[發(fā)明專利]鑄件砂芯制造方法無效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201110451232.5 | 申請日： | 2011-12-29 |
| 公開（公告）號： | CN103182474A | 公開（公告）日： | 2013-07-03 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 何春華 | 申請（專利權(quán)）人： | 廣西玉柴機器股份有限公司 |
| 主分類號： | B22C9/10 | 分類號： | B22C9/10 |
| 代理公司： | 北京中譽威圣知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11279 | 代理人： | 王正茂;彭曉玲 |
| 地址： | 537005 廣西*** | 國省代碼： | 廣西;45 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 鑄件 制造 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種鑄件砂芯制造方法，特別涉及一種大型柴油機氣缸體鑄件砂芯制造方法。
背景技術(shù)
柴油機氣缸體是一種具有復雜型腔的機械零件，其內(nèi)部空間不僅大而且有很多復雜的曲面和不規(guī)則孔道，在氣缸體的鑄造工藝中，需要根據(jù)型腔的形狀首先制作出砂芯，然后把砂芯放入鑄模中，再合模澆鑄出毛坯件。在普通的車用柴油機中，氣缸體毛坯件的重量一般為0.4噸以下，其體積相對較小，對氣缸體的密閉性要求也相對較低，采用常規(guī)的砂芯制造工藝就可以滿足鑄造工藝的要求。
在一些特殊的大型柴油機氣缸體(例如船用柴油機氣缸體)的鑄造工藝中，由于氣缸體鑄造毛坯件的重量往往會達到2.4噸甚至更多，其內(nèi)部的型腔體積和孔道直徑都比較大，同時還有比普通的車用柴油機更加嚴格的防滲漏要求。在這種零件的生產(chǎn)中采用常規(guī)的砂芯制造工藝會產(chǎn)生一些問題：
首先是砂芯中所含有的水分和雜質(zhì)在澆鑄的過程中會產(chǎn)生氣體，在型腔和孔道都比較大的時候，砂芯的體積也會相應地變得比較大，會在澆鑄時產(chǎn)生很多的氣體，往往在砂芯內(nèi)部受熱產(chǎn)生的氣體沒有及時排出時毛坯件就已經(jīng)冷卻凝固，這樣就使得鑄件內(nèi)部氣壓過高，型腔內(nèi)表面會受到氣壓的影響而產(chǎn)生穿孔、氣泡、局部變形等缺陷，嚴重影響良品率；
其次是傳統(tǒng)的砂芯制造工藝中會在鑄模上開設(shè)一些排氣孔道，澆鑄過程中液態(tài)金屬可能會進入這些預留的排氣孔道內(nèi)并堵塞排氣孔道，造成氣體無法及時排出，引起鑄造缺陷；
再次是砂芯自身的形狀是不規(guī)則的，粗厚位置的砂芯在澆鑄中受到熱傳導速度的影響，其中心位置的砂子會在澆鑄經(jīng)過一段時間后才產(chǎn)生氣體，而此時的鑄件已經(jīng)開始凝固成型，這些后產(chǎn)生的氣體不能及時排出，很容易造成砂芯的斷裂和/或局部氣壓過高，從而影響到型腔的最終形狀。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，公開一種可以在大型柴油機氣缸體鑄造工藝中有效排出氣體的鑄件砂芯制造方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開如下技術(shù)方案：
一種鑄件砂芯制造方法，包括如下步驟：
(a)混砂步驟：將砂料、粘接劑和固化劑混合攪拌，形成均勻的混合砂；
(b)填砂步驟：將步驟(a)中形成的混合砂分別填入上、下芯盒內(nèi)；
(c)氣道材料植入步驟：在填砂后的所述上、下芯盒的分芯面上分別刮出排氣槽，然后在所述排氣槽內(nèi)放入受熱后會發(fā)生氣化的氣道材料；
(d)砂芯成型步驟：閉合所述上、下芯盒，并保持一段時間，直至砂芯中的固化劑凝固使砂芯成型。
優(yōu)選地，所述氣道材料是泡沫塑料。尤其優(yōu)選地，所述泡沫塑料是可發(fā)性聚苯乙烯樹脂EPS、新型可發(fā)性共聚樹脂STMMA或可發(fā)性聚甲基丙烯酸甲酯樹脂EPMMA中的任一種。
優(yōu)選地，所述混砂步驟中的砂料是耐火砂或硅砂，所述粘接劑是占所述混合砂重量比為1.5～1.8％的低氮呋喃，所述固化劑是占所述混合砂重量比為0.45～0.72％的液態(tài)對甲苯磺酸。
優(yōu)選地，所述砂料是耐火砂時，所述混砂步驟中的混合攪拌時間為40～60秒。尤其優(yōu)選地，所述耐火砂的耐火度不低于1800℃，其中含有重量比不低于85％的α晶型氧化鋁，含水量不超過重量比0.2％，并且砂子顆粒的角形系數(shù)不超過1.1、圓度至少為95％、抗壓強度至少為69MPa、球度至少為95％、密度為2.2g/cm3、粒度為50～100目。
優(yōu)選地，所述硅砂的燒結(jié)點至少為1300℃、含水量不超過重量比0.2％、含泥量小于重量比0.2％、粒度為50～100目、角形系數(shù)不超過1.30。
優(yōu)選地，所述低氮呋喃為含氮量小于重量比3％的無游離酚呋喃，其粘度為10～20mpa·S、密度為1.15～1.20g/cm3、含水量重量比小于10％、pH值為5～6.5、游離甲醛含量重量比不大于1.5％。
優(yōu)選地，所述液態(tài)對甲苯磺酸中的總酸重量比為23～27％、游離酸重量比為4～10％，在20℃時的密度為1.05～1.15g/cm3、粘度為10～30mPa·s。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
1、在砂芯內(nèi)埋設(shè)了氣道材料，當澆鑄時，氣道材料受熱氣化，從而在砂芯內(nèi)部形成氣道，利用現(xiàn)有的鑄模氣道開設(shè)手段(例如鉆孔)，在砂芯的氣道出口處開設(shè)鑄模氣道，從而會形成直達型腔內(nèi)部的氣體通路，能夠十分有效和及時地將大型鑄件內(nèi)部的澆鑄氣體排出，還由于此時形成的氣道是從砂芯內(nèi)部通向外面，澆鑄的液態(tài)金屬不會進入到氣道中，可以避免堵塞。
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