CN119489162A - 一种制芯设备用模具及其固化方法、应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制芯设备用模具及其固化方法、应用，属于制芯机模具的技术领域，该固化方法包括以下步骤：射砂成型，在合模状态下，将型砂从模具本体上的射砂喷口射入型腔内，用于成型砂芯；加热固化，利用多个进气通道将加热至气态的固化介质注入型腔内部，与砂芯周侧接触后扩散渗透，并从所述砂芯的四周对其进行固化，且所述进气通道的进气端与所述射砂喷口相分离。通过本发明，实现了使得射入模具内的型砂可以快速均匀的附着在抽芯表面，并能够在短时间内快速均匀的固化砂芯的各个部位，大大加快了对大件和高件的固化速度，提高了固化的效果和效率，且能由振动提高砂芯的紧实度，进一步提高了产品的质量。

Description

一种制芯设备用模具及其固化方法、应用

技术领域

本发明主要涉及制芯机模具的技术领域，具体为一种制芯设备用模具及其固化方法、应用。

背景技术

制芯机是射芯机、冷芯机与壳芯机的统称，主要包括射砂机构、合模机构、热固化箱以及抽芯脱模机构等，制芯机是将砂芯高速射入芯盒内，在一定温度条件下，通过高温气体，使得芯盒内的砂芯快速成型，硬化，制得成品，一个循环周期仅需十几秒至几十秒，便可生产出供浇铸用的砂芯，用制芯机制造的型芯尺寸精确，表面光洁，广泛应用于铸造机械业中。

目前制芯机采用的模具中，一般的冷、热芯模具固化普遍是通过位于模具顶部的射砂口注入气体，固化砂芯，即射砂和注气共用同一个孔洞，这种设计方式就会造成模具上远离射砂口位置的砂不能快速的进行固化，使得砂芯固化不够均匀，大大降低了砂芯产品的质量，且对于那些大件和高件而言，从模具顶部的射砂口注入气体，气体在砂中渗透的效果就更慢，耗时更长，大大降低了工作的效率。

如本申请人在先申请的专利，专利名称为一种用于制芯机的正负压射砂机构，专利申请号为2022110845390，该射砂机构中射砂和固化气体均通过顶部的射砂口注入，固化气体与砂芯的外表面相接触，进行固化处理，由于固化气体是从顶部喷入，固化气体难以均匀对砂芯的各个区域进行固化，会出现固化不均匀的情况，尤其是涉及到大件或者高件的砂芯，其底部的固化效果很差，且从上部射砂口进行固化，很可能会出现砂芯上外表面已经固化完全，但是其底部以及内部仍处于未完全固化的状态，固化不均匀、固化效果较差。

此外，由于固化气体通常是高温热气，从顶部喷砂口注入后，注入结束后，固化气体容易从喷砂口外溢，导致型腔内的固化气体减少，影响固化效果，且固化成本提高。

鉴于上述问题，本发明申请人经过不断深入地研究，研制出了一款制芯设备用成型固化模具及其固化方法，将射砂口与固化气体注入口分离，且通过改变固化方式，显著提高固化效果，使其更加适用于大型砂芯的固化处理。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的之一在于提供一种制芯设备用模具及其固化方法、应用，将射砂口与固化气体注入口分离，且通过改变固化方式，显著提高固化效果，固化更加均匀，且更加适用于大型砂芯的固化处理。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：

第一方面，本发明提供了一种制芯设备用模具的固化方法，包括以下步骤：

S1:射砂成型，在合模状态下，将型砂从模具本体上的射砂喷口射入型腔内，用于成型砂芯；

S2:加热固化，利用多个进气通道将加热至气态的固化介质注入型腔内部，与砂芯周侧接触后扩散渗透，并从所述砂芯的四周对其进行固化，且所述进气通道的进气端与所述射砂喷口相分离。

在第一方面的一些可实现的方式中，加热至气态的固化介质通过多个所述进气通道注入砂芯内腔，与其内侧壁相接触后扩散渗透，从所述砂芯内部对其进行固化。

在第一方面的一些可实现的方式中，在砂芯成型前，利用抽芯组件上的进气通道对型腔内部进行负压抽真空处理，使得型腔内的型砂快速附着于所述抽芯组件外侧壁，同时充实型腔内部。

