CN116786765B - 一种坭芯结构及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种坭芯结构及其制备方法，属于铸造技术中的沙芯制作技术领域，包括位于坭芯内部的芯骨架，芯骨架上覆盖有铸造砂层；芯骨架具有底座，底座上具有一对骨翼，骨翼包括支撑座和翼部，翼部由若干钢筋段焊接呈一个包含若干框体的三角形支架，且翼部或者钢筋段上覆盖有位于铸造砂层内的石棉层。解决了坭芯制作过程中未给坭芯预留受热膨胀膨胀的空间，导致芯骨与砂子烧结的问题。
Description
技术领域
本发明属于铸造技术中的沙芯制作技术领域，特别涉及一种坭芯结构及其制备方法。
背景技术
汽轮机内缸为汽轮机的核心部件，由于其使用过程中高压力，必须确保产品的强度和刚性，产品壁厚厚度为保障使用的关键，现有生产过程采用铸造砂内部包芯骨的方式制作，其芯骨结构如图1所示，这种结构在浇注后落砂时腔内芯骨与砂子烧结，使得腔内芯骨和砂型无法清理，造成产品报废。
现有技术中，如公开号为CN108927504A的一种铝合金大型发动机机匣零件的铸造工艺中为了解决以下两个技术难度：一是机匣内有复杂的油路系统，油路空间走向曲折，壁厚很薄，要求油路具有精确的形状尺寸、精确可靠的固定和定位手段，以及良好的表面质量和退让性等，才能确保油路可以完整成形，达到功能要求，又不影响整体机匣的性能；二是半封闭大型内腔体的铸造成型是铸件获得成功的关键，且铸件内腔有复杂的油路、铸件内腔型芯产生极大的热收缩应力，是铸件产生变形和裂纹的主要原因。其采用的技术方案，先采用锌合金外支撑制成一个“半圆”的芯骨，该芯骨的形状结构与细长三维空间结构型芯外形一致，通过熔模精密铸造工艺将铜管和锌合金牢固地铸造在一起，压制PLM-聚碳石膏型芯，使锌合金外支撑与PLM-聚碳石膏型芯成为一体，保证机匣铸件在铸造过程中不错位。
虽然对比文件中描述PLM-聚碳石膏型芯是由新一代耐火材料聚碳石膏制造而成，此型芯耐高温、可溶、可做成各种复杂形状，极易清理，最高耐火度可达2800℃，比传统型芯具有显著的优越性；而且，铸后型芯变得松散，可轻易去除，靠震动及简单工具就能清理干净超复杂的内腔，在常温下浸泡，用水冲洗即可清理干净；退让性极好，与硅溶胶型壳相接处不需要做任何处理，相接处不会变形开裂，尺寸精度和表面光度都超过硅溶胶型壳。
但是申请人发现现有技术中都没有给芯材留有受热后膨胀的空间，现有技术中因为没有芯材膨胀的空间所以会出现腔内芯骨与砂子烧结的结果；对比文件中虽然采用了新一代轻易去除的耐火材料PLM-聚碳石膏，但是其没有预留该芯材的膨胀空间，在实际去除的时候还是十分不易，而且芯材在膨胀的过程中会导致表面粗糙度下降。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中坭芯制作过程中未给坭芯预留受热膨胀膨胀的空间，导致芯骨与砂子烧结的问题，提供了一种在芯骨和芯砂之间设置伸缩层的技术方案。
为解决上述技术问题，现提供第一方面的技术方案：一种坭芯结构，包括位于坭芯内部的芯骨架，芯骨架上覆盖有铸造砂层；芯骨架具有底座，
底座上具有一对骨翼，骨翼分别焊接在底座两端；
骨翼包括支撑座和翼部，翼部由若干钢筋段焊接呈一个包含若干框体的三角形支架，且翼部或者钢筋段上覆盖有位于铸造砂层内的石棉层。
在本技术方案中，翼部内的若干框体是为了更好的支撑铸造砂，且给铸造砂留有更好的膨胀空间。而且框体的设计也是为了减少与铸造砂的接触面，防止因芯骨和铸造砂的接触面过大而导致烧结。
其中芯骨的优选技术方案是，框体的面积以及排列都是不规则的，即钢筋段是交错焊接的，且三角形支架的底边与主钢筋的高端焊接。
其中本申请石棉层的优选技术方案是在每个钢筋段上缠绕有一圈石棉绳。
