连通，所述芯盒上设有第一抽气管，所述第一抽气管与抽气腔连通；

b. 芯腔覆底膜，将可塑状态的塑料薄膜覆盖于芯腔的内表面；

c. 抽气腔抽真空，通过所述第一抽气管对抽气腔抽真空，使得塑料薄膜与芯腔内表面贴合；

d. 喷涂料，在芯腔内的塑料薄膜表面喷涂涂料；

e. 放置芯骨，所述芯骨包括由圆钢制成的骨架和缠绕于所述骨架上的金属软管，所述金属软管上设有抽气间隙，所述金属软管的一端连接第二抽气管，所述芯骨放置于所述芯腔内且所述第二抽气管伸出所述芯腔；

f．填砂，在芯腔内填砂并振实，使砂与芯盒上表面齐平；

g. 芯腔覆背膜，用塑料薄膜覆盖于芯盒上表面，将芯腔密封；

h. 芯腔抽真空，通过所述第二抽气管对芯腔抽真空，使填在芯腔内的砂密实形成砂芯；

k. 取芯，解除抽气腔真空，将砂芯从芯盒内取出。

2.如权利要求1所述的真空密封制芯方法，其特征在于：所述制作芯盒步骤中，所述抽气腔内设有支撑板，所述支撑板上设有通气孔。

3.如权利要求1所述的真空密封制芯方法，其特征在于：所述抽气腔抽真空步骤中，抽气腔的真空度为0.3-0.4MPa。

4.如权利要求1所述的真空密封制芯方法，其特征在于：所述芯腔抽真空步骤中，芯腔的真空度为0.4-0.5MPa。