CN106734942B - 一种制作覆膜砂铸字砂芯的方法 - Google Patents

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Abstract

一种制作覆膜砂铸字砂芯的方法，包括下述步骤：按原砂96.5～97.5%、酚醛树脂2.0～3.5%、乌洛托品0.3～0.5%和硬脂酸钙0.15～0.2%的重量百分比配制铸字覆膜砂；使用一种覆膜砂铸字砂芯制作装置，对前述配置的所述铸字覆膜砂在160～180℃温度下进行制形操作；继续加热到220～300℃，保温20～60秒钟，对覆膜砂铸字砂芯进行硬化，完成铸字砂芯的制作。使用所述方法制作覆膜砂铸字砂芯，用覆膜砂加热硬化工艺取代酯硬化水玻璃砂自硬化工艺，在铸件铸字砂芯制作生产中，可减少制作工时，提高生产效率，改善铸字砂芯成型率和砂芯成型质量、以及工件铸字的成型质量，降低生产消耗，节约制作成本。

Description

一种制作覆膜砂铸字砂芯的方法
技术领域
本发明涉及一种铸造砂芯制作装置及其应用，特别涉及一种覆膜砂铸字砂芯的制作装置及使用其制作覆膜砂铸字砂芯的方法。
背景技术
随着轨道交通业的快速发展,对列车重要部件，如摇枕、侧架等的质量管理要求也越来越高，对铸件上的铸造顺序号、生产年月号、厂家代号、国别代号等铸字的清晰程度有了明确的要求，并且已经列入了产品验收的标准当中。目前生产中摇枕、侧架的铸字制作大多采用酯硬化水玻璃砂自硬工艺，可拆卸铸字块镶嵌在铸字号工装内，使用混砂机混制的酯硬化水玻璃砂制作，通过埋砂、舂实、空气中自然硬化、起模等过程，制作字号砂芯。但是，采用该工艺制作的铸字号存在着硬化时间长、工作效率较低，表面光洁度不够，硬化时间不易控制，制作成本较大等缺点。特别是酯硬化水玻璃自硬砂制作的砂芯铸字成型不佳，经常出现塌陷、铸瘤、凹坑、缺失等缺陷，这为后续清理工作带来了很大的难度，导致字号尺寸精度不能满足图纸的设计要求，降低字号的美观程度，影响产品的验收质量。
发明内容
本发明的目的是：提供一种覆膜砂铸字砂芯的制作装置以及使用所述装置制作覆膜砂铸字砂芯的方法，所述装置及方法实现用覆膜砂加热硬化工艺代替酯硬化水玻璃砂自硬工艺制作铸字砂芯，提高生产效率，改善铸字质量，降低制作成本。
所述一种覆膜砂铸字砂芯制作装置，由热芯盒1、托架2和铸字模3组成；所述热芯盒1是底面为平面4的箱体结构，内部具有充分的容盛空间20，能够保证盛装满足制作铸字砂芯工艺量的覆膜砂，所述热芯盒1的底面4上设有铸字模镶嵌凹槽5；所述托架2由热芯盒支架6和加热机构组成；所述铸字模3包括有铸字基块8和铸字体9，所述铸字基块8的厚度与所述铸字模镶嵌凹槽5的深度相同，并且在大小和形状上与铸字模镶嵌凹槽5相对应，使一个或者若干个铸字模3的组合可以完全填满所述铸字模镶嵌凹槽5的空间，并且使所述铸字基块8的上表面与所述热芯盒底面4保持在同一水平面。在所述的一种覆膜砂铸字砂芯制作装置中，还包含有铸字模定位机构，所述铸字模定位机构由开设于所述铸字模镶嵌凹槽5中的定位孔10和与其相匹配、设置于所述铸字基块8下部的定位销11组成，所述定位销11插所述入定位孔10内，实现固定定位；为增加导热系数，提高加热效率，开设于所述铸字模镶嵌凹槽5中的定位孔10可优化设计为通孔。
所述托架2中的加热机构7可选用燃气、电力、或者其他可行的加热方式，本发明优选以天燃气为能源的加热方式，图5所示为燃气加热机构7的结构示意图，燃气主管道12输送燃气进入加热机构7，进入所述托架2后主管道12分成若干个支管道13，支管道13的具体数目根据所述热芯盒1的尺寸大小确定，支管道13之间的距离一般在10～15厘米，在每个只管道13上设有若干个燃点14，同一支管道的相邻两个燃点之间的距离为5～7厘米。
所述热芯盒1和铸字模3均是由铸铁件制成，以提高热芯盒1的导热系数，提高加热效率。
一种应用所述覆膜砂铸字砂芯制作装置制作覆膜砂铸字砂芯的方法，包括下述步骤：