交错焊接的钢筋段与石棉绳配合能使坭芯结构在高温状态下提供给芯骨足够的收缩性及抵消砂芯在高温状态下膨胀力，避免芯骨在高温状态下烧结。
在现有技术中，型砂的退让性较差，为了提高退让性一般在型砂中加入蓬松的木屑等物质看来提高退让性。在公开号为CN104399881A的公开文件中公开了用草绳作为退让性材料。这些退让性材料与粘土型砂配合较好，但是粘土型砂使得铸件表面粗糙，所以本申请在铸造砂层外涂覆有涂层来解决铸件表面粗糙的问题。
作为一种技术方案，底座包括至少两根竖直钢筋，竖直钢筋之间焊接有至少一根横置钢筋。
作为一种技术方案，竖直钢筋或横置钢筋的直径为20mm-25mm。
作为一种技术方案，支撑座包括中部与竖直钢筋焊接的主钢筋，且主钢筋与水平面具有一个角度；其中主钢筋的低端与竖直钢筋之间焊接有一段辅助钢筋，辅助钢筋与竖直钢筋之间的夹角为45°-60°。
作为一种技术方案，主钢筋的直径为12mm-16mm；辅助钢筋的直径为8mm-12mm。
作为一种技术方案，钢筋段的直径为6mm-8mm。
在本技术方案中，制作芯骨架用的钢筋的内径从下而上依次减小，所述本申请的芯骨架的重心靠近地面，更加稳定，易于芯砂的涂覆。
本申请在涂覆型砂后的体积略大于原有需要的体积，在浇注的时候，钢筋制作的芯骨架会熔融流出，因为外面缠绕这石棉层，且石棉层耐高温，不会跟现有技术中的退让性物质一样消失，在高温的时候会形成一个软质管道使得熔融的钢筋水流出，不会与型砂烧结。型砂在冷却的时候，石棉层也不会如现有技术中的退让性材料一样直接消失，而导致退让性过大，其虽然在没有钢筋的支撑下，但是还是一个有形的物体，还能对型砂起到一定的支撑作用。
第二方面，本申请采用了新芯砂结构的同时，申请人也采用了新的型砂和制作工艺，如一种用于制造上述第一方面中任意一项坭芯结构的制备方法，
1)、芯骨架的焊接；
2)、对步骤1)中芯骨架所形成的翼部进行包覆，对翼部表面或者翼部内每根钢筋段的表面覆盖石棉层；
3)、将步骤2)的芯骨架放入芯盒模具内；
4)、配置坭砂混合物，将坭砂粉末和添加剂进行搅拌；
5)、在步骤4)的坭砂混合物内注入树脂固化剂，并搅拌均匀；
6)、将坭砂混合物覆盖在芯骨架上，在坭砂表面涂覆铸造涂料。
本技术方案的第一步中，芯骨架的焊接原则为内径大的先焊，内径小的最后焊，下面的先焊，上面的最后焊。
坭砂的一种技术方案，坭砂采用酚醛树脂砂或铬铁矿砂混合形成。且在常温下加入树脂固化剂进行搅拌，待坭砂覆盖在芯骨架上时，在坭砂表面涂覆铸造涂料，在本技术方案中，铸造涂料采用锆英粉涂料。
坭砂的另一种技术方案，为水玻璃砂层；包括原砂，水玻璃、超细粉末云母粉、蒙脱石和脱水硼砂；
配置水玻璃砂混合物，将水玻璃粉末、超细粉末云母粉、蒙脱石以及脱水硼砂在一定温度下搅拌；
其中水玻璃含量为大于1.5％，小于2.8％；
其中超细粉末含量在5％-15％之间；
其中脱水硼砂含量在13％-25％之间。
本申请的另一种技术方案的铸造砂采用水玻璃砂是因为；相较于粘土砂，水玻璃砂具有铸型强度高、铸件质量高、劳动条件好等优点；相较于树脂砂，水玻璃砂具有型砂退让性好、成本低廉、不产生有毒气体等优点。
而且在钢筋上设置石棉层能有效的解决水玻璃砂本身的如抗吸湿性差、溃散性差、铸件表面粘砂等问题。石棉层上涂覆水玻璃能起到保温的作用，防止水玻璃的温度下降过快，提高了水玻璃砂的抗吸湿性能。
在该技术方案中，先将原砂加热至120°-130°，然后加入水玻璃，将温度升高至150°-180°，然后在150°-180°的温度下加入超细粉末云母粉、蒙脱石以及脱水硼砂，并搅拌60s。
先将原砂加热然后在放入水玻璃是为了防止水玻璃在升温的过程中直接脱水硬化，对水玻璃在150°-180°的温度下进行改性，既能保证还能涂覆在芯骨架上，不至于已经完全硬化。
