CN111054888A - 一种利用局部消失模铸造支架的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用局部消失模铸造支架的方法，涉及铸造领域，包括以下步骤：步骤一：制作消失模。步骤二：冒口套与消失模粘接；步骤三：制芯，砂芯采用自硬树脂砂。制芯时将冒口套及消失模定位后舂实芯砂；制芯后清理消失模裸面附砂；步骤四：将做好的砂芯(包含冒口套、消失模)放置在砂型中进行埋砂造型，为防止呛火，冒口套顶部制作排气孔，位于冒口套上方的铸型扎透若干气眼以通大气。步骤五：对已做好的砂型进行浇注，局部消失模随即热解“消失”形成的空腔被金属液充满，最终获得完整铸件。本发明融合了砂型和消失模两种铸造方法的优点，简化了造型操作，节约了铸造成本。

Description

一种利用局部消失模铸造支架的方法
技术领域
本发明涉及铸造技术领域，尤其涉及一种利用局部消失模铸造支架的方法。
背景技术
铸造是一种液态金属成型的方法。在各种铸造方法中，用的最普遍的是砂型铸造。因为砂型铸造对铸件形状、尺寸、重量、合金种类、生产批量等几乎没有限制，占铸件铸造方法的大约70％以上。根据铸件结构特点，在造型方式上砂型铸造一般为两箱造型、三箱造型或多箱造型。分型是为了造型时拔模或取模，对于局部不能在分型方向上直接拔模时采取的方式常为使用活块造型或下芯造型，有些铸件则分型困难和繁琐，增加造型成本。
随着铸件要求的提高和科学技术的发展，铸造工作者发明了许多新的铸造方法，这些铸造方法统称为特种铸造方法。有些特种铸造如熔模铸造、消失模铸造是不用取模的，适用于一些形状复杂、分型困难、铸件表面和尺寸精度要求较高的铸件，但生产准备较复杂，一次性投资较高或单件成本较高。
砂型铸造和特种铸造各有利弊，由于它们的生产设备、技术、材料、环境各不相同，所以实际生产中各为所用。长期的铸造实践和经验给我们启示：如将砂型铸造和特种铸造的优点加以结合，某些情况下可以节约制造成本。通过对一些产品实施砂型铸造与消失模铸造相结合的成功案例，表明这是可以实现的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用局部消失模铸造支架的方法，以解决上述背景技术中提出的生产准备较复杂，一次性投资较高或单件成本较高的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种利用局部消失模铸造支架的方法，包括以下步骤：
步骤一：制作模样；
步骤二：冒口套与消失模粘接；
步骤三：砂芯采用自硬树脂砂，制芯时将冒口套及消失模定位后舂实芯砂；制芯后清理消失模裸面附砂；
步骤四：将做好的砂芯(包含冒口套、消失模)放置在砂型中进行埋砂造型，为防止呛火，冒口套顶部制作排气孔，位于冒口套上方的铸型扎透若干气眼以通大气。
步骤五：对已做好的砂型进行浇铸，局部消失模随即热解“消失”形成的空腔被金属液充满，最终获得完整铸件。
进一步的，模样制作为批量小时通过手工制作，方法如下：使用泡沫板、利用垂直式电切割模样机按样板割出模样，三个锥状孔可利用钻头刀具、钻床设备、钻模工装加工出来。
进一步的，模样制作为批量大时定制成型的塑料泡沫模型。
进一步的，铸件外部的直浇道、横浇道及内浇道可使用锤击法或切割法清理。
进一步的，冒口套连接于铸件内孔壁上，使用钻床或车床设备并配作工装，以铸出的锥形孔定位钻头，钻孔后再用手锤击打冒口即可去除。
进一步的，消失模包括本体，本体为圆柱状，本体的外圆周上等角度的固定有三个完全相同的延伸部，每个延伸部下端设有一钻孔。
进一步的，消失模的材料为可发性聚苯乙烯树脂珠粒、可发性甲基丙烯酸甲脂与苯乙烯共聚树脂珠粒。
有益效果：本发明在砂型铸造的基础上，对于局部分型方向上不能脱模的部位使用实模(消失模)以避免活块和砂芯，简化了造型工序。实模可以定制模型或手工制作，实模在浇注过程中被金属液热解“消失”，并占据模型所退出的空间，最终获得完整铸件；本发明融合了砂型和消失模两种铸造方法的优点，简化了造型操作，节约了铸造成本。
