CN107614155B - 型芯排出装置和型芯排出方法 - Google Patents

Abstract

通过向铸造成形品毛坯中的、由含有水玻璃的粘合剂造形成的砂芯供给冷却后的加湿气体，使砂芯的强度降低。

Description

型芯排出装置和型芯排出方法

技术领域

本发明涉及型芯排出装置和型芯排出方法，更详细而言，涉及容易地破坏铸造成形品毛坯内的型芯的型芯排出装置和型芯排出方法。

背景技术

在空心品等的铸造中，将利用粘合剂使铸砂坚硬而成的砂芯设置于模具内，并供给金属熔液，该金属熔液一凝固，就从模具取出铸造成形品毛坯，通过施加冲击力，使铸造成形品毛坯内的砂芯破坏而排出。

作为使上述铸砂坚硬的粘合剂，公知有使用了酚醛树脂等的有机粘合剂、使用了水玻璃的无机粘合剂。

如上所述，在对铸造成形品毛坯施加冲击力而使砂芯破坏的方法中，通过反复施加冲击力，砂芯被破坏而被从排砂口逐渐排出。不过，为了砂芯的排出，需要施加预定以上的冲击力。此外，当残留于铸造成形品毛坯内的铸砂的密度随着铸砂的排出而降低时，在铸造成形品毛坯内产生空隙而来自内侧的支承消失，因此，当反复施加恒定的冲击力时，有时铸造成形品塑性变形或被破坏。

在专利文献1的日本国特开平7-314125号公报中，公开有如下内容：在以预定的冲击力对铸造成形品毛坯进行打击并使砂芯崩解了之后，以比该冲击力小的冲击力进行打击而排出铸砂。

另外，在专利文献2的日本国特开平9-174194公报中，公开有如下内容：通过将由含有水玻璃的粘合剂造形成的砂芯在铸造后没入水中，使砂芯崩解。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开平7-314125号公报

专利文献2：日本国特开平9-174194公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，对于在上述专利文献1所记载的内容，当残留于铸造成形品毛坯内的铸砂的密度降低时，隔着铸造成形品毛坯向砂芯传递的冲击力就变弱。

尤其是，在砂芯是使用了有机粘合剂的砂芯的情况下，在与金属熔液接触的表面附近，由于铸造时的热而粘合剂易于热分解、崩解，但树脂残存在砂芯内部而型芯的强度被保持。

因而，难以仅利用冲击力完全地破坏到砂芯的内部并排出，需要施加直到使砂芯中心部的有机粘合剂分解的热。

不过，当为了对上述有机粘合剂进行热分解而以高温进行保持时，特别是气缸盖等薄壁的铸造成形品毛坯，铸造成形品毛坯自身有时就进行热变形。另外，在铸造成形品毛坯是壁厚差较大的毛坯的情况下，有时在冷却时铸造成形品毛坯的温度差变大而产生残余应力，产生裂纹。

另外，对于上述专利文献2所记载的内容，使铸造成形品毛坯没入水中，因此，难以进行冷却速度的调节，特别是在薄壁品的情况下，有时由于残余应力而产生裂纹。另外，型芯排出处理所使用的水成为强碱性，需要中和处理而成本增大。

本发明是鉴于这样的现有技术所具有的问题而做成的，其目的在于提供一种容易地进行砂芯的破坏、并且能够进行残留于铸造成形品毛坯的应力的调节、能够提高成形品的强度的型芯排出装置和型芯排出方法。

用于解决问题的方案

本发明人等为了达成上述目的，进行了深入研究，结果发现如下内容，以至于完成本发明：通过向由含有水玻璃的粘合剂造形成的砂芯供给已附加了湿度的加湿气体，能够使砂芯的强度降低，能够达成上述目的。

即、本发明的型芯排出装置的特征在于，该型芯排出装置具备加湿气体供给装置，该加湿气体供给装置向铸造成形品内的含有粘合剂的砂芯供给加湿气体，该粘合剂含有水玻璃。

另外，本发明的型芯排出方法的特征在于，该型芯排出方法具有加湿气体供给工序，在该加湿气体供给工序中，向铸造成形品内的含有粘合剂的砂芯供给加湿气体，使砂芯的强度降低，该粘合剂含有水玻璃。

发明的效果

根据本发明，向由含有水玻璃的粘合剂造形成的砂芯供给加湿气体，因此，能够使砂芯容易地破坏，并且，能够进行铸造成形品毛坯的冷却速度的调节，抑制残余应力的产生，同时能够利用淬火效果使铸造成形品毛坯的强度提高。