当坭砂采用水玻璃砂的时，需要在表面涂覆PE材料。PE材料分为高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、和线性低密度聚乙烯。对大多数酸都有着抗性，除了硝酸、硫酸等这类强酸对聚乙烯有着破坏作用之外，常温下耐盐酸、磷酸、甲酸、胺类、氢氧化钠、氢氧化钾等各种化学物质腐蚀，而水玻璃主要的成分是硅酸钠,其是一种可溶性的碱金属硅酸盐材料,所以对PE材料没有影响。涂覆后能保证芯砂表面的光洁度，而且在高温的时候PE涂覆膜会直接汽化。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：芯砂的表面更加光洁，使得铸件表面的粗糙度下降；坭砂和石棉层的相互配合使得整个砂芯的退让性良好。芯骨架在高温熔融时会顺着石棉层形成的通道而流下，不会与砂芯烧结而导致无法清理。
附图说明
1芯骨架，11底座，111竖直钢筋，112横置钢筋，12骨翼，121支撑座，1211主钢筋，1212辅助钢筋，122翼部，1221钢筋段，2铸造砂层
图1为现有技术中采用的结构；
图2为实施例一至七中芯骨架的结构；
图3为实施例一至七中芯骨架涂覆坭砂后的形状；
图4为实施例一至七中砂芯与芯盒配合的结构示意图；
图5为实施例七中水玻璃砂有无PE覆膜的6h强度变化曲线；
图6为实施例1、2、3、4、5、6、7中制备的砂芯的结构强度对比；
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。
实施例一，一种坭芯结构的制备方法，
1、芯骨架1的焊接；
在本步骤中，在先需要进行选材，其中竖直钢筋111和横置钢筋112的直径选择为20mm。主钢筋1211的直径选择为12mm；辅助钢筋1212的直径选择为8mm。钢筋段1221的直径选择为6mm。
然后先将位于底座11内的两根竖直钢筋111，和位于竖直钢筋111之间的两根横置钢筋112进行焊接。
因为骨翼12包括支撑座121和翼部122，支撑座121包括中部与竖直钢筋111焊接的主钢筋1211，且主钢筋1211与水平面具有一个角度；其中主钢筋1211的低端与竖直钢筋111之间焊接有一段辅助钢筋1212，辅助钢筋1212与竖直钢筋111之间的夹角为60°，主钢筋1211具有一个向上的弧形；所以开始骨翼12的焊接先是将主钢筋1211与竖直钢筋111进行焊接，然后再将辅助钢筋1212与主钢筋1211和竖直钢筋111进行焊接。然后开始对翼部122进行焊接，翼部122由若干钢筋段1221焊接呈一个包含若干框体的三角形支架，先将较长的钢筋段1221与主钢筋1211进行焊接，作为三角形的底边，与水平面平行向底座11两侧延伸，然后在底边的三角形上随机焊上长短不一的钢筋段1221，再在长短不一的钢筋段1221的自由端上焊接横置钢筋段1221，如此反复直到钢筋段1221形成一个三角形的顶点。
2、对步骤1中芯骨架1所形成的翼部122进行包覆，对翼部122表面或者翼部122内每根钢筋段1221的表面覆盖石棉层。
本步骤中，申请人优选将每根钢筋段1221进行包覆，用一个石棉绳缠绕在钢筋段1221上。
3、将步骤2的芯骨架1放入芯盒模具内；
4、配置坭砂混合物，将铬铁矿砂和酚醛树脂搅拌均匀。
在本步骤中，酚醛树脂占1.0％，固化剂占酚醛树脂含量的20％。
5、在本步骤中，采用冷法覆膜工艺，将铬铁矿砂及热同性粉状酚醛树脂加入混砂机中混拌均匀，然后加入适量的酒精溶剂继续混合，直到粉状树脂被融化黏附到砂粒表面。
6、将坭砂混合物覆盖在芯骨架1上，在坭砂表面涂覆铸造涂料，其中涂料为锆英粉涂料。