附图说明
图1为本发明的砂型剖视图结构示意图；
图2为本发明图1中A-A的剖视结构示意图；
图3为本发明图1中消失模的仰视示意图；
图4为本发明图3中B-B的剖视结构示意图。
图中：1上砂型，2下砂型，3砂芯，4冒口套，5消失模，501本体，502延伸部，503钻孔，6排气孔，7铸件，8法兰热节，9横浇道，10内浇道，11腰部热节。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1：
参照图1-4，一种利用局部消失模5铸造支架的方法，包括以下步骤：
步骤一：制作模样：模样制作为批量小时通过手工制作，方法如下：使用泡沫板、利用垂直式电切割模样机按样板割出模样，三个锥状孔可利用钻头刀具、钻床设备、钻模工装加工出来。
步骤二：冒口套4与消失模5粘接；消失模5包括本体501，本体501为圆柱状，本体501的外圆周上等角度的固定有三个完全相同的延伸部502，每个延伸部502下端设有一钻孔503。消失模5的材料为可发性聚苯乙烯树脂珠粒、可发性甲基丙烯酸甲脂与苯乙烯共聚树脂珠粒。
步骤三：砂芯3采用自硬树脂砂，制芯时将冒口套4及消失模5定位后舂实芯砂；制芯后清理消失模5裸面附砂；
步骤四：将做好的砂芯3包含冒口套4、消失模5放置在砂型中进行埋砂造型，制成上砂型和下砂型2；
步骤五：浇铸，对砂型进行浇铸，为保障砂型透气性良好，防止呛火，冒口套4顶部制作排气孔，位于冒口套4上方的铸型扎透若干气眼以通大气；消失模5热解产物几乎全部进入冒口套4，气相从冒口套4顶部气眼、砂型排出，液、固相集于冒口顶部，不影响铸件7质量。
浇铸完毕冷却后，铸件7外部的直浇道、横浇道9及内浇道10可使用锤击法或切割法清理。冒口套4连接于铸件7内孔壁上，使用钻床或车床设备并配作工装，以铸出的锥形孔定位钻头，钻孔503后再用手锤击打冒口即可去除。
实施例2：
参照图1-4，一种利用局部消失模5铸造支架的方法，包括以下步骤：
步骤一：制作模样：模样制作为批量大时定制成型的塑料泡沫模型。
步骤二：冒口套4与消失模5粘接；消失模5包括本体501，本体501为圆柱状，本体501的外圆周上等角度的固定有三个完全相同的延伸部502，每个延伸部502下端设有一钻孔503。消失模5的材料为可发性聚苯乙烯树脂珠粒、可发性甲基丙烯酸甲脂与苯乙烯共聚树脂珠粒。
步骤三：砂芯3采用自硬树脂砂，制芯时将冒口套4及消失模5定位后舂实芯砂；制芯后清理消失模5裸面附砂；
步骤四：将做好的模样、冒口套4、消失模5、砂芯3放置在砂型中进行埋砂造型，制成上砂型和下砂型2；
步骤五：浇铸，对砂型进行浇铸，为保障砂型透气性良好，防止呛火，冒口套4顶部制作排气孔，位于冒口套4上方的铸型扎透若干气眼以通大气；消失模5热解产物几乎全部进入冒口套4，气相从冒口套4顶部气眼、砂型排出，液、固相集于冒口顶部，不影响铸件7质量。
浇铸完毕冷却后，铸件7外部的直浇道、横浇道9及内浇道10可使用锤击法或切割法清理。冒口套4连接于铸件7内孔壁上，使用钻床或车床设备并配作工装，以铸出的锥形孔定位钻头，钻孔503后再用手锤击打冒口即可去除。
通过铸件7的解剖，显示各部位无任何缺陷。该工艺方案发热冒口除了直接补缩腰部三个约Φ40mm的腰部热节11圆外，还通过约100mm的补缩距离补缩下部约Φ20mm的环形法兰热节8圆圈，冒口套4利用率大大增加。不但实现了上下两处热节都得到充分补缩的理想效果，解决了前顶注工艺铸件7内部缩孔问题及冲砂问题，且工艺出品率从前工艺的64.3％提高到77.5％。
如果对冒口套4的底窝不采用消失模5而是按普通砂型铸造的方法，就必须每次制芯都要将该模块从砂芯3取出，那么制芯的操作将非常繁琐和费时。
