[發明專利]一種芯砂混制工藝、熱芯盒制芯工藝及其制備的砂芯

無效

• 申請號: 201010599165.7
• 申請日: 2010-12-21
• 公開（公告）號: CN102000777A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 孫少軍;佟德輝;劉慶義;臧加倫;齊建;李明;任懷喜;李娜;劉云云;呂清軻;王仕春
• 申請（專利權）人: 濰柴動力股份有限公司
• 主分類號: B22C9/10
• 分類號: B22C9/10;B22C1/00;B22C15/24
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 魏曉波;逯長明

技術領域

本發明涉及鑄造領域，具體涉及一種芯砂混制工藝、熱芯盒制芯工藝及其制備的砂芯。

背景技術

熱芯盒制砂芯工藝，是鑄造生產中一種機器制造砂芯的方法，將鑄造用砂、熱固性樹脂和催化劑混合成的砂料射入具有加熱裝置的芯盒中，加熱到180℃～250℃，使貼近芯盒表面的砂料受熱，在溫度作用下，其粘結劑在很短時間內即可縮聚而硬化，形成砂芯，不須再進烘爐烘干，具有縮短生產周期等優點。而且，只要砂芯的表層有毫米結成硬殼即可自芯盒取出，中心部分的砂芯利用余熱和硬化反應放出的熱量可自行硬化，它為快速生產尺寸精度高的中、小砂芯(砂芯最大壁厚一般為50mm～75mm)提供了一種非常有效的方法，特別適用于汽車、拖拉機或類似行業的鑄件生產。

芯砂是鑄造生產中用于制造砂芯的材料，一般由鑄造砂、型砂粘結劑和輔加物等造型材料按一定的比例混合而成。砂芯在鑄型中大部分被高溫的液態金屬所包圍，而支撐定位部分的尺寸一般較小，因此芯砂除應具有一般型砂的性能外，還要求有較高的強度、透氣性、退讓性和潰散性。

熱芯盒制芯工藝按照制備芯砂使用的原料不同主要有覆膜砂制芯工藝和鉻礦砂熟料砂制芯工藝等。其中鉻礦砂熟料砂制芯工藝是按照一定比例將鉻礦砂、熟料砂和樹脂混制2min～3min，使用熱芯盒射芯機將混好的芯砂射制成型，經220℃～260℃，2min～3min加熱固化的一種芯砂成型方式。該工藝可以穩定可靠的生產長度約1m的干式缸套氣缸體水套芯，但是鉻礦砂為天然鉻礦石粉碎制得，形狀為尖角顆粒，在長期使用后，鉻礦砂對模具的磨損較大。

發明內容

本發明解決的問題在于提供一種芯砂混制工藝，其制備的芯砂用于熱芯盒制芯時對模具的磨損較小。本發明還提供了一種熱芯盒制芯工藝及利用這種制芯工藝制備的砂芯。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案為：

一種芯砂混制工藝，包括以下步驟：

a)將陶瓷砂和焙燒砂按照質量比4∶6～6∶4混合；

b)陶瓷砂和焙燒砂初混20-30s，向陶瓷砂和焙燒砂的混合物中加入固化劑，混合50s～60s后再加入熱芯盒樹脂，混制120-150s，所述熱芯盒樹脂的加入質量為陶瓷砂和焙燒砂總質量的1.8％～2.5％，所述固化劑的質量為熱芯盒樹脂質量的20％～30％。

作為優選，所述陶瓷砂的Al₂O₃含量大于等于75％。

作為優選，所述陶瓷砂耐火度大于等于1700℃，角形系數小于等于1.1。

作為優選，所述陶瓷砂中75％～80％的顆粒為40/70目或50/100目。

作為優選，所述焙燒砂中75％～80％的顆粒為40/70目或50/100目。

作為優選，所述熱芯盒樹脂為呋喃樹脂、酚醛樹脂或環氧樹脂中的一種。

作為優選，所述固化劑為磺酸固化劑、酚醛樹脂固化劑或環氧樹脂固化劑中的一種。

一種熱芯盒制芯工藝，包括以下步驟：

1)根據所述芯砂混制工藝混制芯砂；

2)使用射芯機將芯砂射制成型，再加熱固化；

3)將固化后得到的砂芯覆上涂料；

4)烘干砂芯。

一種砂芯，由所述熱芯盒制芯工藝制成。

本發明提供的熱芯盒制芯工藝與現有技術即鉻礦砂熟料砂制芯工藝的區別在于芯砂混制工藝，原砂采用陶瓷砂和焙燒砂，陶瓷砂為鋁礬礦高溫下風吹成型，形狀為球形，角形系數＜1.1，表面積小，焙燒砂為實體硅砂，角形系數＜1.2，而鉻礦砂為尖角結構，角形系數大于陶瓷砂和焙燒砂，熟料砂為孔隙片狀結構，容易容納樹脂，因此陶瓷砂和焙燒砂比鉻礦和熟料砂更節省樹脂；陶瓷砂和焙燒砂由于都經過高溫處理，砂體干凈，含泥量小于0.2％，而鉻礦砂為天然粉碎，含泥量比陶瓷砂和焙燒砂高；另外國內所用鉻礦砂多為南非出產，資源受國際大宗商品價格影響重大，運輸成本也高，而本申請使用的陶瓷砂為國內生產，資源更加充足；綜上幾點本發明的芯砂混制工藝意義重大，可以降低鑄造成本。基于陶瓷砂焙燒砂的形狀特點，在制芯過程中該芯砂對模具的磨損較小，砂芯脫模性好。由于使用的熱芯盒樹脂量小，使陶瓷砂焙燒砂砂芯潰散性好，因此采用本發明的熱芯盒制芯工藝生產的鑄件的內腔質量較好。