在第一方面的一些可实现的方式中，所述固化介质包括固化剂和固化促进剂中的至少一种；

和/或，所述固化剂包括空气、二氧化碳、六亚甲基四胺以及柠檬酸中的至少一种；

和/或，所述固化促进剂包括胺类固化促进剂、酸酐类固化促进剂、金属盐类固化促进剂以及硅烷偶联剂中的至少一种。

在第一方面的一些可实现的方式中，所述加热固化步骤中将加热后的空气注入型腔内部，从所述砂芯内部对其进行固化，固化完成后，开模，并取出抽芯组件后得到固化后的砂芯。

在第一方面的一些可实现的方式中，所述加热固化步骤中先将加热至气态的固化剂或固化促进剂注入型腔内部，并与砂芯内腔侧壁接触后扩散渗透，从所述砂芯内部对其进行固化，实现一次固化；

然后再将加热后的空气注入型腔内部，并与砂芯内腔侧壁接触后扩散渗透，从所述砂芯内部对其进行固化，实现二次固化，固化完成后，开模，并取出抽芯组件后得到固化后的砂芯。

在第一方面的一些可实现的方式中，所述加热固化步骤中将加热至气态的固化剂或固化促进剂和加热后的空气混合后，将混合气体注入型腔内部，从所述砂芯内部对其进行固化，固化完成后，开模，并取出抽芯组件后得到固化后的砂芯。

在第一方面的一些可实现的方式中，所述空气被加热后的温度为170℃~300℃；

和/或，所述空气被加热后的压力为0.1mpa~0.8mpa

第二方面，本发明提供了一种制芯设备用模具的固化方法的应用，采用上述制芯设备用模具的固化方法对型砂进行固化处理；

所述固化方法适用于热芯或者冷芯工艺；

和/或，所述固化方法适用于制芯机、射芯机、冷芯机及各种制芯设备。

第三方面，本发明提供了一种制芯设备用成型固化模具，上述制芯设备用模具的固化方法对型砂进行固化处理，所述模具包括抽芯组件和模具本体，所述抽芯组件和模具本体配合形成型腔，所述型腔内用于成型砂芯；

所述模具本体上开设有射砂喷口，所述射砂喷口位于型腔的顶部；

所述抽芯组件上设有进气通道，所述进气通道的出气端位于所述砂芯内腔，所述进气通道用于将气体导入所述砂芯内腔，并从所述砂芯内部对其进行固化。

在第三方面的一些可实现的方式中，所述抽芯组件包括沿第一方向布置的第一抽芯，所述第一抽芯用于成型所述砂芯的第一内腔；

所述第一抽芯的周向侧壁上开设有第一出气口，所述第一抽芯上与外界相接触的端面设有第一进气口，且所述第一进气口与第一出气口之间形成第一进气通道；

和/或，所述第一出气口的数量不限于一个。

在第三方面的一些可实现的方式中，所述抽芯组件包括沿第二方向布置的第二抽芯，所述第二抽芯用于成型所述砂芯的第二内腔；

所述第二抽芯的周向侧壁上开设有第二出气口，所述第二抽芯的轴向端部设有与外界相连通的第二进气口，且所述第二进气口与第二出气口之间形成第二进气通道；

和/或，所述第二出气口的数量不限于一个。

在第三方面的一些可实现的方式中，所述第二抽芯为一对，对称设于所述第一抽芯的两侧；

和/或，所述第二抽芯包括抽芯本体，所述抽芯本体为圆筒结构，且所述抽芯本体位于型腔内部的端面开设有第二出气口；

和/或，所述抽芯本体包括进气端面，所述进气端面用于从外侧封闭抽芯本体的内腔，且所述进气端面上设有第二进气口。

在第三方面的一些可实现的方式中，所述抽芯本体内腔内安装有进气管道，第二进气口与所述第二出气口之间通过所述进气管道实现连通；

所述进气管道的数量不限于一个；

和/或，当所述进气管道数量超过一个时，每个所述进气管道的进气端均与所述第二进气口相连通。

在第三方面的一些可实现的方式中，所述进气管道的周向侧壁设有贯穿的第三出气口；

和/或，所述第三出气口的数量不限于一个。

在第三方面的一些可实现的方式中，所述进气管道与所述抽芯本体之间具有间隙，且所述进气管道远离进气端面的一侧设有第三出气口，或者所述进气管道远离进气端面的一侧为敞口设计。