在砂型铸造中，对于分型方向不能取模或脱模的局部采用消失模5暂留在铸型或砂芯3内，浇注时在对砂铸型充型的同时高温金属液使驻留模型热解消失，并占据模型所退出的空间，最终获得完整铸件7。这是一种复合铸造方法，该方法将砂型和消失模5两种铸造方法的优点结合起来，避免了活块和砂芯3的复杂化，简化了造型工序的操作，节约了铸造成本，在局部分型困难和繁琐的情况下更为有利。
粘土湿型砂是砂型铸造中应用最广泛的，通过工艺优化将该方法应用于粘土湿型砂铸造具有重要意义。粘土湿型砂透气性不及干砂好且造型时没有负压，泡沫塑料模型的热解产物(气、液、固相)较多而来不及排解，必然产生较多的铸件7缺陷；湿型砂流动性不及干砂好，干砂震实后的负压砂型其紧实度满足铸型要求，湿型砂则需要机械压实或舂实其紧实度才能满足铸型要求，泡沫塑料模型刚性较低，容易在压实或舂实中损坏或变形。为此规定：
1.局部模型体积尽量减小，不应超过模型总体积的10％，并保证砂型透气性满足要求。
2.消失模5材料为可发性聚苯乙烯树脂珠粒EPS、可发性甲基丙烯酸甲脂EPMMA或苯乙烯共聚树脂珠粒STMMA泡沫塑料,密度16～26kg/m3，热解产物少而无害。
3.为防止消失模5在操作过程中损坏，消失模5要具有一定的强度和刚度，分子量要求在18万～27万之间。
4.局部消失模5与主模型结合处要严实无缝隙，树脂自硬砂或湿型砂造型或制芯时消失模5周围砂型要先手工握实定位再谨慎舂实，防止模型损坏、变形或移位。
5.局部消失模5造型前表面要涂以消失模5铸造涂料并烘干。树脂自硬砂或湿型砂铸造，局部消失模5非铸件7本体501时，本项不是必须的。
6.砂型排气性能要满足浇注成形的需要，树脂砂自硬砂型和湿砂型要扎透若干气眼通向大气。
7.设计合理的浇注系统。一是平稳浇注，不产生紊流，二是有利于模型热解产物的分散分布或集中于顶部，排于冒口中。
8.正确浇注。浇注的节奏为慢—快—缓。浇包对准浇口杯时慢浇，金属液注流形成时快浇并保持浇口杯充满，金属液浇满后缓流点浇，金属液不再向直浇道进流时停止浇注。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种利用局部消失模铸造支架的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：制作消失模模样；
步骤二：冒口套(4)与消失模(5)粘接；
步骤三：砂芯(3)采用自硬树脂砂，制芯时将冒口套(4)及消失模(5)定位后舂实芯砂；制芯后清理消失模(5)裸面附砂；
步骤四：将做好的砂芯，砂芯包含冒口套和消失模，放置在砂型中进行埋砂造型，为防止呛火，冒口套顶部制作排气孔，位于冒口套上方的铸型扎透若干排气孔以通大气；
步骤五：对已做好的砂型进行浇铸，局部消失模随即热解消失后形成的空腔被金属液充满，最终获得完整铸件。
2.根据权利要求1所述的利用局部消失模铸造支架的方法，其特征在于：模样制作为批量小时通过手工制作，方法如下：使用泡沫板、利用垂直式电切割模样机按样板割出消失模模样，三个锥状孔可利用钻头刀具、钻床设备、钻模工装加工出来。
3.根据权利要求1所述的利用局部消失模铸造支架的方法，其特征在于：模样制作为批量大时定制成型的塑料泡沫模型。
4.根据权利要求1所述的利用局部消失模铸造支架的方法，其特征在于：冒口套(4)连接于铸件(7)内孔壁上，使用钻床或车床设备并配作工装，以铸出的锥形孔定位钻头，钻孔(503)后再用手锤击打冒口即可去除。
5.根据权利要求1所述的利用局部消失模铸造支架的方法，其特征在于：消失模(5)包括本体(501)，本体(501)为圆柱状，本体(501)的外圆周上等角度的固定有三个完全相同的延伸部(502)，每个延伸部(502)下端设有一钻孔(503)。
6.根据权利要求1所述的利用局部消失模铸造支架的方法，其特征在于：消失模(5)的材料为可发性聚苯乙烯树脂珠粒、可发性甲基丙烯酸甲脂与苯乙烯共聚树脂珠粒。
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