在步骤6之前和步骤5之后，需要加坭砂进行硬化，砂芯应持续在加热的芯盒中硬化，硬化时间可根据壳厚及芯盒温度而定。优选的芯盒温度为280℃。然后将其表面的披缝清理干净，并修补好缺陷，用锆英粉涂料修整光滑，再将其放入烘箱，于280℃下烘烤40min，即可使用。
实施例二，一种坭芯结构的制备方法，
1、芯骨架1的焊接；
在本步骤中，在先需要进行选材，其中竖直钢筋111和横置钢筋112的直径选择为20mm。主钢筋1211的直径选择为12mm；辅助钢筋1212的直径选择为8mm。钢筋段1221的直径选择为6mm。
然后先将位于底座11内的两根竖直钢筋111，和位于竖直钢筋111之间的两根横置钢筋112进行焊接。
因为骨翼12包括支撑座121和翼部122，支撑座121包括中部与竖直钢筋111焊接的主钢筋1211，且主钢筋1211与水平面具有一个角度；其中主钢筋1211的低端与竖直钢筋111之间焊接有一段辅助钢筋1212，辅助钢筋1212与竖直钢筋111之间的夹角为60°，主钢筋1211具有一个向上的弧形；所以开始骨翼12的焊接先是将主钢筋1211与竖直钢筋111进行焊接，然后再将辅助钢筋1212与主钢筋1211和竖直钢筋111进行焊接。然后开始对翼部122进行焊接，翼部122由若干钢筋段1221焊接呈一个包含若干框体的三角形支架，先将较长的钢筋段1221与主钢筋1211进行焊接，作为三角形的底边，与水平面平行向底座11两侧延伸，然后在底边的三角形上随机焊上长短不一的钢筋段1221，再在长短不一的钢筋段1221的自由端上焊接横置钢筋段1221，如此反复直到钢筋段1221形成一个三角形的顶点。
2、对步骤1中芯骨架1所形成的翼部122进行包覆，对翼部122表面或者翼部122内每根钢筋段1221的表面覆盖石棉层。
本步骤中，申请人优选将每根钢筋段1221进行包覆，用一个石棉绳缠绕在钢筋段1221上。
3、将步骤2的芯骨架1放入芯盒模具内；
4、配置坭砂混合物，将铬铁矿砂和酚醛树脂搅拌均匀。
在本步骤中，酚醛树脂占1.4％，固化剂占酚醛树脂含量的30％。
5、在本步骤中，采用冷法覆膜工艺，将铬铁矿砂及热同性粉状酚醛树脂加入混砂机中混拌均匀，然后加入适量的酒精溶剂继续混合，直到粉状树脂被融化黏附到砂粒表面。
6、将坭砂混合物覆盖在芯骨架1上，在坭砂表面涂覆铸造涂料，其中涂料为锆英粉涂料。
在步骤6之前和步骤5之后，需要加坭砂进行硬化，砂芯应持续在加热的芯盒中硬化，硬化时间可根据壳厚及芯盒温度而定。优选的芯盒温度为280℃。然后将其表面的披缝清理干净，并修补好缺陷，用锆英粉涂料修整光滑，再将其放入烘箱，于280℃下烘烤40min，即可使用。
实施例三，一种坭芯结构的制备方法，
1、芯骨架1的焊接；
在本步骤中，在先需要进行选材，其中竖直钢筋111和横置钢筋112的直径选择为20mm。主钢筋1211的直径选择为12mm；辅助钢筋1212的直径选择为8mm。钢筋段1221的直径选择为6mm。
然后先将位于底座11内的两根竖直钢筋111，和位于竖直钢筋111之间的两根横置钢筋112进行焊接。
因为骨翼12包括支撑座121和翼部122，支撑座121包括中部与竖直钢筋111焊接的主钢筋1211，且主钢筋1211与水平面具有一个角度；其中主钢筋1211的低端与竖直钢筋111之间焊接有一段辅助钢筋1212，辅助钢筋1212与竖直钢筋111之间的夹角为60°，主钢筋1211具有一个向上的弧形；所以开始骨翼12的焊接先是将主钢筋1211与竖直钢筋111进行焊接，然后再将辅助钢筋1212与主钢筋1211和竖直钢筋111进行焊接。然后开始对翼部122进行焊接，翼部122由若干钢筋段1221焊接呈一个包含若干框体的三角形支架，先将较长的钢筋段1221与主钢筋1211进行焊接，作为三角形的底边，与水平面平行向底座11两侧延伸，然后在底边的三角形上随机焊上长短不一的钢筋段1221，再在长短不一的钢筋段1221的自由端上焊接横置钢筋段1221，如此反复直到钢筋段1221形成一个三角形的顶点。