在第三方面的一些可实现的方式中，所述第一抽芯背离所述射砂喷口的端部设有振动器；

和/或，所述振动器的数量不限于一个。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

（1）本发明通过两个模具本体上的多个射砂喷口，实现了从模具本体上部快速喷砂，进入抽芯和模具本体之间构成的型腔内，且第一抽芯组件和第二抽芯组件上的多个出气口，实现从不同方向以及不同部位对抽芯组件内腔进行负压抽真空处理，负压状态下，型腔内的型砂可以快速附着和充实到抽芯的表面各个部分，在缩短了时间的同时，使得分布的更加均匀，再将正压加热后的气体注入抽芯组件内腔内，并通过出气口进入砂芯内部，并与砂芯内侧壁相接触扩散渗透，实现对砂芯的加热固化，当使用固化剂时，固化剂会受热膨胀，加快渗透和扩散，进一步提高了加固的效果，改善了产品的质量。

（2）本发明通过多个进气通道的设计，实现了在抽芯组件内腔内快速负压抽真空和正压注入大量的热气，由第一抽芯和第二抽芯上的多个出气口，大大加快了对型砂固化的速度，同时使得对型腔内每一处砂固化的程度相同，更加的均匀，提高了固化的效果和产品的质量，更加适合大件和高件，相比于传统的制芯机模具，只能从模具顶部的射砂口注入气体，气体在砂中渗透的效果差，会产生速度慢，扩散不均匀，耗时长等问题，还避免了远离射砂口位置的型砂，无法更好的固化缺陷，能够在短时间内对砂芯各个部分快速均匀固化。

（3）本发明通过在底板上设置的振动器，实现了对模具的不同方位进行微震动，来提高砂的流动性，从而提高了砂芯的紧实度，进一步提高砂芯产品的质量。

（4）由于传统制芯工艺是通过射砂口气体固化或单一加热固化所以速度慢，而本发明中则是通过热气正压射入模具型腔内，由于负压抽真空时去除了模具型腔内气压热气可以快速固化砂型与砂芯。由于负压抽真空将砂子快速吸附到模具砂型密度好，再加热气多方向内部正压固化，所以固化均匀而且快，所以成型砂型质量好、速度快。

以下将结合附图与具体的实施例对本发明进行详细的解释说明。

附图说明

图1为本发明实施例中制芯设备用模具的整体结构示意图；

图2为本发明实施例模具中抽芯组件的结构示意图；

图3为本发明实施例中模具的整体分解结构示意图；

图4为本发明实施例模具中第一抽芯的连接结构示意图；

图5为图3A区放大示意图；

图6为本发明实施例制备的砂芯的结构示意图；

图7为本发明实施例制备的砂芯另一视角下的结构示意图。

附图说明

1、抽芯组件；11、底板；111、第一进气口；12、第一抽芯；121、定位块；122、密封垫；123、第一出气口；13、弧形托架；14、第二抽芯；15、进气端面；16、第二进气口；18、第二出气口；19、排气塞；2、模具本体；21、射砂喷口；22、定位槽；23、弧形凹槽；3、定位架；4、振动器；

5、砂芯；51、第一空腔；52、第二空腔。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更加全面的描述，附图中给出了本发明的若干实施例，但是本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于文本所描述的实施例，相反的，提供这些实施例是为了使对本发明公开的内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常连接的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语知识为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例:为解决传统的射砂机构中射砂与固化气体均通过顶部的射砂口注入，导致远离射砂口的砂芯部分会出现固化效果不佳，且固化不均匀、内部难以固化完全以及固化气体容易外溢的问题。本发明实施例提供了一种制芯设备用成型固化模具，通过射砂口与固化气体注入口分离的设计，并将出气端设于砂芯5内腔内部，使其从砂芯5内部注入，与砂芯5内侧壁相接触进行固化，固化气体从内到外进行均匀渗透，不仅固化效果更好，固化更加均匀，还能够将固化气体封闭在砂芯5内部，有效防止其从射砂口外溢，在显著提高固化效果的同时，固化更加均匀，且更加适用于大型砂芯5的固化。