附图说明

图1是表示本发明的型芯排出装置的一个例子的概略图。

具体实施方式

详细地说明本发明的型芯排出装置和型芯排出方法。

本发明使用含有粘合剂的砂芯，该粘合剂含有水玻璃。上述水玻璃具有如下性质：通过减少水分的含量，接近无机玻璃的性质而硬化，通过增多水分的含量，粘度变小而流动。

因而，由含有水玻璃的粘合剂粘结造形成的砂芯在铸造时具有充分的强度。另一方面，在从铸造成形品毛坯排出时，通过赋予水分，水玻璃的粘结力变弱而砂芯的强度降低，以较弱的冲击力、或不对铸造成形品毛坯施加冲击力，就能够破坏砂芯，能够容易地进行排出。

本发明的型芯排出装置具备供给已附加了湿度的高湿的加湿气体的加湿气体供给装置，根据需要，具有回收上述加湿气体的回收装置、冲击装置、激振装置等而成。

＜加湿气体供给装置>

上述加湿气体供给装置用于将被加湿而成为高湿的加湿气体向铸造成形品内的砂芯供给，具备加湿装置、送风装置，根据需要，具备液滴去除装置、供给喷嘴等。

作为上述加湿装置，可以是使水沸腾而产生蒸汽的蒸汽式、使水成为微细的粒子而直接吹出的超声波式、组合这些而成的混合式，或者，使气体通过含有水的多孔质体、水中的气化式中的任一种，但出于热效率的观点考虑，优选是超声波式。

在铸造中，能够利用排热，能够利用高温的气体。

因而，当加湿装置是超声波式时，通过使水的雾与上述高温的气体接触，能够效率良好地加湿，并且，通过利用上述水的雾使高温的加湿气体冷却到所期望的温度，能够使加湿气体中的水蒸气饱和。

作为上述送风装置，能够向砂芯供给上述加湿气体即可，也可以是风扇、鼓风机等任意的形式的送风装置，优选压力比大的送风装置。

通过提高上述加湿气体的风速，能够将水玻璃的粘结力变弱了的铸砂吹飞，使加湿气体到达砂芯内部。此外，无需在后述的、回收高温的气体的回收装置的回收路径设置送风装置，能够防止由热导致的送风装置的故障。

另外，优选上述加湿气体供给装置具备液滴去除装置。若是含有液滴的加湿气体，则有时在砂芯表面附近产生液膜而加湿气体难以到达砂芯内部。通过在向砂芯供给加湿气体之前去除液滴，加湿气体透过到砂芯内部，不仅能够使砂芯的表面的强度、而且也能够使甚至砂芯的内部的强度降低，能够迅速地进行砂芯的破坏。

作为上述液滴去除装置，能够列举除雾器。除雾器由织网构成，该织网由金属、树脂等形成。

当加湿气体伴随着微细的液滴而通过除雾器时，加湿气体自身通过织网的间隙，但液滴与网线的表面接触。于是，由于线的润湿性和毛细管现象，液滴暂时停留于线，但由于表面张力，液滴直径逐渐扩大，由于液滴的自重而从线滴落，液滴被去除。

另外，优选上述加湿气体供给装置具备供给喷嘴。通过使用上述供给喷嘴来供给加湿气体，从而能够进行加湿气体的流量、流速、方向、压力等的调节。

并且，使供给喷嘴朝向铸造成形品毛坯的排砂口方向，供给流速加快后的加湿气体，从而促进砂芯的自我崩解和去除。

由上述加湿气体供给装置供给的加湿气体所含有的水分量也取决于所供给的加湿气体的温度，但优选接近供给时的温度的饱和水蒸气量，优选相对湿度是80％以上。

另外，空气所能够含有的水蒸气量存在极限，温度越高，饱和水蒸气量越多，因此，出于水分供给的观点考虑，优选加湿气体的温度较高。

不过，本发明也对铸造成形品毛坯的冷却速度进行调节，对铸造成形品毛坯进行淬火，根据两者的平衡优选所供给的加湿气体的温度是40℃～100℃，更优选是60℃～80℃。

＜回收装置>

上述回收装置用于对供给到铸造成形品毛坯的加湿气体进行回收，具体而言，用于对被铸造成形品毛坯加热而成为高温的高温气体进行回收，并向上述加湿气体供给装置供给。

上述回收装置具备腔室和将该腔室和上述加湿装置相连的配管等。

上述腔室用于覆盖对铸造成形品毛坯进行加湿气体的供给的处理空间。通过利用上述腔室覆盖处理空间来供给加湿气体，被铸造成形品毛坯加热后的高温气体经由上述配管向上述加湿气体供给装置供给。

