专利名称：一种生产热电偶铸铁保护管铸件的合脂油砂制芯方法
一种生产热电偶铸铁保护管铸件的合脂油砂制芯方法
方法领域
本发明涉及铸造制芯领域，尤其是涉及 一 种生产热电偶铸铁保护管铸 件的合脂油砂制芯方法。
背景方法
热电偶是一种温度测试装置，主要用于冶金、化工、材料、食品和轻
工等行业中多种热工设备的温度控制。热电偶铸铁保护管的作用 一是支 撑热电偶安装在所需测温的介质环境中；二是起保护作用，使热电偶在工
作环境下，免于被测介质的酸、碱腐蚀及高温氧化。热电偶铸铁保护管的 结构特点是一端为开口端，另一端为盲孔封闭端，且管壁薄而细长，其壁
厚约为10 12mm,内孔直径约20mm，按照使用场合需要，热电偶铸铁保 护管有多种长度规格，最长约2.8m,最短约1.0m。
热电偶铸铁保护管的结构特点，决定了其铸造生产有较大难度，如砂 芯要有很高的强度，在高温铁水的冲击力及浮力作用下，要求砂芯不掉砂, 不变形，不漂芯，不破裂；砂芯的排气要通畅，使其粘结剂在高温铁水作 用下发出的气体能够及时排除；砂芯表面光洁圆整，能够保证铸管内孔的 光洁度。
目前，生产铸铁热电偶铸铁保护管的制芯工艺是一次性制得芯子和芯 头相结合的砂芯，以二氧化硅含量大于90%的石英砂作为耐火骨料，水溶
性树脂为粘结剂，混制芯砂；釆用木制对开式芯盒；芯骨采用无缝钢管； 制芯时，将混制好的芯砂填入两半芯盒内，舂实刮平，下芯骨，合并芯盒 后，用木榔头轻轻敲打，使两半芯结合严实；再向芯骨管内通二氧化碳气 体固化，然后脱模并修芯；继而在砂芯上浸涂耐火涂料后，将砂芯进窑烘 干。这种生产工艺虽然能够制造出合格的砂芯，但生产中存在较多的问题，
4如工艺复杂，流程长，特别是要涂刷涂料后进行烘干，其中涂刷、搬运， 窑内排列等过程中砂芯时有损伤；手工制芯，对工人的方法及熟练程度要
求高；成本高，成品率较低；砂芯的质量不高，且直接影响铸铁保护管的 成品率和生产效率。
发明内容
本发明所要解决的方法问题在于针对上述现有方法中的不足，提供一 种生产热电偶铸铁保护管铸件的合脂油砂制芯方法，简化生产工艺的同 时，降低了生产成本，且制得的砂芯质量好，且成品率高。
为解决上述方法问题，本发明釆用的方法方案是 一种生产热电偶铸铁 保护管铸件的合脂油砂制芯方法，其特征在于包括以下步骤
步骤一、制作芯砂以90-110目的铸造原砂为耐火骨料，以合脂油 为粘结剂，将所述铸造原砂和合脂油放入混砂机中混制成芯砂，其中，所 述铸造原砂和合脂油的重量百分比为100: 2-2.8;
步骤二、制作芯子将步骤一中的芯砂分别填入芯盒一的两个半芯盒 中，舂实并刮平半芯盒中的芯砂，在其中一个半芯盒内放置芯骨，使芯骨 在芯砂中下陷2.5-3. 5mm，芯骨的前端伸出在该半芯盒的平面端之外，且 芯骨的伸出段长度不小于100mm,再将两个半芯盒合并形成芯盒一，用钢制 卡紧件横向卡装在芯盒一的外部，使两个半芯盒不产生相对位移，将卡紧 件和芯盒一整体放入电炉中烘烤，烘烤温度为20(TC-26(TC，保温烘烤时 间为3-4小时，烘烤完毕，将卡紧件和芯盒一出炉，取下卡紧件，打开芯 盒一，取出带有芯骨的芯子，备用；其中，所述芯盒一为纵向对开式钢制 管状体结构，且芯盒一的一端为盲孔封闭端，另一端为平面端，在芯盒一 的平面端上开有供芯骨伸出的芯盒中心孔，所述芯骨为直径是10mm且壁 厚是lmm的无缝钢管，且在芯骨的管壁上每间隔10mm开有直径是2. 5mm 的圆形出气孔；
步骤三、制作芯头用步骤一中的芯砂，并使用钢制对开式芯盒二制得芯头，再将从芯盒二中取出的芯头放入电炉中烘烤，烘烤温度为200°C
-260°C，保温烘烤时间为2-3小时，最后将芯头出炉，备用；其中，所述 芯头为长度不小于50隱的柱状体，贯通芯头开有芯头中心孔，所述芯头中 心孔前段部分的长度为25-30mm，且该芯头中心孔前段部分的直径与步骤 二中的芯子的直径相配合，所述芯头中心孔后段部分的直径与步骤二中的 芯骨的直径相配合；