2、对步骤1中芯骨架1所形成的翼部122进行包覆，对翼部122表面或者翼部122内每根钢筋段1221的表面覆盖石棉层。
本步骤中，申请人优选将每根钢筋段1221进行包覆，用一个石棉绳缠绕在钢筋段1221上。
3、将步骤2的芯骨架1放入芯盒模具内；
4、配置坭砂混合物，将铬铁矿砂和酚醛树脂搅拌均匀。
在本步骤中，酚醛树脂占1.2％，固化剂占酚醛树脂含量的25％。
5、在本步骤中，采用冷法覆膜工艺，将铬铁矿砂及热同性粉状酚醛树脂加入混砂机中混拌均匀，然后加入适量的酒精溶剂继续混合，直到粉状树脂被融化黏附到砂粒表面。
6、将坭砂混合物覆盖在芯骨架1上，在坭砂表面涂覆铸造涂料，其中涂料锆英粉涂料。
在步骤6之前和步骤5之后，需要加坭砂进行硬化，砂芯应持续在加热的芯盒中硬化，硬化时间可根据壳厚及芯盒温度而定。优选的芯盒温度为280℃。然后将其表面的披缝清理干净，并修补好缺陷，用锆英粉涂料修整光滑，再将其放入烘箱，于280℃下烘烤40min，即可使用。
实施例四，一种坭芯结构的制备方法，
1、芯骨架1的焊接；
在本步骤中，在先需要进行选材，其中竖直钢筋111和横置钢筋112的直径选择为20mm。主钢筋1211的直径选择为12mm；辅助钢筋1212的直径选择为8mm。钢筋段1221的直径选择为6mm。
然后先将位于底座11内的两根竖直钢筋111，和位于竖直钢筋111之间的两根横置钢筋112进行焊接。
因为骨翼12包括支撑座121和翼部122，支撑座121包括中部与竖直钢筋111焊接的主钢筋1211，且主钢筋1211与水平面具有一个角度；其中主钢筋1211的低端与竖直钢筋111之间焊接有一段辅助钢筋1212，辅助钢筋1212与竖直钢筋111之间的夹角为60°，主钢筋1211具有一个向上的弧形；所以开始骨翼12的焊接先是将主钢筋1211与竖直钢筋111进行焊接，然后再将辅助钢筋1212与主钢筋1211和竖直钢筋111进行焊接。然后开始对翼部122进行焊接，翼部122由若干钢筋段1221焊接呈一个包含若干框体的三角形支架，先将较长的钢筋段1221与主钢筋1211进行焊接，作为三角形的底边，与水平面平行向底座11两侧延伸，然后在底边的三角形上随机焊上长短不一的钢筋段1221，再在长短不一的钢筋段1221的自由端上焊接横置钢筋段1221，如此反复直到钢筋段1221形成一个三角形的顶点。
2、对步骤1中芯骨架1所形成的翼部122进行包覆，对翼部122表面或者翼部122内每根钢筋段1221的表面覆盖石棉层。
本步骤中，申请人优选将每根钢筋段1221进行包覆，用一个石棉绳缠绕在钢筋段1221上。
3、放入芯盒内形成模具。
4、配置水玻璃砂混合物，将水玻璃粉末、超细粉末云母粉、蒙脱石以及脱水硼砂在一定温度下搅拌。
在本实施例中，水玻璃砂的混合物包括原砂，水玻璃、超细粉末云母粉、蒙脱石和脱水硼砂；含量为：其中水玻璃含量为1.8％；其中超细粉末含量为5％；其中脱水硼砂含量为13％。
5、搅拌前需要将原砂加热至120°，然后保持温度开始对原砂进行搅拌，在搅拌过程中加入水玻璃，然后边搅拌边升温，并在此过程中加入超细粉末云母粉、蒙脱石以及脱水硼砂，当温度上升到150°时再搅拌60s后就可以将水玻璃砂涂覆在芯骨架1上。
6、将水玻璃砂混合物覆盖在芯骨架1上，在水玻璃砂的温度下降到45°之前在模具上涂覆PE涂层。
本步骤中，在已经硬化成型的砂芯上涂覆PE涂层就是为了隔绝空气中的水分子防止水玻璃砂重新吸水。
实施例五，一种坭芯结构的制备方法，
