CN107716852B - 一种abs齿圈冷芯盒及其制芯方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种ABS齿圈冷芯盒及制芯方法，具体涉及一种ABS齿圈制芯冷芯盒，本发明公开了一种ABS齿圈冷芯盒，包括上芯盒和下芯盒，每个冷芯盒有四个砂芯，上芯盒上每个砂芯均设有射砂口，所述下芯盒上每个砂芯均设置有ABS齿圈模，当上下芯盒闭合时射砂口位于ABS齿圈模的正上方，所述上芯盒上设置有排气孔，下芯盒上设置有推出孔。提高生产效率，生产效率比原来提高4倍。砂芯无排放射砂口位置形状的改变，不但利于砂芯的充实度，而且这种射砂口无需人工修复，真正做到了低成本、高环保。
Description
技术领域
本发明涉及铸造砂模领域，具体涉及一种ABS齿圈制芯冷芯盒及其制芯方法。
背景技术
许多大型刹车盘在中孔位置需要铸出ABS防抱死齿圈，这些细小的齿圈制芯时需要流动性能比较好的覆膜砂才可以制作，覆膜砂适用于热芯盒，配用设备是热芯机。生产制作时有以下缺点：首先生产效率低、制芯成本高：热芯盒安装到热芯机，需要在热芯盒上安装10根以上1000瓦电热管加热，一般加热时间30分钟以上，温度达到230摄氏度以上才能工作，是利用芯盒的热量把覆膜砂加热固化，而且受设备限制每合模一次只能制芯一件。其次排放浪费：每件砂芯都有一个射砂口，这个位置需要人工修掉后砂芯才可以使用，修掉后的射砂口按废砂处理，每个射砂口约150克左右。覆膜砂芯在造型、浇注完成后没经过铁水燃烧的一部分，不能够融入造型生产线型砂中代替新砂使用，依靠砂处理筛选出按废砂处理，浪费严重。
冷芯法制芯是正在推广的一种低成本的制芯方案，冷芯砂是由硅砂加一定比例的树脂混制而成，在三乙胺催化作用下瞬间固化的方法，芯盒安装到制芯机后无需等待，可直接生产、制芯。但是由于冷芯砂流动性差，一般芯盒有狭小的位置都出现砂芯充实度不够的现象，ABS齿圈就属于芯盒狭小位置。
并且，在生产中，虽然改进了冷芯盒的构造，但是传统工艺的冷芯砂以及其他制芯方法，往往会出现水分较多，冷芯模刚度较差，或者出现吹气固话时三乙胺过量或不足时出现的强度不均匀的现象。
发明内容
本发明的目的是提供一种ABS齿圈冷芯盒，不仅不需要覆膜砂的热加工工艺，更能解决ABS齿圈处难以充实的问题，并且实现了边角废料再利用，并且提供一种该冷芯盒的制芯方法，使。
为实现上述目的，本发明公开了一种ABS齿圈冷芯盒，包括上芯盒和下芯盒，其特征在于：每个冷芯盒有四个砂芯，所述上芯盒和下芯盒通过设于上芯盒的定位套安装孔、锁紧销安装孔以及设于下芯盒的定位销安装孔和安装孔定位合模，所述上芯盒上每个砂芯均设有射砂口，所述下芯盒上每个砂芯均设置有ABS齿圈模，当上下芯盒闭合时射砂口位于ABS齿圈模的正上方，所述上芯盒上设置有排气孔，下芯盒上设置有推出孔。上芯盒和下芯盒边缘设置有一圈凹槽，其中下芯盒凹槽内固设有密封橡胶垫。
进一步地，其中所述每个砂芯均设有十字对称分布的四个射砂口，所述射砂口位于ABS齿圈模的正上方。
进一步地，其中射砂口的形状为宽度12毫米的圆弧状。
进一步地，其中下芯盒中间设置一圈排气塞，排气塞的数量为9个。
进一步地，其中所述ABS齿圈模的直径在200毫米以内。