步骤1、配制铸字覆膜砂：所述铸字覆膜砂由原砂、酚醛树脂、乌洛托品和硬脂酸钙组成，各组成按重量百分比的比例为，原砂96.5～97.5%、酚醛树脂2.0～3.5%、乌洛托品0.3～0.5%、硬脂酸钙0.15～0.2%；其中，所述原砂优选为硅砂，以粒度70～140目为佳。
步骤2、制作覆膜砂铸字砂芯：使用覆膜砂铸字砂芯制作装置制作所述覆膜砂铸字砂芯；首先将铸字模3置于热芯盒1的底部，将铸字模3底部的定位销11插入铸字模镶嵌凹槽5中的定位孔10内，将铸字模3固定定位，使铸字基块8紧密填充在铸字模镶嵌凹槽5中，若干个铸字模3组合排列将铸字模镶嵌凹槽5全部填满；然后将所述热芯盒1放置于所述支架6上，用所述加热机构7对所述热芯盒1进行加热；当加热温度达到160～180℃时，将步骤1配制的铸字覆膜砂倒入热芯盒1内，将热芯盒容腔20完全填满，之后将热芯盒1顶部砂面刮平，持续加热所述热芯盒1；
步骤3、覆膜砂铸字砂芯的硬化：控制加热速度稳定，将热芯盒1加热到220～300℃，保热20～60秒钟，使覆膜砂铸字砂芯完全硬化，起吊所述覆膜砂铸字砂芯，同时去除并清理铸字模3备用，完成覆膜砂铸字砂芯的制作。
采用以上述方法制作的铸字覆膜砂芯可达到下述性能指标：常温抗弯强度6.0～8.0MPa，常温抗拉强度3.5～6.0MPa，热态抗弯强度2.5～4.0MPa，发气量＜14毫升/克，满足生产需要。
本发明提供一种覆膜砂铸字砂芯的制作装置以及使用所述装置制作覆膜砂铸字砂芯的方法，在铸件铸字砂芯制作生产中，实现了用覆膜砂加热硬化工艺取代酯硬化水玻璃砂自硬化工艺，具有下述有益效果：一是显著缩短了砂芯硬化时间，克服了原工艺自然硬化耗时过长难以满足生产需求的问题，减少了制作工时，提高了生产效率；二是用热起模工艺取代冷起模工艺，使铸字表面光洁度得到明显改善，提高了铸字砂芯成型率和工件铸字的成型质量；三是工艺过程稳定，操作易于控制，避免了原工艺砂芯硬化不充分造成砂芯粘砂、或者硬化过度所造成砂芯破损等现象，提高了砂芯成型质量；四是简化了工艺过程，使工装、装置可循环使用，能够降低生产消耗，节约制作成本。
附图说明
图1、覆膜砂铸字砂芯制作装置。
图2、热芯盒主视图。
图3、热芯盒俯视图。
图4、燃气加热机构主视图。
图5、燃气加热机构俯视图。
具体实施例
下面结合优化技术方案，参照附图对本发明作进一步描述。
如图3所示，所述覆膜砂铸字砂芯制作装置，由热芯盒1、托架2和铸字模3组成；所述热芯盒1是底面为平面4的箱体结构，底面4上设有铸字模镶嵌凹槽5，所述铸字模镶嵌凹槽5中的定位孔10为通孔；所述托架2由热芯盒支架6和加热机构7组成，所述加热机构7采用天燃气加热结构，天燃气主管道12进入所述托架2后分成两个支管道13，在只管道13上每隔2厘米设置一个燃点14；所述铸字模3包括有铸字基块8和铸字体9，所述铸字基块8的厚度与所述铸字模镶嵌凹槽5的深度相同，所述铸字基块8下部设有定位销11。此外，所述热芯盒1和铸字模3均是由铸铁件制成。
利用所述覆膜砂铸字砂芯制作装置制作覆膜砂铸字砂芯的方法，制作过程如下：
1）检查热芯盒1使用状态、液化气通道12及使用安全性，配制（配置）热芯盒覆膜砂，所述铸字覆膜砂由硅砂、酚醛树脂、乌洛托品和硬脂酸钙组成；所述各组分按照重量百分比的构成比例为：硅砂96.85%、酚醛树脂2.52%、乌洛托品0.45%、硬脂酸钙0.18%；
2）将铸字模3置于热芯盒1的底部，将铸字模3底部的定位销11插入铸字模镶嵌凹槽5中的定位孔10内，将铸字模3固定定位，使铸字基块8紧密填充在铸字模镶嵌凹槽5中，若干个铸字模3组合排列将铸字模镶嵌凹槽5全部填满；
3）开通天然气管道12，点燃管道燃点14，将所述热芯盒1放置于所述支架6上加热；
4）当加热温度达到170℃时，将所述铸字覆膜砂倒入热芯盒1内将热芯盒容腔20全部填满，之后将热芯盒顶面刮平，持续加热；
5）控制加热速度稳定，将热芯盒1加热到250℃，并在250℃左右保温30秒钟，然后起吊砂芯起模，同时将铸字模3取出，冷却后准备下轮制作。