1、芯骨架1的焊接；
在本步骤中，在先需要进行选材，其中竖直钢筋111和横置钢筋112的直径选择为22mm。主钢筋1211的直径选择为14mm；辅助钢筋1212的直径选择为10mm。钢筋段1221的直径选择为8mm。
然后先将位于底座11内的两根竖直钢筋111，和位于竖直钢筋111之间的两根横置钢筋112进行焊接。
因为骨翼12包括支撑座121和翼部122，支撑座121包括中部与竖直钢筋111焊接的主钢筋1211，且主钢筋1211与水平面具有一个角度；其中主钢筋1211的低端与竖直钢筋111之间焊接有一段辅助钢筋1212，辅助钢筋1212与竖直钢筋111之间的夹角为60°，主钢筋1211具有一个向上的弧形；所以开始骨翼12的焊接先是将主钢筋1211与竖直钢筋111进行焊接，然后再将辅助钢筋1212与主钢筋1211和竖直钢筋111进行焊接。然后开始对翼部122进行焊接，翼部122由若干钢筋段1221焊接呈一个包含若干框体的三角形支架，先将较长的钢筋段1221与主钢筋1211进行焊接，作为三角形的底边，与水平面平行向底座11两侧延伸，然后在底边的三角形上随机焊上长短不一的钢筋段1221，再在长短不一的钢筋段1221的自由端上焊接横置钢筋段1221，如此反复直到钢筋段1221形成一个三角形的顶点。
2、对步骤1中芯骨架1所形成的翼部122进行包覆，对翼部122表面或者翼部122内每根钢筋段1221的表面覆盖石棉层。
本步骤中，申请人优选在焊接成型的翼部122表面上缠绕一层石棉绳。整个翼部的所有钢筋在熔融后都会在石棉绳形成的扁平管道内流出。
3、放入芯盒内形成模具。
4、配置水玻璃砂混合物，将水玻璃粉末、超细粉末云母粉、蒙脱石以及脱水硼砂在一定温度下搅拌。
在本实施例中，水玻璃砂的混合物包括原砂，水玻璃、超细粉末云母粉、蒙脱石和脱水硼砂；含量为：其中水玻璃含量为2％；其中超细粉末含量为5％；其中脱水硼砂含量为13％。
5、搅拌前需要将原砂加热至120°，然后保持温度开始对原砂进行搅拌，在搅拌过程中加入水玻璃，然后边搅拌边升温，并在此过程中加入超细粉末云母粉、蒙脱石以及脱水硼砂，当温度上升到150°时再搅拌60s后就可以将水玻璃砂涂覆在芯骨架1上。
6、将水玻璃砂混合物覆盖在芯骨架1上，在水玻璃砂的温度下降到45°之前在模具上涂覆PE涂层。
本步骤中，在已经硬化成型的砂芯上涂覆PE涂层就是为了隔绝空气中的水分子防止水玻璃砂重新吸水。
实施例六，一种坭芯结构的制备方法，
1、芯骨架1的焊接；
在本步骤中，在先需要进行选材，其中竖直钢筋111和横置钢筋112的直径选择为20mm。主钢筋1211的直径选择为12mm；辅助钢筋1212的直径选择为8mm。钢筋段1221的直径选择为6mm。
然后先将位于底座11内的两根竖直钢筋111，和位于竖直钢筋111之间的两根横置钢筋112进行焊接。
因为骨翼12包括支撑座121和翼部122，支撑座121包括中部与竖直钢筋111焊接的主钢筋1211，且主钢筋1211与水平面具有一个角度；其中主钢筋1211的低端与竖直钢筋111之间焊接有一段辅助钢筋1212，辅助钢筋1212与竖直钢筋111之间的夹角为60°，主钢筋1211具有一个向上的弧形；所以开始骨翼12的焊接先是将主钢筋1211与竖直钢筋111进行焊接，然后再将辅助钢筋1212与主钢筋1211和竖直钢筋111进行焊接。然后开始对翼部122进行焊接，翼部122由若干钢筋段1221焊接呈一个包含若干框体的三角形支架，先将较长的钢筋段1221与主钢筋1211进行焊接，作为三角形的底边，与水平面平行向底座11两侧延伸，然后在底边的三角形上随机焊上长短不一的钢筋段1221，再在长短不一的钢筋段1221的自由端上焊接横置钢筋段1221，如此反复直到钢筋段1221形成一个三角形的顶点。
