CN109732045A - 一种型芯及其制造方法和使用方法 - Google Patents

Abstract

一种型芯及其制造方法和使用方法，本发明的技术方案是：一种型芯，型芯包括型腔和型芯本体，型芯本体内设置有冷却排气通路，冷却排气通路与外界连通，冷却排气通路与型腔不连通。本发明还提供了一种型芯的制造方法包括使用3D打印的方法打印出型芯，或预埋支撑架在模具中，接着填砂造型，获得设置有支撑件的型芯；芯的使用方法包括制造型芯，在型腔浇注过程中，在冷却排气通路内或支撑件内通入压缩空气或氮气。本发明方法操作难度低，制造成本低，可显著降低铸件粘砂及气孔缺陷。

Description

一种型芯及其制造方法和使用方法

技术领域

本发明涉及一种铸造砂芯技术领域，主要涉及一种型芯及其制造方法和使用方法。

背景技术

现有铸造技术中制造型芯时使用有机粘接剂还是无机粘接剂,铸件均会出现气孔、粘砂等缺陷，产生此类缺陷除了浇注方面的原因外，型芯排气差以及砂芯散热不佳是导致缺陷的主要原因。现有技术中常用如下几种方法提高砂芯透气效果：降低粘接剂用量、增大砂子粒度、型芯表面扎透气眼等。其中降低粘接剂用量和增大砂子粒度可以明显提高砂芯透气效果，但是降低粘接剂用量，型芯强度降低，容易产生夹砂等缺陷；增大砂子粒度透气性也可显著提高，但是型芯表面质量会变差，影响铸件外观质量；型芯表面扎透气眼对型芯排气起到明显效果，但对于一些热节较大较多或者铸件壁厚较大的铸件，效果明显降低。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的缺陷，提供了一种型芯及其制造方法和使用方法。

本发明的技术方案是：一种型芯，所述型芯包括型腔和型芯本体，所述型芯本体内设置有冷却排气通路，所述冷却排气通路与外界连通，所述冷却排气通路与所述型腔不连通。

在其中一个实施例中，所述型芯还包括支撑件，所述支撑件设置在所述冷却排气通路中，所述支撑件外壁与所述冷却排气通路内壁接触。

在其中一个实施例中，所述支撑件包括芯管和弹簧，所述弹簧嵌入所述芯管中，所述弹簧的硬度大于所述芯管的硬度；且所述弹簧具有良好的可塑性和支撑强度；所述弹簧作为气流通道，保证制造型芯时进行埋砂操作时不会发生严重变形，影响排气效率。

在其中一个实施例中，所述芯管的内径大于所述弹簧的外径，便于所述弹簧嵌入所述芯管中。

在其中一个实施例中，所述芯管为透气性材料制成，所述芯管具有良好的柔韧性、耐高温性及燃烧后低发气量特性，其作用是进行填砂操作时阻隔砂子进入弹簧内部，阻塞排气通道；且浇注铸件时燃烧的气体和热量通过所述芯管的孔隙进入至排气通道中排出。

在其中一个实施例中，所述弹簧的节距大于或等于5mm，且内径大于或等于3mm，增加透气及排气效率，增加排气芯管的使用效果。

在其中一个实施例中，所述芯管外壁与所述型腔壁之间的距离大于或等于40mm，即所述支撑件可以布置在距离所述型腔较近的位置区域，起到冷铁的作用。

本发明还提供了一种型芯的制造方法，在其中一个实施例中，所述制造方法包括使用3D打印的方法打印出所述型芯，即该型芯包括型腔和型芯本体，所述型芯本体内设置有冷却排气通路，所述冷却排气通路与外界连通，所述冷却排气通路与所述型腔不连通。其中使用3D打印的所述型芯中所述冷却排气通路为直通或者长度较短的通路，便于吹出所述冷却排气通路内的砂子，使得通气或排气顺畅。

在其中一个实施例中，所述型芯的制造方法包括，将所述支撑件预埋在模具中，接着填砂造型，获得设置有支撑件的型芯，即上述其中一个实施例所述的型芯。

本发明还提供了一种型芯的使用方法，所述方法包括制造实施例中任意一项所述的型芯，在型腔浇注过程中，在所述冷却排气通路内或支撑件内通入压缩空气或氮气。

由上述技术方案可知，本发明的技术方案是一种型芯及其制造方法和使用方法；提供一种型芯，所述型芯的冷却排气通路中设置有支撑件，支撑件包括芯管和弹簧，弹簧嵌入芯管中，其中芯管为透气性材料制成，使得型芯排气效果显著；且弹簧具有良好的可塑性和支撑强度，保证制造型芯时进行埋砂操作时不会发生严重变形，增加排气芯管的强度，使排气芯管不会由于折弯角度大造成堵塞，影响排气效率，且使得排气芯管可以准确定位。