进一步地，其中四个砂芯同时通过射砂口射砂制芯。
本发明还公开了一种利用本发明所述的冷芯盒的制芯方法：其特征在于包括如下步骤：
（1）混砂，将石英砂95~98%、气相二氧化硅0.5~1%、酚醛树脂0.1~1%、聚异氰酸酯0.1~1%，硅烷偶联剂KH560 0.1~0.3%，银粉0.1~0.3%放入连续快速混砂机，通过200r/min的速度搅拌混砂1~1.5min,搅拌混砂过程中向砂中喷入有机钛，杜邦生产的牌号为Tyzor TOT的四(2-乙基己醇)钛；
（2）卸沙，将混合好的冷芯砂从混砂机放出，加入射砂机中；
（3）射砂，调节射砂压力，通过射砂口向上下芯盒闭合的冷芯盒中射砂；
（4）固化，通过射砂口吹气，气体为三乙胺的雾化气体和氮气与一氧化碳的混合气；
（5）清洗，向冷芯盒中吹入空气洗涤残余的三乙胺；
（6）开模，冷芯盒，开模顶出冷砂芯。
进一步地，其中所述的酚醛树脂为苯醚型，聚异氰酸酯为4，4’二苯基甲烷二异氰酸酯。
进一步地，其中所述混砂阶段，喷入的有机钛为经过有机溶剂稀释的有机钛稀释液，有机钛与有机溶剂的体积比为1：（5~15），有机溶剂为挥发性强的有机溶剂如丙酮、乙醚。
进一步地，其中所述固化阶段，分三段控制吹气浓度和压力，第一阶段三乙胺雾化气体和氮气的混合物，三乙胺的浓度为5~10%，吹气压力为0.2MPa，第二阶段为三乙胺雾化气体和氮气混合物，三乙胺浓度为3~5%，吹气压力为0.3~0.4MPa，第三阶段为三乙胺雾化气体和氮气与一氧化碳混合物，三乙胺浓度不大于3%，一氧化碳浓度不低于5%，吹气压力为0.4MPa以上。
本发明所公开的ABS齿圈冷芯盒创新改进成功后取得以下优点：提高生产效率：创新成功的芯盒，每盒能够制芯4件，生产效率比原来提高4倍。砂芯无排放：射砂口位置形状的改变，不但利于砂芯的充实度，而且这种射砂口无需人工修复，只要在模型增加一圈空腔就可以了，造型、浇注完成后冷芯能够融入造型生产线型砂中代替新砂使用，真正做到了低成本、高环保。
本发明所公开的冷芯盒的制芯方法，通过有机钛材料的加入，在树脂材料聚合时与其共同形成了十字网状结构，此结构抑制了砂中水含量对冷芯模强度的影响，保证了制芯的强度，而气硅的加入，不仅起到了补强的作用，还与银粉，共同在冷芯模表面起到了润滑以及导流的作用，在ABS齿圈浇铸时，更有利于铁水的引流，有利于后期产品的成型和良品率。而改进后的三段式三乙胺吹气工艺，第一段保证了冷砂模的基础成型，表面光滑无凹陷及波纹，第二段保证了刚性的进一步加强，而第三阶段一氧化碳的加入，占据表面孔隙，防止已经固化的表面受到过量的三乙胺的催化，导致强度下降，起到了保护的作用。
附图说明
图1上芯盒俯视图。
图2上芯盒剖视图。
图3下芯盒俯视图。
图4下芯盒剖视图。
1.砂芯 2.定位套安装孔 3.锁紧销安装孔 4.定位销安装孔 5.安装孔 6.射砂口7.ABS齿圈模 8.排气孔 9.推出孔 10.排气塞。
具体实施方式
实施例一、一种ABS齿圈冷芯盒，包括上芯盒和下芯盒，其特征在于：每个冷芯盒有四个砂芯1，所述上芯盒和下芯盒通过设于上芯盒的定位套安装孔2、锁紧销安装孔3以及设于下芯盒的定位销安装孔4和安装孔5定位合模，所述上芯盒上每个砂芯均设有射砂口6，所述下芯盒上每个砂芯均设置有ABS齿圈模7，当上下芯盒闭合时射砂口6位于ABS齿圈模7的正上方，所述上芯盒上设置有排气孔8，下芯盒上设置有推出孔9。上芯盒和下芯盒边缘设置有一圈凹槽，其中下芯盒凹槽内固设有密封橡胶垫。
