CN1923406A

CN1923406A - 一种冷芯

Info

Publication number: CN1923406A
Application number: CN 200610096121
Authority: CN
Inventors: 杨林龙
Original assignee: SUZHOU INDUSTRIAL PARK MINGZHI CASTING EQUIPMENT Co Ltd
Current assignee: Suzhou Mingzhi Technology Co Ltd
Priority date: 2006-09-18
Filing date: 2006-09-18
Publication date: 2007-03-07
Anticipated expiration: 2026-09-18
Also published as: CN100391650C

Abstract

本发明公开了一种冷芯，包括砂芯本体，其特征在于：主要由周边紧密压合的上芯和下芯构成，本体内设有空腔，设有复数个与上芯、下芯固定连接的连芯柱，本体的壁厚在10～60毫米之间。其制作方法是，分别制作上芯和下芯，所述上芯和下芯上对应连芯柱的位置连接面低于侧壁的表面，且中央设置通孔；将上芯和下芯相对放置，使上芯与下芯各对应通孔位置相互对准；将上芯和下芯压合，通过对上芯与下芯上对应的通孔进行，直至上、下芯的通孔处对接构成连芯柱。本发明通过上下芯两片连接完成合芯，获得中空式的砂芯本体，在确保承压强度的情况下，提高了砂芯的退让性，避免大型铸件时出现的开裂现象。

Description

一种冷芯

技术领域

本发明涉及一种铸造造型中使用的砂芯，具体涉及对冷芯砂芯结构改进及其制作方法。

背景技术

铸造工业中所使用的砂芯根据其制作工艺的不同可分为热芯及冷芯两种，热芯是通过对芯盒加热使芯盒内的芯砂硬化成型，但制作过程中，芯盒因受热易于变形，会对砂芯的形状和尺寸产生影响；而冷芯则是通过芯砂与粘结剂树脂混合后加入固化剂使其在低于80℃的温度下硬化成型，依据固化剂的不同分为三乙胺法、二氧化硫法、β法等，以三乙胺法为例，其基本工艺方法是：①用聚异氰酸脂和酚基树脂混制的芯砂放入射筒中；②用压力空气射入夹紧的芯盒中(一般由射芯机构完成)；③吹入经气化的三乙胺；④芯砂固化成型；⑤脱模出砂芯。由于冷芯在常温下完成，易于实现，因而得到广泛应用。

随着铸造业的发展，已不再满足于制造小型铸件，如用于火车车箱的支撑架、侧架等，需要提供大型的砂芯(一般长度大于2米)。在大尺寸下，热芯产生的形变可达5毫米左右，因而不能使用。当使用冷芯时，现有技术中通常采用的有两种，一种在固化后的强度在14kg/cm²左右，用现有的冷芯砂芯结构铸造时，铸件冷却收缩时会受到较大的阻力，在大尺寸下造成铸件应力集中部位的开裂报废；另一种采用水玻璃砂，其固化后的强度在2-3kg/cm²，无法制成大尺寸的型芯，只能采用分段处理的方式，即将制作一个铸件的砂芯分为几段，然后铸造时再拼接各砂芯构成整个完整的砂芯，为了克服砂芯在金属液体中的浮力，各分体砂芯在适合的位置需加芯撑。然而如此便出现了铸件质量问题，在各砂芯的拼接处存在接缝及芯撑与铸件本体的结合不良，从而使铸件在使用时，披缝及结合不良处成为铸件的应力集中点，造成零件失效；另一方面，由于砂芯为实心，对原料的消耗量较大，尤其是在大型砂芯的制作中，增加了每一铸件的制造成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构改进的冷芯，解决现有技术中制作大尺寸铸件时铸件出现开裂、披缝及芯撑结合不良的问题。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种冷芯，包括砂芯本体，所述本体主要由上芯和下芯构成，本体内设有空腔，本体的壁厚在10～60毫米之间，上芯和下芯通过复合构成整体砂芯。