Claims (7)

1.一种制作覆膜砂铸字砂芯的方法，其特征在于，使用一种覆膜砂铸字砂芯制作装置，所述一种覆膜砂铸字砂芯制作装置由热芯盒（1）、托架（2）和铸字模（3）组成；所述热芯盒是底面（4）为平面的箱体结构，所述底面（4）上设有铸字模镶嵌凹槽（5）；所述托架（2）由热芯盒支架（6）和加热机构（7）组成；所述铸字模（3）包括有铸字基块（8）和铸字体（9），所述铸字基块（8）的厚度与所述铸字模镶嵌凹槽（5）的深度相同；在所述铸字模镶嵌凹槽（5）中开设有定位孔（10），在所述铸字基块（8）的下部设置有定位销（11），所述定位孔（10）与所述定位销（11）相互对应配合，组成铸字模块定位机构；
包括下述步骤：
步骤1、配制铸字覆膜砂：所述覆膜砂由原砂、酚醛树脂、乌洛托品和硬脂酸钙组成，按重量百分比的组分比例为，原砂96.5～97.5%、酚醛树脂2.0～3.5%、乌洛托品0.3～0.5%、硬脂酸钙0.15～0.2%；
步骤2、覆膜砂铸字砂芯的制形：使用所述的覆膜砂铸字砂芯制作装置制作，首先将铸字模（3）置于热芯盒（1）的底部，将所述铸字模（3）底部的定位销（11）插入铸字模镶嵌凹槽（5）中的定位孔（10）内，将铸字模（3）固定定位，使铸字基块（8）紧密填充在铸字模镶嵌凹槽（5）中，若干个铸字模（3）组合排列将铸字模镶嵌凹槽（5）全部填满；然后将所述热芯盒（1）放置于所述支架（6）上，用所述加热机构（7）对所述热芯盒（1）进行加热；当加热温度达到160～180℃时，将步骤1配制的铸字覆膜砂倒入热芯盒（1）内，将热芯盒容腔（20）完全填满，之后将热芯盒（1）顶部砂面刮平，持续加热所述热芯盒（1）；
步骤3、覆膜砂铸字砂芯的硬化：控制加热速度稳定，将热芯盒（1）加热到220～300℃，保温20～60秒钟，然后起吊所述覆膜砂铸字砂芯，去除并清理铸字模（3），完成铸字砂芯的制作。
2.如权利要求1所述的一种制作覆膜砂铸字砂芯的方法，其特征在于：使用的所述一种覆膜砂铸字砂芯制作装置中，开设于所述铸字模镶嵌凹槽（5）中的定位孔（10）为通孔。
3.如权利要求1所述的一种制作覆膜砂铸字砂芯的方法，其特征在于：使用的所述一种覆膜砂铸字砂芯制作装置中，所述加热机构（7）为燃气加热结构，燃气主管道（12）进入所述托架（2）后分成若干个支管道（13），在每个支管道上设有若干个燃点（14）。
4.如权利要求1所述的一种制作覆膜砂铸字砂芯的方法，其特征在于：使用的所述一种覆膜砂铸字砂芯制作装置中，所述热芯盒（1）和铸字模（3）均是由铸铁件制成。
5.如权利要求1至4任一项所述的一种制作覆膜砂铸字砂芯的方法，其特征在于：所述的原砂为硅砂，粒度为70～140目。
6.如权利要求1至4任一项所述的一种制作覆膜砂铸字砂芯的方法，其特征在于：步骤1所述的铸字覆膜砂按重量百分比的组分比例为，硅砂96.85%、酚醛树脂2.52%、乌洛托品0.45%、硬脂酸钙0.18%。
7.如权利要求1至4任一项所述的一种制作覆膜砂铸字砂芯的方法，其特征在于：步骤3所述的加热温度为250℃，保温时间为30秒钟。
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