实施例二、一种ABS齿圈冷芯盒，包括上芯盒和下芯盒，其特征在于：每个冷芯盒有四个砂芯1，所述上芯盒和下芯盒通过设于上芯盒的定位套安装孔2、锁紧销安装孔3以及设于下芯盒的定位销安装孔4和安装孔5定位合模，所述上芯盒上每个砂芯均设有射砂口6，所述下芯盒上每个砂芯均设置有ABS齿圈模7，当上下芯盒闭合时射砂口6位于ABS齿圈模7的正上方，所述上芯盒上设置有排气孔8，下芯盒上设置有推出孔9。上芯盒和下芯盒边缘设置有一圈凹槽，其中下芯盒凹槽内固设有密封橡胶垫。每个砂芯均设有十字对称分布的四个射砂口，所述射砂口位于ABS齿圈模的正上方。
实施例三、一种ABS齿圈冷芯盒，包括上芯盒和下芯盒，其特征在于：每个冷芯盒有四个砂芯1，所述上芯盒和下芯盒通过设于上芯盒的定位套安装孔2、锁紧销安装孔3以及设于下芯盒的定位销安装孔4和安装孔5定位合模，所述上芯盒上每个砂芯均设有射砂口6，所述下芯盒上每个砂芯均设置有ABS齿圈模7，当上下芯盒闭合时射砂口6位于ABS齿圈模7的正上方，所述上芯盒上设置有排气孔8，下芯盒上设置有推出孔9。上芯盒和下芯盒边缘设置有一圈凹槽，其中下芯盒凹槽内固设有密封橡胶垫。每个砂芯均设有十字对称分布的四个射砂口，所述射砂口位于ABS齿圈模的正上方。射砂口的形状为宽度12毫米的圆弧状。
实施例四、一种ABS齿圈冷芯盒，包括上芯盒和下芯盒，其特征在于：每个冷芯盒有四个砂芯1，所述上芯盒和下芯盒通过设于上芯盒的定位套安装孔2、锁紧销安装孔3以及设于下芯盒的定位销安装孔4和安装孔5定位合模，所述上芯盒上每个砂芯均设有射砂口6，所述下芯盒上每个砂芯均设置有ABS齿圈模7，当上下芯盒闭合时射砂口6位于ABS齿圈模7的正上方，所述上芯盒上设置有排气孔8，下芯盒上设置有推出孔9。上芯盒和下芯盒边缘设置有一圈凹槽，其中下芯盒凹槽内固设有密封橡胶垫。每个砂芯均设有十字对称分布的四个射砂口，所述射砂口位于ABS齿圈模的正上方。射砂口的形状为宽度12毫米的圆弧状。下芯盒中间设置一圈排气塞10，排气塞的数量为9个。
实施例五、一种ABS齿圈冷芯盒，包括上芯盒和下芯盒，其特征在于：每个冷芯盒有四个砂芯1，所述上芯盒和下芯盒通过设于上芯盒的定位套安装孔2、锁紧销安装孔3以及设于下芯盒的定位销安装孔4和安装孔5定位合模，所述上芯盒上每个砂芯均设有射砂口6，所述下芯盒上每个砂芯均设置有ABS齿圈模7，当上下芯盒闭合时射砂口6位于ABS齿圈模7的正上方，所述上芯盒上设置有排气孔8，下芯盒上设置有推出孔9。上芯盒和下芯盒边缘设置有一圈凹槽，其中下芯盒凹槽内固设有密封橡胶垫。每个砂芯均设有十字对称分布的四个射砂口，所述射砂口位于ABS齿圈模的正上方。射砂口的形状为宽度12毫米的圆弧状。下芯盒中间设置一圈排气塞10，排气塞的数量为9个。ABS齿圈模7的直径在200毫米以内。
