[發(fā)明專利]二氧化碳硬化冷芯盒制芯方法及車鉤鉤體芯制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110302131.1
• 申請(qǐng)日: 2011-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103028703A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙庚寧;凌云飛;王晶;周宇航
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 齊齊哈爾軌道交通裝備有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B22C9/10
• 分類號(hào): B22C9/10;B22C9/12;B22C1/10;B22C1/22
• 代理公司: 北京同立鈞成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 劉芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鑄鋼技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種二氧化碳硬化冷芯盒制芯方法，以及車鉤鉤體芯的制造方法。

背景技術(shù)

目前，國(guó)內(nèi)外采用較多的冷芯盒制芯方法是三乙胺法和二氧化硫法，而三乙胺和二氧化硫?qū)儆谟卸疚镔|(zhì)，容易污染環(huán)境和危害人類健康。進(jìn)入21世紀(jì)后，人們對(duì)環(huán)境的保護(hù)意識(shí)不斷增強(qiáng)，發(fā)展無(wú)毒、低毒氣體硬化法是冷芯盒的發(fā)展方向。二氧化碳是無(wú)毒、無(wú)味氣體，在空氣中允許的最大濃度為5000×10^-6％，因此二氧化碳硬化樹(shù)脂砂能夠滿足這一要求。

氣硬冷芯盒工藝是將原砂與冷芯盒樹(shù)脂混合后吹(射)入芯盒，然后吹入氣體固化劑，砂芯即在常溫下快速固化，凈化殘余的固化劑后，即可出芯。氣硬冷芯盒法是一種高效制芯工藝，與熱芯盒、殼芯比較具有高效、節(jié)能、勞動(dòng)條件好等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛用于鑄造生產(chǎn)中。現(xiàn)二氧化碳硬化樹(shù)脂砂冷芯盒法最常用的主要有堿性酚醛樹(shù)脂砂二氧化碳硬化冷芯盒法和聚丙烯酸鈉樹(shù)脂砂二氧化碳硬化冷芯盒法。其中堿性酚醛樹(shù)脂砂二氧化碳硬化的高溫強(qiáng)度明顯高于聚丙烯酸鈉樹(shù)脂砂，具有較強(qiáng)的抗開(kāi)裂性和抗變形性，但由于在高溫時(shí)出現(xiàn)一定的塑性，在車鉤鉤體芯上批量應(yīng)用后，車鉤鉤體芯產(chǎn)生裂紋缺陷的比例大，無(wú)法消除，因此在車鉤鉤體芯上未被長(zhǎng)期采用。

目前，車鉤鉤體芯的制造多采用聚丙烯酸鈉樹(shù)脂砂二氧化碳硬化冷芯盒制芯法。該方法主要是以聚丙烯酸鈉樹(shù)脂為固化樹(shù)脂、二氧化碳?xì)怏w為固化劑，通過(guò)配套的冷芯盒設(shè)備進(jìn)行射砂和通入二氧化碳?xì)怏w，使樹(shù)脂砂在很短的時(shí)間內(nèi)快速硬化。主要技術(shù)方案為：原砂采用粒度為50/100目的人造整型砂(即為普通人工硅砂，由巖石破碎后篩選而制成的，主要的沙粒形狀為尖角型顆粒)，聚丙烯酸鈉樹(shù)脂加入量占原砂重量的6％-7％，促硬劑Ca(OH)₂加入量占聚丙烯酸鈉樹(shù)脂重量的50％，吹入二氧化碳的時(shí)間為1min，射芯風(fēng)壓為0.5MPa，射砂時(shí)間為5秒。采用該技術(shù)方案試樣的即時(shí)強(qiáng)度為0.15-0.16MPa，24h干拉強(qiáng)度為0.4-0.5MPa。

現(xiàn)有技術(shù)中所采用的二氧化碳硬化冷芯盒制芯法的存在的主要問(wèn)題是：一方面，吹入的二氧化碳充型不均勻，內(nèi)部吹不透，導(dǎo)致砂芯從表面至心部整個(gè)截面上硬化不均勻，表現(xiàn)為表面硬化充分，心部硬化不充分；另一方面，砂芯強(qiáng)度較低，在放置過(guò)程中易出現(xiàn)變形、開(kāi)裂，砂芯尺寸精度難以保證。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所解決的主要技術(shù)問(wèn)題在于提供一種二氧化碳硬化冷芯盒制芯方法，使砂芯表面至心部整個(gè)截面上硬化均勻，利于砂芯強(qiáng)度的提高。

本發(fā)明還提供了一種制造車鉤鉤體芯的方法，通過(guò)對(duì)制芯工藝的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)利用二氧化碳硬化冷芯盒工藝批量生產(chǎn)車鉤鉤體芯的目的。

本發(fā)明提供了一種二氧化碳硬化冷芯盒制芯的方法，該方法包括：

在原砂中加入聚丙烯酸鈉樹(shù)脂和促硬劑并采用混砂機(jī)混制，出砂加入到冷芯盒制芯砂斗中，射芯吹入二氧化碳使樹(shù)脂砂硬化的過(guò)程，其中，所述原砂采用粒度為40/70目和50/100目的兩種整型砂混合而成。

本發(fā)明所用的整型砂是指將對(duì)原料實(shí)施破碎、篩選等處理(整型處理)后的原料砂，例如可以是對(duì)巖石實(shí)施破碎并篩選而制成硅的砂，優(yōu)選使用優(yōu)質(zhì)人造整型砂，也即行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中定義的精制人工硅砂，其沙粒形狀多數(shù)為尖角型和球型顆粒，更利于提高型砂的流動(dòng)性。

根據(jù)本發(fā)明提供的二氧化碳硬化冷芯盒制芯的方法，優(yōu)選地，采用粒度為40/70目和50/100目的兩種整型砂，優(yōu)選是優(yōu)質(zhì)人造整型砂，按重量比為1∶1混合得到原砂。

根據(jù)本發(fā)明的方案，“40/70目”和“50/100目”分別表示所使用的整型砂的粒度集中在40-70目之間和50-100目之間。

實(shí)際操作中，一般選擇相應(yīng)的篩網(wǎng)，收取相應(yīng)粒度區(qū)間的原料砂，混合制成本發(fā)明所用的原砂，也可以直接購(gòu)買符合要求原料砂。

在制芯工藝中，聚丙烯酸鈉樹(shù)脂作為固化樹(shù)脂，用量過(guò)多會(huì)增加粘度，導(dǎo)致原砂的流動(dòng)性降低。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，在選擇適當(dāng)?shù)脑扒疤嵯拢瑑?yōu)選控制聚丙烯酸鈉樹(shù)脂加入量占原砂重量的4.5-6％，相比于現(xiàn)有技術(shù)，更提高了砂芯的流動(dòng)性和強(qiáng)度，同時(shí)也降低了成本。本發(fā)明使用的聚丙烯酸鈉樹(shù)脂沒(méi)有特殊限定，均為本領(lǐng)域常規(guī)原料。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，優(yōu)選的促硬劑可以是Ca(OH)₂，并且優(yōu)選控制該促硬劑的加入量占聚丙烯酸鈉樹(shù)脂重量的40-45％即可滿足制芯工藝的要求，相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明工藝中促硬劑的用量雖然降低了，但在實(shí)現(xiàn)砂芯強(qiáng)度提高的前提下，卻降低了發(fā)氣量，同時(shí)也降低了成本。