具体的，本发明实施例中的成型固化模具，请着重参照附图1-5所示，所述模具包括抽芯组件1和模具本体2，所述抽芯组件1和模具本体2配合形成型腔，所述型腔内用于成型砂芯5，所述模具本体2上开设有射砂喷口21，所述射砂喷口21位于型腔的顶部。如图2所示，模具本体2为对称的两半式设计，合模状态下，如图1所示，围合形成整体的模具本体2结构。

所述型腔是由抽芯组件1外侧壁与模具本体2的内侧壁围合形成的。合模状态下，型砂从顶部的射砂喷口21射入型腔内，成型所需的砂芯。可以理解的是，所述抽芯组件1和模具本体2的结构不同，可以成型不同结构的砂芯，对此并不做过多限制。

本实施例中抽芯组件1上设有进气通道，进气通道的进气端与顶部或侧部的射砂喷口21相分离，所述进气通道的出气端位于所述砂芯5内腔，所述进气通道用于将加热后的固化气体导入所述砂芯5内腔，并从所述砂芯5内部对其进行固化，实现从砂芯5内部向外扩散渗透，避免出现砂芯5内部固化不完全的问题，固化效果更好，固化更加均匀。由于在合模状态下，固化气体进入砂芯5内腔后，会被封闭在砂芯5内腔内，不会造成固化气体外溢浪费的问题。

需要说明的是，进气通道可以是多个，当进气通道为多个时，可以从多个方向对砂芯5进行喷气固化处理，固化效率提升，固化效果也更好。

在一些可实现的实施例中，所述抽芯组件1包括沿第一方向布置的第一抽芯12，所述第一抽芯12用于成型所述砂芯5的第一内腔51，请参考图2中所示方位，这里的第一方向指的是垂直高度方向。

本实施例中第一抽芯12的周向侧壁上开设有第一出气口123，所述第一抽芯12上与外界相接触的端面设有第一进气口111，且所述第一进气口111与第一出气口123之间形成第一进气通道，第一进气通道实现从砂芯5底部进行固化处理，能够满足大型或高型砂芯5的固化需求。所述第一出气口123的数量不限于一个，当第一出气口123为多个时，可以较为均匀地分布于第一抽芯12的外周侧壁。

具体的，第一抽芯12包括在第一方向具有空腔结构的第一抽芯本体，第一抽芯本体的底部设有底板11，底板11上开设有多个第一进气口111。第一抽芯本体的顶部设有弧形托架13，弧形托架13用于对第二抽芯14进行支乘。所述弧形托架13为一对，对称设于第一抽芯本体的顶部两侧，且模具本体2上与所述弧形托架13相对应的位置设有弧形凹槽23，合模状态下，所述弧形托架13内嵌入弧形凹槽23内，通过弧形凹槽23和弧形托架13之间的相互配合，实现了提高了模具内部结构连接的稳定性。

请参考附图2和3所示，附图2和3所示，第一抽芯本体的两侧壁设有定位块122，模具本体2内侧壁设有与定位块122相匹配的定位槽22，且定位块222内嵌入定位槽22内，实现合模状态下，抽芯组件1和模具本体2之间的连接稳定性。

在一些可实现的实施方式中，抽芯组件1包括沿第二方向布置的第二抽芯14，所述第二抽芯14用于成型所述砂芯5的第二内腔52，且砂芯5的第二内腔52与第一内腔51相连通。请参考图2中所示方位，这里的第二方向指的是水平方向。

本实施例中第二抽芯14的周向侧壁上开设有第二出气口18，所述第二抽芯14的轴向端部设有与外界相连通的第二进气口16，且所述第二进气口16与第二出气口18之间形成第二进气通道，第二进气通道实现从砂芯5的上部进行固化处理，从砂芯5的不同高度位置对其进行固化，固化更加均匀，且固化效果更好，多个部位同时喷气固化还能够显著提供固化效率。所述第二出气口18的数量不限于一个，当第二出气口18为多个时，可以均匀地分布于第二抽芯14的周向侧壁。

优选的，本实施例中第二抽芯14为一对，对称设于所述第一抽芯12的两侧。所述第二抽芯14包括第二抽芯本体，所述第二抽芯本体为圆筒结构，且所述第二抽芯本体位于型腔内部的端面开设有第二出气口18，保证第二抽芯本体具有多个不同方向的出气口，出气更加均匀，能够实现多通道多方位的气体扩散渗透，提升固化效果。