实施例六、一种ABS齿圈冷芯盒，包括上芯盒和下芯盒，其特征在于：每个冷芯盒有四个砂芯1，所述上芯盒和下芯盒通过设于上芯盒的定位套安装孔2、锁紧销安装孔3以及设于下芯盒的定位销安装孔4和安装孔5定位合模，所述上芯盒上每个砂芯均设有射砂口6，所述下芯盒上每个砂芯均设置有ABS齿圈模7，当上下芯盒闭合时射砂口6位于ABS齿圈模7的正上方，所述上芯盒上设置有排气孔8，下芯盒上设置有推出孔9。上芯盒和下芯盒边缘设置有一圈凹槽，其中下芯盒凹槽内固设有密封橡胶垫。每个砂芯均设有十字对称分布的四个射砂口，所述射砂口位于ABS齿圈模的正上方。射砂口的形状为宽度12毫米的圆弧状。下芯盒中间设置一圈排气塞10，排气塞的数量为9个。ABS齿圈模7的直径在200毫米以内。四个砂芯同时通过射砂口射砂制芯。
接下来通过对比例一以及实施例七和八，进一步对制芯方法进行进一步的解释说明，并通过具体的实施例数据对本发明的效果进行说明。
实施例七、利用本发明所述的冷芯盒的制芯方法：其特征在于包括如下步骤：
（1）混砂，将石英砂95份、气相二氧化硅0.6份、酚醛树脂0.5份、聚异氰酸酯0.6份，硅烷偶联剂KH560 0.1份，银粉0.1份放入连续快速混砂机，通过200r/min的速度搅拌混砂1min,搅拌混砂过程中向砂中喷入有机钛，杜邦生产的牌号为Tyzor TOT的四(2-乙基己醇)钛，TOT通过丙酮稀释，喷洒的TOT量为0.1份，TOT与丙酮的稀释比例为1:10；
（2）卸沙，将混合好的冷芯砂从混砂机放出，加入射砂机中；
（3）射砂，调节射砂压力，通过射砂口向上下芯盒闭合的冷芯盒中射砂；
（4）固化，通过射砂口吹气，气体为三乙胺的雾化气体和氮气与一氧化碳的混合气，分三段控制吹气浓度和压力，第一阶段三乙胺雾化气体和氮气的混合物，三乙胺的浓度为,6%，吹气压力为0.2MPa，第二阶段为三乙胺雾化气体和氮气混合物，三乙胺浓度为4%，吹气压力为0.4MPa，第三阶段为三乙胺雾化气体和氮气与一氧化碳混合物，三乙胺浓度2%，一氧化碳浓度8%，吹气压力为0.5MPa；
（5）清洗，向冷芯盒中吹入干燥空气洗涤残余的三乙胺；
（6）开模，冷芯盒，开模顶出冷砂芯。
实施例八、利用本发明所述的冷芯盒的制芯方法：其特征在于包括如下步骤：
（1）混砂，将石英砂96份、气相二氧化硅0.8份、酚醛树脂0.8份、聚异氰酸酯0.8份，硅烷偶联剂KH560 0.2份，银粉0.1份放入连续快速混砂机，通过200r/min的速度搅拌混砂1.2min,搅拌混砂过程中向砂中喷入有机钛，杜邦生产的牌号为Tyzor TOT的四(2-乙基己醇)钛，TOT通过丙酮稀释，喷洒的TOT量为0.1份，TOT与丙酮的稀释比例为1:10；
（2）卸沙，将混合好的冷芯砂从混砂机放出，加入射砂机中；
（3）射砂，调节射砂压力，通过射砂口向上下芯盒闭合的冷芯盒中射砂；
（4）固化，通过射砂口吹气，气体为三乙胺的雾化气体和氮气与一氧化碳的混合气，分三段控制吹气浓度和压力，第一阶段三乙胺雾化气体和氮气的混合物，三乙胺的浓度为,6%，吹气压力为0.2MPa，第二阶段为三乙胺雾化气体和氮气混合物，三乙胺浓度为4%，吹气压力为0.4MPa，第三阶段为三乙胺雾化气体和氮气与一氧化碳混合物，三乙胺浓度2%，一氧化碳浓度8%，吹气压力为0.5MPa；
（5）清洗，向冷芯盒中吹入干燥空气洗涤残余的三乙胺；
（6）开模，冷芯盒，开模顶出冷砂芯。
对比例一、利用本发明所述的冷芯盒的普通制芯方法：其特征在于包括如下步骤：