2、对步骤1中芯骨架1所形成的翼部122进行包覆，对翼部122表面或者翼部122内每根钢筋段1221的表面覆盖石棉层。
本步骤中，申请人优选将每根钢筋段1221进行包覆，用一个石棉绳缠绕在钢筋段1221上。
3、放入芯盒内形成模具。
4、配置水玻璃砂混合物，将水玻璃粉末、超细粉末云母粉、蒙脱石以及脱水硼砂在一定温度下搅拌。
在本实施例中，水玻璃砂的混合物包括原砂，水玻璃、超细粉末云母粉、蒙脱石和脱水硼砂；含量为：其中水玻璃含量为2％；其中超细粉末含量为8％；其中脱水硼砂含量为16％。
5、搅拌前需要将原砂加热至120°，然后保持温度开始对原砂进行搅拌，在搅拌过程中加入水玻璃，然后边搅拌边升温，并在此过程中加入超细粉末云母粉、蒙脱石以及脱水硼砂，当温度上升到150°时再搅拌60s后就可以将水玻璃砂涂覆在芯骨架1上。
6、将水玻璃砂混合物覆盖在芯骨架1上，在水玻璃砂的温度下降到45°之前在模具上涂覆PE涂层。
本步骤中，在已经硬化成型的砂芯上涂覆PE涂层就是为了隔绝空气中的水分子防止水玻璃砂重新吸水。
实施例七，一种坭芯结构的制备方法，
1、芯骨架1的焊接；
在本步骤中，在先需要进行选材，其中竖直钢筋111和横置钢筋112的直径选择为20mm。主钢筋1211的直径选择为12mm；辅助钢筋1212的直径选择为8mm。钢筋段1221的直径选择为6mm。
然后先将位于底座11内的两根竖直钢筋111，和位于竖直钢筋111之间的两根横置钢筋112进行焊接。
因为骨翼12包括支撑座121和翼部122，支撑座121包括中部与竖直钢筋111焊接的主钢筋1211，且主钢筋1211与水平面具有一个角度；其中主钢筋1211的低端与竖直钢筋111之间焊接有一段辅助钢筋1212，辅助钢筋1212与竖直钢筋111之间的夹角为60°，主钢筋1211具有一个向上的弧形；所以开始骨翼12的焊接先是将主钢筋1211与竖直钢筋111进行焊接，然后再将辅助钢筋1212与主钢筋1211和竖直钢筋111进行焊接。然后开始对翼部122进行焊接，翼部122由若干钢筋段1221焊接呈一个包含若干框体的三角形支架，先将较长的钢筋段1221与主钢筋1211进行焊接，作为三角形的底边，与水平面平行向底座11两侧延伸，然后在底边的三角形上随机焊上长短不一的钢筋段1221，再在长短不一的钢筋段1221的自由端上焊接横置钢筋段1221，如此反复直到钢筋段1221形成一个三角形的顶点。
2、对步骤1中芯骨架1所形成的翼部122进行包覆，对翼部122表面或者翼部122内每根钢筋段1221的表面覆盖石棉层。
本步骤中，申请人优选将每根钢筋段1221进行包覆，用一个石棉绳缠绕在钢筋段1221上。
3、放入芯盒内形成模具。
4、配置水玻璃砂混合物，将水玻璃粉末、超细粉末云母粉、蒙脱石以及脱水硼砂在一定温度下搅拌。
在本实施例中，水玻璃砂的混合物包括原砂，水玻璃、超细粉末云母粉、蒙脱石和脱水硼砂；含量为：其中水玻璃含量为2％；其中超细粉末含量为8％；其中脱水硼砂含量为16％。
5、搅拌前需要将原砂加热至150°，然后保持温度开始对原砂进行搅拌，在搅拌过程中加入水玻璃，然后边搅拌边升温，并在此过程中加入超细粉末云母粉、蒙脱石以及脱水硼砂，当温度上升到180°时再搅拌60s后就可以将水玻璃砂涂覆在芯骨架1上。
6、将水玻璃砂混合物覆盖在芯骨架1上，在水玻璃砂的温度下降到45°之前在模具上涂覆PE涂层。
本步骤中，在已经硬化成型的砂芯上涂覆PE涂层就是为了隔绝空气中的水分子防止水玻璃砂重新吸水。
上述各个实施例的芯砂的强度对照表如图6所示。
上述实施例七与未设PE涂层的型砂强度对比如图5所示。