如图2所示，本实施例中第二抽芯本体包括进气端面15，所述进气端面15用于从外侧封闭第二抽芯本体的内腔，且所述进气端面15上设有第二进气口16，这里的第二进气口16的数量不限于一个，便于实现多个进气通道。

更进一步的，本实施例中第二抽芯本体内腔内安装有进气管道，第二进气口16与所述第二出气口18之间通过所述进气管道实现连通，如图2所示，进气通道可以是与第二抽芯本体内腔相配合的圆筒结构，也可以是其他结构形式，只需要满足进气通道具有一定的内腔，能够向第二抽芯本体内腔内输送固化气体即可。所述进气管道的数量不限于一个，当所述进气管道数量超过一个时，每个所述进气管道的进气端均与所述第二进气口16相连通。

本实施例中进气管道的周向侧壁设有贯穿的第三出气口，且第三出气口的数量不限于一个。或者，所述进气管道与所述抽芯本体之间具有间隙，且所述进气管道远离进气端面15的一侧设有第三出气口，或者所述进气管道远离进气端面15的一侧为敞口设计。

需要说明的是，进气管道向第二抽芯本体内腔内输送固化气体，可以从进气管道的周向侧壁开孔输出，也可以从进气管道的敞口式设计的出气管口输出，还可以从封闭式的出气管口端面的通孔中输出，三种形式可以任选其一，也可以进行任意组合，只需要实现将进气管道内的固化气体输送至第二抽芯本体内腔中，并通过第二抽芯本体上的第二出气口18输出即可。

在一些可实现的实施方式中，第一抽芯12背离所述射砂喷口21的端部设有振动器4，且振动器4的数量不限于一个。通过振动器4的振动作用，不仅能够提高砂的流动性，还能够对射入型腔内的型砂进行振动捣实，提高砂芯产品的紧实度和质量。

本实施例中第一抽芯12和底板11之间通过螺栓连接，且所述第一抽芯12底部的下缘位置设置有一圈密封垫122，通过密封垫122，实现了提高第一抽芯12和底板11之间连接处的密封性，避免了漏砂的情况。

优选的，本实施例中每个所述的第一出气口123和第二出气口18内均可以设有排气塞19，当抽芯组件内腔为负压抽真空或者注入正压高温气体时，避免了砂随着气流穿过第一出气口123和第二出气口18，在实现向砂芯5内部通气的前提下，起到隔离砂的目的，实现气和砂分离，避免了砂进入抽芯组件内部空腔。

另一方面，本发明提供了一种制芯设备用模具的固化方法，采用上述成型固化模具对型砂进行固化处理，该固化方法包括以下步骤：

S1:射砂成型，在合模状态下，将型砂从模具本体2上的射砂喷口21射入型腔内，用于成型砂芯5（可以称为砂型）；

S2:加热固化，利用多个进气通道将加热至气态的固化介质注入型腔内部，与砂芯5周侧接触后扩散渗透，并从所述砂芯5的四周对其进行均匀固化，且所述进气通道的进气端与所述射砂喷口21相分离。传统工艺中由于通过射砂喷口21气体固化或者单一加热固化，不仅固化不均匀，固化速度慢，且远离射砂喷口21的砂芯部分会出现固化不完全，尤其是涉及大型或者高型的砂芯产品，而本实施例中通过多个进气通道同时向型腔内进气，从不同方向对砂芯5进行喷热气固化处理，能够有效解决固化不均匀、不完全以及固化速度慢的问题，有效提高砂芯产品的质量。

在一些可实现的方式中，加热至气态的固化介质通过多个所述进气通道注入砂芯5内腔，与其内侧壁相接触后扩散渗透，从所述砂芯5内部对其进行固化。实践中，由于所制备的砂芯产品结构不同，进气通道可设于抽芯组件1或者模具上。

本实施例中固化介质包括固化剂和固化促进剂中的至少一种，其中固化剂包括空气、二氧化碳、六亚甲基四胺以及柠檬酸中的至少一种；和/或，所述固化促进剂包括胺类固化促进剂、酸酐类固化促进剂、金属盐类固化促进剂以及硅烷偶联剂中的至少一种。