（1）混砂，将石英砂95份、酚醛树脂0.5份、聚异氰酸酯0.6份，放入连续快速混砂机，通过200r/min的速度搅拌混砂1min；
（2）卸沙，将混合好的冷芯砂从混砂机放出，加入射砂机中；
（3）射砂，调节射砂压力，通过射砂口向上下芯盒闭合的冷芯盒中射砂；
（4）固化，通过射砂口吹气，气体为三乙胺的雾化气体和空气混合气
（5）清洗，向冷芯盒中吹入干燥空气洗涤残余的三乙胺；
（6）开模，冷芯盒，开模顶出冷砂芯。
将对比例一以及实施例七和八，所制得的冷芯模进行对比，由于冷芯盒的设计，所以以上实施例所制成的冷芯模均不存在充实度不足的情况，但对比例一的冷芯表面存在明显的波纹状，而实施例七和八表面均匀且光滑，并且实施例七和八的结构强度均大于对比例一，将砂芯用外力破坏后，对比例一的断面发白，证明存在固化不彻底或者三乙胺过量的情形，通过将上述冷芯模进行ABS齿圈浇铸，对比例一出现了ABS齿圈铁水引流不充分的现象，而同样的浇铸条件，实施例七和八的ABS齿圈浇铸均合格。
Claims (3)
1.一种冷芯盒的制芯方法，使用ABS齿圈冷芯盒，包括上芯盒和下芯盒，每个冷芯盒有四个砂芯（1），所述上芯盒和下芯盒通过设于上芯盒的定位套安装孔（2）、锁紧销安装孔（3）以及设于下芯盒的定位销安装孔（4）和安装孔（5）定位合模，所述上芯盒上每个砂芯均设有射砂口（6），所述下芯盒上每个砂芯均设置有ABS齿圈模（7），当上下芯盒闭合时射砂口（6）位于ABS齿圈模（7）的正上方，所述上芯盒上设置有排气孔（8），下芯盒上设置有推出孔（9）；其特征在于，包括如下步骤：
（1）混砂，将石英砂95~98%、气相二氧化硅0.5~1%、酚醛树脂0.1~1%、聚异氰酸酯0.1~1%，硅烷偶联剂KH560 0.1~0.3%，银粉0.1~0.3%放入连续快速混砂机，通过200r/min的速度搅拌混砂1~1.5min,搅拌混砂过程中向砂中喷入有机钛，杜邦生产的牌号为Tyzor TOT的四(2-乙基己醇)钛；
（2）卸沙，将混合好的冷芯砂从混砂机放出，加入射砂机中；
（3）射砂，调节射砂压力，通过射砂口向上下芯盒闭合的冷芯盒中射砂；
（4）固化，通过射砂口吹气，气体为三乙胺的雾化气体和氮气与一氧化碳的混合气；固化阶段，分三段控制吹气浓度和压力，第一阶段三乙胺雾化气体和氮气的混合物，三乙胺的浓度为5~10%，吹气压力为0.2MPa，第二阶段为三乙胺雾化气体和氮气混合物，三乙胺浓度为3~5%，吹气压力为0.3~0.4MPa，第三阶段为三乙胺雾化气体和氮气与一氧化碳混合物，三乙胺浓度不大于3%，一氧化碳浓度不低于5%，吹气压力为0.4MPa以上；
（5）清洗，向冷芯盒中吹入空气洗涤残余的三乙胺；
（6）开模，冷芯盒，开模顶出冷砂芯。
2.根据权利要求1所述的一种冷芯盒的制芯方法，其特征在于：所述的酚醛树脂为苯醚型，聚异氰酸酯为4，4’二苯基甲烷二异氰酸酯。
3.根据权利要求1所述的一种冷芯盒的制芯方法，其特征在于：所述混砂阶段，喷入的有机钛为经过有机溶剂稀释的有机钛稀释液，有机钛与有机溶剂的体积比为1：（5~15），有机溶剂为挥发性强的有机溶剂丙酮或乙醚。
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