上述技术方案中，所述冷芯是指现有技术中在低于80℃的温度下固化而成的砂芯，运用砂芯填充所制铸件的空腔，铸件在冷却收缩过程中受到砂芯的阻力，为适当的提供给铸件收缩的空间，在冷芯本体内设置空腔，减小砂芯的抗变强度。为使砂芯中实现空腔，将砂芯分为上芯和下芯两片，通过两片砂芯间的复合连接为整体，这种复合，可以是设置连芯柱进行两次射砂，也可以是胶体粘合，还可以是螺钉固定连接；同时，本体的壁厚需达到10～60毫米，以提供本体足够的受压强度及适当的铸件收缩空间。

进一步的技术方案，所述上芯和下芯周边紧密压合，设有复数个与上芯、下芯固定连接的连芯柱，所述连芯柱分布于本体侧壁或空腔内。连芯柱的分布根据冷芯的大小而定，可以分布于本体侧壁间，也可以分布于空腔内，或者在本体侧壁和空腔内均设有连芯柱。

上述技术方案中，相邻所述连芯柱之间的间距≤400毫米。一般地，连芯柱可以均匀分布，以较好地保证冷芯的整体性，并使上、下芯之间紧压，尽量减小上、下芯之间的缝隙。

进一步的技术方案为，所述本体空腔内设有加强筋，加强筋的厚度在10～60毫米之间，加强筋的数量及位置可根据所制砂芯的大小、空腔体积决定，以提高砂芯的热态强度。

优选的技术方案为，所述本体的壁厚在16～25毫米之间。

上述冷芯的制作方法，以采用连芯柱结构为例，包括以下步骤：

(1)2分别采用射芯机制作上芯和下芯，所述上芯和下芯上对应连芯柱的位置连接面低于侧壁的表面，且中央设置通孔；

(2)将上芯和下芯相对放置，使上芯与下芯各对应通孔位置相互对准；

(3)将上芯和下芯压合，通过射芯机对上芯与下芯上对应的通孔进行连芯，获得中空砂芯；

(4)保持加压，待冷芯固化后脱模，获得内部设有空腔的冷芯。

上文中，所述射芯机为现有技术中所采用的用于制成砂芯的机器设备，一般由机架、射砂机构、砂射筒、吹气固化机构、芯盒夹紧定位机构和气体发生器及控制部分组成，先将芯砂注入射砂筒中，通过射砂机构将芯砂射入芯盒中，压缩空气，吹入使芯砂固化的气体，芯砂固化成型后脱模、出芯。通过上述制芯过程分别完成步骤(1)中的上芯和下芯成型，然后依次完成步骤(2)、(3)，在步骤(3)中将通过各连芯柱连接的上芯和下芯相互压紧，使两者合为一体，同时达到密封，避免披缝的形成。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1.由于本发明砂芯本体由上芯和下芯合成，且在本体内设置空腔，利用连芯柱将上芯与下芯连接成整体砂芯，与以往实心砂芯相比较，在铸件生产时，尤其是大型铸件时，本体内的空腔为铸件收缩提供足够的退让空间，从而可避免铸件冷却时在应力集中点出现表面裂缝现象；

2.通过对连芯点的连芯，构成使上、下芯合芯的连芯柱，同时通过对两片砂芯加压，使上芯与下芯对应的各侧壁密封闭合，构成整体砂芯，从而可避免披缝的产生，既而提高铸件内侧表面的光滑度，提高铸件质量；

3.由于砂芯本体内设有空腔，为中空砂芯，从而可减少芯砂原料的使用，降低铸件成本，同时也减轻砂芯清理强度；另一方面，由芯砂的原料及砂芯的硬化成型均需使用化学产品，减少芯砂原料便能减少化学制品的使用，减少对环境的污染，亦降低生产成本；