具体有三种固化方式：

（1）第一种固化方法包括以下步骤：

S1:在合模状态下，将型砂从模具本体上的射砂喷口射入型腔内，用于成型砂芯5；

S2:利用抽芯组件上的进气通道将加热后空气注入型腔内部，并与砂芯5内腔侧壁接触后扩散渗透，从所述砂芯5内部对其进行固化，固化完成后，开模，并取出抽芯组件后得到固化后的砂芯5。

具体的，将加热后的空气通过多个第一进气通道以及第二进气通道注入砂芯5内腔中，大大加快了对型砂固化的速度，同时使得对型腔内每一处砂固化的程度相同，更加的均匀，提高了固化的效果和产品的质量，更加适合大件和高件，相比于传统的制芯机模具，只能从模具顶部的射砂喷口注入气体，气体在砂中渗透的效果差，会产生速度慢，扩散不均匀，耗时长等问题，还避免了远离射砂口位置的型砂，无法更好的固化缺陷，可以实现在短时间内对砂芯5各个部分快速均匀固化。

此外，由于固化的进气通道直接连接模具，不需要多余的运动结构，大大节省了制芯时间和制造成本，还可以通过加热气体的方式固化，促进砂型内固化剂反应速度的加快。

（2）第二种固化方法包括以下步骤：

S1:在合模状态下，将型砂从模具本体上的射砂喷口射入型腔内，用于成型砂芯5；

S2:利用抽芯组件上的进气通道先将加热至气态固化剂或固化促进剂的注入型腔内部，并与砂芯5内腔侧壁接触后扩散渗透，从所述砂芯5内部对其进行固化，实现一次固化；

S3:然后再将加热后的空气注入型腔内部，并与砂芯5内腔侧壁接触后扩散渗透，从所述砂芯5内部对其进行固化，实现二次固化，固化完成后，开模，并取出抽芯组件后得到固化后的砂芯5。

具体的，将加热至气态的二氧化碳（实践中也可根据实际情况，选择其他气态固化剂或者固化促进剂，比如三乙胺等）以及加热后的空气通过多个第一进气通道以及第二进气通道先后分两批次注入砂芯内腔中，固化剂在被加热至气态时，体积不断膨胀，减少固化剂或固化促进剂用量，增大与砂芯的接触面积，将其首先通入砂芯5内腔中，可以完成一次固化，然后通入加热的空气对砂芯5进行二次固化，固化效果更好。

（3）第三种固化方法包括以下步骤：

S1:在合模状态下，将型砂从模具本体上的射砂喷口射入型腔内，用于成型砂芯5；

S2:将加热至气态的固化剂或固化促进剂和空气混合后，利用抽芯组件上的进气通道将混合气体注入型腔内部，并与砂芯5内腔侧壁接触后扩散渗透，从所述砂芯5内部对其进行固化，固化完成后，开模，并取出抽芯组件后得到固化后的砂芯5。

具体的，将加热至气态的二氧化碳（实践中也可根据实际情况，选择其他气态固化剂或者固化促进剂，比如三乙胺等）以及加热后的空气混合后，通过多个第一进气通道以及第二进气通道注入砂芯5内腔中，固化剂在被加热至气态时，体积不断膨胀，增大与砂芯5的接触面积，其与热空气混合后，能够有效提升固化效果。

优选的，上述三种固化方法中，在砂芯5成型前，利用抽芯组件上的进气通道对型腔内部进行负压抽真空处理，实践中可以在射砂前或者射砂的同时进行负压抽真空处理，使得型腔内的型砂快速附着于所述抽芯组件外侧壁，同时充实型腔内的各个部位，不仅使得型砂分布更加均匀，后续成型的产品质量更好，还能够有效缩短成型时间，提高成型效率。然后再利用正压的加热后的固化气体对砂芯5内部进行加热固化处理，大大加快了固化速度，提升了固化效果，特别是对于大件、高件产品的固化效果更加明显，因为从顶部射砂喷口，从砂芯5外部进行固化，气体的扩散渗透效果较差，速度较慢，且容易造成靠近射砂喷口处的砂芯部位出现过固化状态，而远离射砂喷口的部位还未达到完全固化，此外还容易出现内部固化不完全的问题，容易出现产品质量问题。