通过实施例一、实施例二、实施例三、实施例四、实施例五、实施例六和实施例七的制备方法制成的坭芯结构，如图2、图3和图4所示，包括位于坭芯内部的芯骨架1，芯骨架1上覆盖有铸造砂层2。
其中，芯骨架1具有底座11，和位于底座11上具有一对骨翼12，骨翼12分别焊接在底座11两端。优选的，底座11包括两根竖直钢筋111，竖直钢筋111之间焊接有两根横置钢筋112。
骨翼12包括支撑座121和翼部122，支撑座121包括中部与竖直钢筋111焊接的主钢筋1211，且主钢筋1211与水平面具有一个角度，优选的，主钢筋1211与水平面的夹角为60°，且具体一个向上的弧度。
本实施例中的主钢筋1211的低端与竖直钢筋111之间焊接有一段辅助钢筋1212，辅助钢筋1212与竖直钢筋111之间的夹角为45°。翼部122由若干钢筋段1221焊接呈一个包含若干框体的三角形支架。
本实施例中，钢筋段1221上覆盖有位于铸造砂层2内的石棉层。
以上将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。
上述实施例对本发明的具体描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，本领域的技术工程师根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整均落入本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种坭芯结构，包括位于坭芯内部的芯骨架(1)，所述芯骨架(1)上覆盖有铸造砂层(2)；所述芯骨架(1)具有底座(11)，
其特征在于，所述底座(11)上具有一对骨翼(12)，所述骨翼(12)分别焊接在所述底座(11)两端；
所述骨翼(12)包括支撑座(121)和翼部(122)，所述翼部(122)由若干钢筋段(1221)焊接呈一个包含若干框体的三角形支架，且所述翼部(122)的每个所述钢筋段(1221)上覆盖有位于所述铸造砂层(2)内的石棉层；
所述底座(11)包括至少两根竖直钢筋(111)，所述竖直钢筋(111)之间焊接有至少一根横置钢筋(112)；
所述支撑座(121)包括中部与所述竖直钢筋(111)焊接的主钢筋(1211)，且所述主钢筋(1211)与水平面具有一个角度；其中所述主钢筋(1211)的低端与所述竖直钢筋(111)之间焊接有一段辅助钢筋(1212)，所述辅助钢筋(1212)与所述竖直钢筋(111)之间的夹角为45°-60°。
2.根据权利要求1所述的一种坭芯结构，其特征在于，所述竖直钢筋(111)或所述横置钢筋(112)的直径为20mm-25mm。
3.根据权利要求2所述的一种坭芯结构，其特征在于，所述主钢筋(1211)的直径为12mm-16mm；所述辅助钢筋(1212)的直径为8mm-12mm。
4.根据权利要求1所述的一种坭芯结构，其特征在于，所述钢筋段(1221)的直径为6mm-8mm。
5.一种用于制造上述权利要求1-4中任意一项坭芯结构的制备方法，其特征在于，1)、芯骨架(1)的焊接；
2)、对步骤1)中芯骨架(1)所形成的翼部(122)进行包覆，对翼部(122)内每根钢筋段(1221)的表面覆盖石棉层；
3)、将步骤2)的芯骨架(1)放入芯盒模具内；
4)、配置坭砂混合物，将坭砂粉末和添加剂进行搅拌；
5)、在步骤4)的坭砂混合物内注入树脂固化剂，并搅拌均匀；
6)、将坭砂混合物覆盖在芯骨架(1)上，在坭砂表面涂覆铸造涂料。
6.根据权利要求5所述的一种坭芯结构的制备方法，其特征在于，铸造涂料为锆英粉涂料。
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