本发明针对冷却排气通路为直通或者长度较短的型芯，采用3D打印的方法打印成型，操作简单并节约成本，缩短生产周期；在使用型芯时需将冷却排气通路中的砂子吹出，使得冷却排气通路通气或排气顺畅。

本发明的型芯使用方法是，在型腔浇注过程中，在所述冷却排气通路内或支撑件内通入压缩空气或氮气，流通的压缩空气或氮气在冷却排气通路附近形成低压区，浇注时快速的带走冷却排气通路附近的燃烧气体和热量，降低型芯温度，且熔融液体遇到低温型芯时温度迅速降低，表面结壳凝固形成表层阻隔区，防止气体、砂子等有害元素进入铸件中。其中一实施例中由于芯管中嵌入起支撑作用的弹簧，获得强度较高的支撑件，且冷却排气通路中通入压缩空气或氮气，使得支撑件可以布置在距离型腔较近的位置区域，即芯管外壁与型腔壁之间的距离大于或等于40mm的区域范围，起到冷铁的作用，对于对组织性能敏感的铸件，可以有效解决冷铁对铸件组织性能的影响。型芯中设置的置有支撑件的连通的冷却排气通路起到芯骨的作用，提高型芯强度，间接地使用冷却排气通路降低粘结剂使用量，进一步降低浇注时产生的发气量，减少气孔缺陷。

本发明提供的方法与现有技术中型芯冷却排气方法相比，本发明方法对于铸造中常规型芯工艺均适用，如呋喃树脂、酚醛树脂、冷热芯盒型芯等，通过简单模具修改都可以使用；对于3DP方法快速成形的型芯，通过工艺预留出冷却排气通道的填埋区实现；针对由于打印结构原因无法放置冷铁的产品，使用效果更佳明显。

综上本发明方法操作难度低，制造成本低，可显著降低铸件粘砂及气孔缺陷。

附图说明

附图1是一实施例的型芯的局部剖面结构示意图；

附图2是一实施例的支撑件的局部剖面结构示意图；

附图3是一实施例的型芯包括支撑件的局部剖面结构示意图；

图中:100-型芯；110-型腔；120-型芯本体；121-冷却排气通路；130-支撑件；131-芯管；132-弹簧。

具体实施方式

结合本发明的附图，对发明实施例的一个技术方案做进一步的详细阐述。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“嵌入”、“设置”、“连通”等术语应做广义理解，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一：

本实施例提供一种型芯100，请参照附图1所示，包括型腔110和型芯本体120，型芯本体120内设置有冷却排气通路121，冷却排气通路121与外界连通，冷却排气通路121与型腔110不连通。

型芯100的制造方法包括：使用3D打印的方法打印出上述型芯100。

型芯100的使用方法包括：采用3D打印方法制造砂芯，型腔110浇注前，将型芯100的冷却排气通路121中的砂子吹出，使得冷却排气通路121通气或排气顺畅；在型腔110浇注过程中，在冷却排气通路121内通入压缩空气或氮气。

需要说明的是，本实施例提供的型芯100的制造方法和使用方法，针对冷却排气通路121为直通或者长度较短的型芯100；此类型芯100采用3D打印的方法打印成型，操作简单并节约成本，缩短生产周期。

实施例二：

本实施例提供一种型芯100，请参照附图1所示，包括型腔110和型芯本体120，型芯本体120内设置有冷却排气通路121，冷却排气通路121与外界连通，冷却排气通路121与型腔110不连通。

具体地，型芯100还包括支撑件130，请参照附图3所示，支撑件130设置在冷却排气通路121中，支撑件130外壁与冷却排气通路121内壁接触。

具体地，请参照附图2所示，支撑件130包括芯管131和弹簧132，弹簧132嵌入芯管131中，弹簧132的硬度大于芯管131的硬度。弹簧132具有良好的可塑性和支撑强度；弹簧132作为气流通道，保证制造型芯100时进行埋砂操作时不会发生严重变形，影响排气效率。

具体地，芯管131的内径大于弹簧132的外径，便于弹簧132嵌入芯管131中。

具体地，芯管131为透气性材料制成，芯管131具有良好的柔韧性、耐高温性及燃烧后低发气量特性，其作用是进行填砂操作时阻隔砂子进入弹簧132内部，阻塞排气通道；且浇注铸件时燃烧的气体和热量通过芯管131的孔隙进入至排气通道中排出。