本实施例中采用负压抽真空与正压输入气态的固化介质相配合的固化方式，其优势在于：

1.由于传统制芯工艺是单一通过射砂口射砂，模具型腔内产生气压阻力所以成型速度慢，而本实施例中通过负压抽真空的方式快速将模具型腔内气体及射砂时的气体快速抽出模具，同时也将砂子快速吸附到模具各个部位形成快速成型。

2.由于传统制芯工艺是通过射砂口气体固化或单一加热固化所以速度慢，而本实施例中则是通过热气正压射入模具型腔内，由于负压抽真空时去除了模具型腔内气压热气可以快速固化砂型与砂芯。由于负压抽真空将砂子快速吸附到模具砂型密度好，再加热气多方向内部正压固化，所以固化均匀而且快，所以成型砂型质量好、速度快。

3.通过正负压工艺模具的排气通道不易堵塞，排气通畅，因为在正负压过程中清理了排气通道的积碳与残留树脂。

4.射砂时由于有了负压抽真空的助力射砂压力可以大大减小所以减少模具上的积碳和减少模具磨损，从而大大提升模具使用寿命，也可以有效的清理或减少模具上的积碳与废砂，保持模具清洁从而保证了砂型或砂芯质量，减少模具清理工序或清理时间。

在一些可实现的实施方式中，空气被加热后的温度为170℃~300℃，空气被加热后的压力为0.1mpa~0.8mpa，这是热空气的安全操作气压范围，保证固化操作的安全。

所述固化剂包括二氧化碳、六亚甲基四胺、柠檬酸以及硅烷偶联剂中的至少一种。固化剂受热膨胀后，体积会大大增加，增大与砂芯5的接触面积，使砂芯实现快速固化，增强砂芯5的强度与稳定性，提高其抗湿性和抗高温性能，同时可降低砂芯5中的气孔率，改善铸件的表面质量。

最后，本发明实施例还提供了一种制芯设备用模具的固化方法的应用，采用上述制芯设备用模具的固化方法对型砂进行固化处理；

所述固化方法适用于热芯或者冷芯工艺，且所述固化方法适用于制芯机、射芯机、冷芯机及各种制芯设备。

上述结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种制芯设备用模具的固化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1:射砂成型，在合模状态下，将型砂从模具本体（2）上的射砂喷口（21）射入型腔内，用于成型砂芯（5）；

S2:加热固化，利用多个进气通道将加热至气态的固化介质注入型腔内部，与砂芯（5）周侧接触后扩散渗透，并从所述砂芯（5）的四周对其进行固化，且所述进气通道的进气端与所述射砂喷口（21）相分离。

2.根据权利要求1所述的制芯设备用模具的固化方法，其特征在于，

加热至气态的固化介质通过多个所述进气通道注入砂芯（5）内腔，与其内侧壁相接触后扩散渗透，从所述砂芯（5）内部对其进行固化。

3.根据权利要求1所述的制芯设备用模具的固化方法，其特征在于，

所述固化介质包括固化剂和固化促进剂中的至少一种；

和/或，所述固化剂包括二氧化碳、六亚甲基四胺以及柠檬酸中的至少一种；

和/或，所述固化促进剂包括胺类固化促进剂、酸酐类固化促进剂、金属盐类固化促进剂以及硅烷偶联剂中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的制芯设备用模具的固化方法，其特征在于，

所述加热固化步骤中将加热后的空气注入型腔内部，从所述砂芯（5）内部对其进行固化，固化完成后，开模，并取出抽芯组件（1）后得到固化后的砂芯（5）。

5.根据权利要求1所述的制芯设备用模具的固化方法，其特征在于，

所述加热固化步骤中先将加热至气态的固化剂或固化促进剂注入型腔内部，并与砂芯（5）内腔侧壁接触后扩散渗透，从所述砂芯（5）内部对其进行固化，实现一次固化；

然后再将加热后的空气注入型腔内部，并与砂芯（5）内腔侧壁接触后扩散渗透，从所述砂芯（5）内部对其进行固化，实现二次固化，固化完成后，开模，并取出抽芯组件（1）后得到固化后的砂芯（5）。

6.根据权利要求1所述的制芯设备用模具的固化方法，其特征在于，

所述加热固化步骤中将加热至气态的固化剂或固化促进剂和加热后的空气混合后，将混合气体注入型腔内部，从所述砂芯（5）内部对其进行固化，固化完成后，开模，并取出抽芯组件（1）后得到固化后的砂芯（5）。