通过对回收后的高温的加湿气体再次进行加湿·冷却，能够使加湿气体中的水蒸气饱和。

＜打击装置>

上述打击装置用于对铸造成形品毛坯施加冲击力而使砂芯破坏，能够使用气锤等。在本发明中，由于加湿气体而砂芯的强度降低之外，除此之外，铸造成形品毛坯被加湿气体冷却而收缩，砂芯被压缩而进一步变得易于被破坏。

因而，能够减小对铸造成形品毛坯施加的冲击力，并且，能够使施加打击的时间·次数减少，能够防止由冲击力导致的铸造成形品的变形·破坏，并且，能够降低打击装置的保养费用。

＜激振装置>

上述激振装置用于使铸造成形品毛坯振动，从铸造成形品毛坯的排砂口将破坏后的砂芯排出，其可以是机械式、液压式、电动型中的任一种。

以下，利用实施方式详细地说明本发明，但本发明并不限定于下述实施方式。

将由含有水玻璃的粘合剂造形成的砂芯设置于模具，并向上述模具内供给金属熔液。金属熔液一凝固，就将铸造成形品毛坯1从模具取出，将铸造成形品毛坯1置于排出型芯的处理空间2内。此时的铸造成形品毛坯的温度是350℃～500℃左右。

如图1所示，上述处理空间2由腔室3覆盖，在该腔室3内向铸造成形品毛坯1供给加湿气体4而使砂芯5的强度降低。

也可以是，将多个铸造成形品毛坯1置于上述处理空间2，并行地向多台供给加湿气体4。加湿气体4所含有的水蒸气量存在极限，因此，直到砂芯5的强度充分降低为止有时花费时间，通过同时进行多台处理，能够效率良好地排出砂芯5。

上述加湿气体4由加湿气体供给装置6的加湿装置7生成。加湿装置7向所供给的高温空气8中喷射水的雾9而对高温空气8进行加湿，并且冷却到40℃～100℃。冷却后的加湿气体4经由除雾器10而被去除水滴。之后，加湿气体4被送风装置11赋予动能，经由供给喷嘴12向处理空间2内的铸造成形品毛坯1供给。

供给到铸造成形品毛坯1的加湿气体4向砂芯5供给水分而使砂芯5的强度降低，另一方面，该加湿气体4被铸造成形品毛坯1加热。加热后的高温空气8被回收装置13向加湿气体供给装置6的加湿装置7供给，再次被加湿而向铸造成形品毛坯1供给。

上述砂芯5因被加湿气体4供给水分而强度降低。此外，铸造成形品毛坯1被冷却到能够施加冲击力的温度，因此，能够利用未图示的打击装置，迅速地施加冲击力。破坏后的砂芯5利用由未图示的激振装置产生的振动而从铸造成形品毛坯1排出。

本发明的型芯排出装置和型芯排出方法能够恰当地使用于铝合金制的气缸盖等薄且复杂的形状的铸件产品。

附图标记说明

1、铸造成形品毛坯；2、处理空间；3、腔室；4、加湿气体；5、砂芯；6、加湿气体供给装置；7、加湿装置；8、高温空气；9、雾；10、除雾器；11、送风装置；12、供给喷嘴；13、回收装置。

Claims (6)

1.一种型芯排出装置，其从铸造成形品毛坯排出型芯，其特征在于，

上述型芯是含有粘合剂的砂芯，该粘合剂含有水玻璃，

该型芯排出装置具备：

加湿气体供给装置，该加湿气体供给装置向上述铸造成形品内的砂芯供给已附加了湿度的加湿气体，以及

液滴去除装置，该液滴去除装置配置为在向上述砂芯供给上述加湿气体前从该加湿气体去除液滴。

2.根据权利要求1所述的型芯排出装置，其特征在于，

上述加湿气体的温度是40℃～100℃。

3.根据权利要求1或2所述的型芯排出装置，其特征在于，

该型芯排出装置具备回收装置，该回收装置对供给到砂芯的上述加湿气体进行回收，并向上述加湿气体供给装置供给上述加湿气体。

4.一种型芯排出方法，从铸造成形品毛坯排出型芯，其特征在于，

上述型芯是含有粘合剂的砂芯，该粘合剂含有水玻璃，

该型芯排出方法具有：

加湿气体供给工序，在该加湿气体供给工序中，向上述铸造成形品内的砂芯供给已附加了湿度的加湿气体，以及

液滴去除工序，在该液滴去除工序中，在向上述砂芯供给上述加湿气体前从上述加湿气体去除液滴。

5.根据权利要求4所述的型芯排出方法，其特征在于，

上述加湿气体的温度是40℃～100℃。

6.根据权利要求4或5所述的型芯排出方法，其特征在于，

该型芯排出方法具有对供给到砂芯的上述加湿气体进行回收的回收工序，并在上述加湿气体供给工序中使用所回收的上述加湿气体。

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