具体地，弹簧132的节距大于或等于5mm，且内径大于或等于3mm，增加透气及排气效率，增加排气芯管131的使用效果。

具体地，芯管131外壁与型腔110壁之间的距离大于或等于40mm，即支撑件130可以布置在距离型腔110较近的位置区域，起到冷铁的作用。

型芯100的制造方法包括：将支撑件130预埋在模具中，接着填砂造型，获得设置有支撑件130的型芯100。

型芯100的使用方法包括：制造置有支撑件130的型芯100，在型腔110浇注过程中，在支撑件130内通入压缩空气或氮气。

需要说明的是，本实施例提供的型芯100的冷却排气通路121中设置有支撑件130，支撑件130包括芯管131和弹簧132，弹簧132嵌入芯管131中，其中芯管131为透气性材料制成，使得型芯100排气效果显著；且弹簧132具有良好的可塑性和支撑强度，保证制造型芯100时进行埋砂操作时不会发生严重变形，增加排气芯管131的强度，使排气芯管131不会由于折弯角度大造成堵塞，影响排气效率，且使得排气芯管131可以准确定位。

本实施例提供的型芯100由于芯管131中嵌入起支撑作用的弹簧132，获得强度较高的支撑件130，且冷却排气通路121中通入压缩空气或氮气，使得支撑件130可以布置在距离型腔110较近的位置区域，即芯管131外壁与型腔110壁之间的距离大于或等于40mm的区域范围，起到冷铁的作用，对于对组织性能敏感的铸件，可以有效解决冷铁对铸件组织性能的影响。型芯100中设置的置有支撑件130的连通的冷却排气通路121起到芯骨的作用，提高型芯100强度，间接地使用冷却排气通路121降低粘结剂使用量，进一步降低浇注时产生的发气量，减少气孔缺陷。

本发明提供的型芯100的使用方法是，在型腔110浇注过程中，在冷却排气通路121内或支撑件130内通入压缩空气或氮气，流通的压缩空气或氮气在冷却排气通路121附近形成低压区，浇注时快速的带走冷却排气通路121附近的燃烧气体和热量，降低型芯100温度，且熔融液体遇到低温型芯100时温度迅速降低，表面结壳凝固形成表层阻隔区，防止气体、砂子等有害元素进入铸件中。

综上技术方案，本发明方法对于铸造中常规型芯工艺均适用，如呋喃树脂、酚醛树脂、冷热芯盒型芯等，通过简单模具修改都可以使用；对于3DP方法快速成形的型芯，通过工艺预留出冷却排气通道的填埋区实现；针对由于打印结构原因无法放置冷铁的产品，使用效果更佳明显；且本发明方法操作难度低，制造成本低，可显著降低铸件粘砂及气孔缺陷。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种型芯，其特征在于，所述型芯包括型腔和型芯本体，所述型芯本体内设置有冷却排气通路，所述冷却排气通路与外界连通，所述冷却排气通路与所述型腔不连通。

2.根据权利要求1所述的型芯，其特征在于，所述型芯还包括支撑件，所述支撑件设置在所述冷却排气通路中，所述支撑件外壁与所述冷却排气通路内壁接触。

3.根据权利要求2所述的型芯，其特征在于，所述支撑件包括芯管和弹簧，所述弹簧嵌入所述芯管中，所述弹簧的硬度大于所述芯管的硬度。

4.根据权利要求3所述的型芯，其特征在于，所述芯管的内径大于所述弹簧的外径。

5.根据权利要求3所述的型芯，其特征在于，所述芯管为透气性材料制成。

6.根据权利要求3所述的型芯，其特征在于，所述弹簧的节距大于或等于5mm，且内径大于或等于3mm。

7.根据权利要求3所述的型芯，其特征在于，所述芯管外壁与所述型腔壁之间的距离大于或等于40mm。

8.一种型芯的制造方法，其特征在于，所述方法包括，使用3D打印的方法打印出如权利要求1所述的型芯，即该型芯包括型腔和型芯本体，所述型芯本体内设置有冷却排气通路，所述冷却排气通路与外界连通，所述冷却排气通路与所述型腔不连通。

9.一种型芯的制造方法，其特征在于，所述方法包括，将权利要求2所述的支撑件预埋在模具中，接着填砂造型，获得设置有支撑件的型芯，即权利要求2至7所述的型芯。

10.一种型芯的使用方法，其特征在于，所述方法包括，制造权利要求1至7中任意一项所述的型芯，在型腔浇注过程中，在所述冷却排气通路内或支撑件内通入压缩空气或氮气。