[發明專利]一種冷凍型芯制備方法

在審

• 申請號: 202110079101.2
• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN112916807A
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 謝衛東;魏國兵;陳浩;孫黎;楊艷美;柯珦楠;柏星宇
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: B22C9/10
• 分類號: B22C9/10;B22C1/16;B22C1/18;B22C5/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種冷凍型芯制備方法，包括造型和制芯，其特征在于：包括以下制備步驟：

A.制備低溫型芯砂：以原砂(包括回用砂)、水及添加劑為原料，采用冷凍、混合等方法，制備顆粒狀低溫型芯砂；

B.制備冷凍型芯：將顆粒狀低溫型芯砂一次性或分批填入造型砂箱或者制芯芯盒，緊實后得到待硬化的型芯，將型芯密閉并抽為真空，之后再吹入氣體，待砂粒表面的部分或者全部冰變成水后，停止吹氣，靜置到砂粒表面的水變成冰且型芯強度足夠高時，脫模或打開芯盒，獲得冷凍型芯；

C.合箱澆鑄：冷凍型芯合箱或組芯后，澆鑄金屬液，金屬液冷凝為鑄件后，分離鑄件和砂；

D.循環利用砂：去除步驟C分離出的砂中的雜質，得到回用砂，重復步驟A～C，實現砂的循環利用。

2.根據權利要求1所述的一種冷凍型芯制備方法，其特征在于：A步驟中，所述原砂為硅砂、石英砂、鋯砂、鎂砂、剛玉砂、鋁硅系耐火材料砂、鉻鐵礦砂、橄欖石砂、石灰石砂、石墨砂、人造寶珠砂中的一種或兩種及多種上述各類別砂的混合物；所述添加劑為膨潤土、硅酸鹽粘結劑、磷酸鹽粘結劑和有機粘結劑中的一種或兩種及多種上述類別粘結劑的混合物；各原料的配比為：水占原砂的0～15％(質量百分比，下同)，添加劑占原砂的0～15％。

3.根據權利要求1所述的一種冷凍型芯制備方法，其特征在于：A步驟中，所述制備顆粒狀低溫型芯砂的方法為將原砂冷凍到-0.1℃～-150℃后，再與水、汽、冰或雪及添加劑混合，得到顆粒狀低溫型芯砂。

4.根據權利要求1所述的一種冷凍型芯制備方法，其特征在于：A步驟中，所述制備顆粒狀低溫型芯砂的方法為將原砂、水、添加劑混和均勻后冷凍到-0.1℃～-150℃，再將其分散，得到顆粒狀低溫型芯砂。

5.根據權利要求1所述的一種冷凍型芯制備方法，其特征在于：B步驟中，所述抽真空的相對真空度為0～-101KPa。

6.根據權利要求1所述的一種冷凍型芯制備方法，其特征在于：B步驟中，所述吹入氣體的溫度為室溫～1000℃。

7.根據權利要求1所述的一種冷凍型芯制備方法，其特征在于：B步驟中，所述吹入氣體中含有液態、固態或氣態的水。

8.根據權利要求1所述的一種冷凍型芯制備方法，其特征在于：B步驟中，所述密閉、抽真空、吹入氣體三種操作中，省略其中的一種、兩種或全部。

9.根據權利要求1所述的一種冷凍型芯制備方法，其特征在于：B步驟中，所述抽真空和吹入氣體兩步操作，根據型芯形狀、大小等不同，交替重復1～100次。

10.一種實現權利要求1所述的冷凍型芯制備方法的裝置，其特征在于：包括制備低溫型芯砂的冷凍及混合系統、造型制芯系統、砂回用系統等；各系統之間按照鑄件質量保障、操作便利、物流合理、能量利用充分等原則布局及銜接；其中造型制芯系統由造型制芯工裝模具、填砂及實砂裝置、型芯砂、密閉裝置、抽真空裝置和吹氣裝置組成。