4.由于砂芯本体的侧壁上设置有排气道，该排气道与本体内的空腔相通，在热态铸件情况下，将密闭空腔内的气体导出，减小内压，提高砂芯本体的退让性；

5.由砂芯为整体砂芯，取消了芯撑，避免了芯撑与铸件本身结合不良的缺陷。

附图说明

附图1本发明实施例一的结构示意图；

附图2为图1中下芯的结构示意图；

附图3为图1的A-A剖示放大图。

其中：1、上芯；2、下芯；3、空腔；4、连芯柱；5、加强筋；6、本体。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：参见附图1至附图3所示，一种冷芯，包括砂芯本体6，所述本体包括上芯1和下芯2，本体内设有空腔3，空腔内设有加强筋6、用于连接上芯与下芯的9个连芯柱4，其布置为：分置于本体左、右侧壁上的两列，每列两个连芯柱4，中间加强筋5上布置有3个连芯柱，左、右两翼的空腔内各设有1个连芯柱4，横向列间的连芯柱间距为300毫米，纵向相邻的连芯柱之间的间距为200毫米；本体空腔内侧壁与外侧壁之间的壁厚为20毫米。

本实施例冷芯的制作方法，包括以下步骤：

(1)分别通过第一、第二3C射芯机分别制成上芯和下芯；

(2)将上芯或下芯之一的砂芯置于第三3C射芯机中，翻转另一砂芯180度，置于第三3C射芯机中，使上芯与下芯各对应位置相对应；

(3)通过第三3C射芯机对上芯与下芯上对应的连芯点进行二次射砂，直至上、下芯的连芯点对接构成连芯柱，第三3C射芯机的设置使其能压紧上芯和下芯，给予均匀的压力，保证两者间的密合；

在上述步骤(1)与(2)之间，为提高上芯与下芯之间的合芯度，可增加人工修芯的工序，一般由机械手将(1)中制成的上芯、下芯分别送至人工修芯工位处，修芯后，再由机械手送至第三3C射芯机处，完成以下(2)、(3)、(4)步骤，制成一个完整的中空砂芯。

通过由二次射砂完成的带有空腔的砂芯本体，突破了传统的实心冷芯结构，从而可用于大型铸件的制造，具有良好的退让性，可避免铸件受收缩阻力过大而出现的热裂；另一方面，通过连芯柱的设置，将上下两片芯片连接为一整体，并通过加压的工序，避免了芯片拼接时易出现的披缝，得到一完整的砂芯本体，防止铸件时由披缝造成的应力点，提高铸件的质量；第三，由于空腔的存在，可减少对芯砂原料的使用，降低生产成本，同时减少砂芯成型所需的化学制品对环境的污染；因而，本发明的砂芯适用于各类铸件的使用，尤其是大型铸件中的使用。

实施例二：一种冷芯，包括砂芯本体，所述本体主要由上芯和下芯构成，本体内设有空腔，本体的壁厚在10～60毫米之间，上芯和下芯通过复合构成整体砂芯。本实施例中，上芯和下芯之间通过胶体粘合形成整体结构。

Claims

1.一种冷芯，包括砂芯本体[6]，其特征在于：所述本体主要由上芯[1]和下芯[2]构成，本体内设有空腔[3]，本体的壁厚在10～60毫米之间，上芯和下芯通过复合构成整体砂芯。

2.根据权利要求1所述的冷芯，其特征在于：所述上芯[1]和下芯[2]周边紧密压合，设有复数个与上芯、下芯固定连接的连芯柱[4]，所述连芯柱分布于本体侧壁或空腔内。

3.根据权利要求2所述的冷芯，其特征在于：相邻所述连芯柱[4]之间的间距≤400毫米。

4.根据权利要求1或2所述的冷芯，其特征在于：所述本体空腔内设有加强筋[6]，加强筋的厚度在10～60毫米之间。

5.根据权利要求1所述的冷芯，其特征在于：所述本体[6]的壁厚在16～25毫米之间。