7.根据权利要求1-6任一项所述的制芯设备用模具的固化方法，其特征在于，

在砂芯（5）成型前，利用抽芯组件（1）上的进气通道对型腔内部进行负压抽真空处理，使得型腔内的型砂快速附着于所述抽芯组件（1）外侧壁，同时充实型腔内部。

8.根据权利要求7所述的制芯设备用模具的固化方法，其特征在于，

所述空气被加热后的温度为170℃~300℃；

和/或，所述空气被加热后的压力为0.1mpa~0.8mpa。

9.一种制芯设备用模具的固化方法的应用，其特征在于，采用如权利要求1-8任一项所述的制芯设备用模具的固化方法对型砂进行固化处理；

所述固化方法适用于热芯或者冷芯工艺；

和/或，所述固化方法适用于制芯机、射芯机、冷芯机及各种制芯设备。

10.一种制芯设备用成型固化模具，采用如权利要求1-8任一项所述的制芯设备用模具的固化方法对型砂进行固化处理，其特征在于，

所述模具包括抽芯组件（1）和模具本体（2），所述抽芯组件（1）和模具本体（2）配合形成型腔，所述型腔内用于成型砂芯（5）；

所述模具本体（2）上开设有射砂喷口（21），所述射砂喷口（21）位于型腔的顶部或侧部；

所述抽芯组件（1）上设有进气通道，所述进气通道的出气端位于所述砂芯（5）内腔，所述进气通道用于将气体导入所述砂芯（5）内腔，并从所述砂芯（5）内部对其进行固化。

11.根据权利要求10所述的制芯设备用成型固化模具，其特征在于，

所述抽芯组件（1）包括沿第一方向布置的第一抽芯（12），所述第一抽芯（12）用于成型所述砂芯（5）的第一内腔（51）；

所述第一抽芯（12）的周向侧壁上开设有第一出气口（123），所述第一抽芯（12）上与外界相接触的端面设有第一进气口（111），且所述第一进气口（111）与第一出气口（123）之间形成第一进气通道；

和/或，所述第一出气口（123）的数量不限于一个。

12.根据权利要求10或11所述的制芯设备用成型固化模具，其特征在于，

所述抽芯组件（1）包括沿第二方向布置的第二抽芯（14），所述第二抽芯（14）用于成型所述砂芯（5）的第二内腔（52）；

所述第二抽芯（14）的周向侧壁上开设有第二出气口（18），所述第二抽芯（14）的轴向端部设有与外界相连通的第二进气口（16），且所述第二进气口（16）与第二出气口（18）之间形成第二进气通道；

和/或，所述第二出气口（18）的数量不限于一个。

13.根据权利要求12所述的制芯设备用成型固化模具，其特征在于，

所述第二抽芯（14）为一对，对称设于所述第一抽芯（12）的两侧；

和/或，所述第二抽芯（14）包括抽芯本体，所述抽芯本体为圆筒结构，且所述抽芯本体位于型腔内部的端面开设有第二出气口（18）；

和/或，所述抽芯本体包括进气端面（15），所述进气端面（15）用于从外侧封闭抽芯本体的内腔，且所述进气端面（15）上设有第二进气口（16）。

14.根据权利要求13所述的制芯设备用成型固化模具，其特征在于，

所述抽芯本体内腔内安装有进气管道，第二进气口（16）与所述第二出气口（18）之间通过所述进气管道实现连通；

所述进气管道的数量不限于一个；

和/或，当所述进气管道数量超过一个时，每个所述进气管道的进气端均与所述第二进气口（16）相连通。

15.根据权利要求14所述的制芯设备用成型固化模具，其特征在于，

所述进气管道的周向侧壁设有贯穿的第三出气口；

和/或，所述第三出气口的数量不限于一个。

16.根据权利要求14所述的制芯设备用成型固化模具，其特征在于，

所述进气管道与所述抽芯本体之间具有间隙，且所述进气管道远离进气端面（15）的一侧设有第三出气口，或者所述进气管道远离进气端面（15）的一侧为敞口设计。

17.根据权利要求11所述的制芯设备用成型固化模具，其特征在于，

所述第一抽芯（12）背离所述射砂喷口（21）的端部设有振动器（4）；

和/或，所述振动器（4）的数量不限于一个。