步骤四、组装芯子和芯头将所述芯头套装在芯子的平面端，且芯头 中心孔的前段部分与芯子的平面端相配合，并使芯骨的伸出段在穿过芯头 中心孔的后段部分后，伸出在芯头之外。
步骤三中使用芯盒二制得芯头的过程为在芯盒二的对开模内部并围 绕芯模填充步骤一中的芯砂，舂实并刮平后，把敲击模放置在芯模的上部， 使敲击模底部的盲孔与芯模的上段部分配合，在敲击模上端向下方均勾加 力使芯砂紧实成形后，使用木榔头敲打敲击模，取下敲击模，脱去对开模 和芯模后，得到芯头；其中，所述芯盒二包括底模，设置在底模上且用来 形成芯头形状的左右对开的对开模，设置在底模上且用来形成芯头中心孔 的芯模，以及敲击模，所述敲击模底部的盲孔与芯模的上段部分相配合。
步骤一中所述铸造原砂和合脂油的重量百分比为100: 2.2。
步骤二和步骤三中烘烤温度均为22(TC。
本发明与现有方法相比具有以下优点1、本发明中芯子和芯头单独 制作，这是由于按照铸造生产合箱要求而设计的芯头横截面积大，其直径 一般为43mm,远大于芯子的直径。经工业化实践证明，这种制作方法简化 了芯盒结构，芯子和芯头在组装操作方便，大大提高了生产效率；另一方 面，在制作芯子时釆取芯盒整体烘烤工艺，而无需在芯子表面浸涂耐火材 料，这样简化生产工艺的同时，使芯子成品率达到100%,制得的芯子质 量好，继而使原来因砂芯质量问题造成的热电偶铸铁保护管铸件的废品率 由30%下降到5%以下。2、釆用合脂油为粘结剂，铸造原砂为耐火骨料 混制成芯砂，使砂芯生产成本大幅下降，以1.5m长的砂芯为例，由原每根2元的成本(包括原材料、人工、电费等)降低到现在的1.2元。
下面通过附图和实施例，对本发明的方法方案做进一步的详细描述。
图l为本发明砂芯的结构示意图。
图2为本发明芯头的结构示意图。 图3为本发明芯盒一的结构示意图。 图4为本发明装有卡紧件的芯盒一结构示意图 图5为本发明芯盒二的结构示意图。 附图标记说明
2— 芯头；
3- 1一封闭堵头；
3- 4 —活动堵头；
4- 2 —芯模；
5- 芯骨；
l一芯子； 3—芯盒一；
3- 3—芯盒中心孔;
4- 1一敲击模； 4-4一底模；
2- l —芯头中心孔；
3- 2 —开孔堵头； 4一芯盒二；
4- 3—对开模； 6 —卡紧件。
具体实施例方式
如图1所示，本发明包括以下步骤
步骤一、制作芯砂以90-110目的铸造原砂为耐火骨料，以合脂油 为粘结剂，并将所述铸造原砂和合脂油放入混砂机中混制成芯砂，其中， 合脂油是一种良好的芯砂粘结剂，而它作为石油裂解的副产品，来源广泛, 成本低；铸造原砂的耐火度足以符合本发明对耐火度的要求，且其成本远 低于高纯石英砂。所述铸造原砂和合脂油的重量百分比为100:2-100: 2.8,其中，优选铸造原砂和合脂油的重量百分比为100: 2.2。
步骤二、制作芯子1:将步骤一中混制好的芯砂分别填入纵向对开合 的芯盒一 3的两个半芯盒中，舂实并刮平两个半芯盒的芯砂，然后在其中 一个半芯盒内放置芯骨5,使芯骨5在芯砂中下陷2. 5-3. 5mm,芯骨5的前端伸出在该半芯盒的平面端之外，且芯骨5的前端伸出部分即伸出段长
度不小于100mm,再将两个半芯盒合并形成芯盒一 3，用钢制卡紧件6横向 卡装在芯盒一3的外部，使两个半芯盒不产生相对位移。如图4所示，将 卡紧件6和芯盒一 3整体放入带温控装置的电炉中烘烤，烘烤温度为200 °C-260°C,保温烘烤时间为3-4小时，烘烤完毕，将卡紧件6和芯盒一3 出炉，取下卡紧件6，打开芯盒一 3，取出带有芯骨5的芯子1备用。其 中，优选烘烤温度为22(TC。
其中，芯子1为用于成形热电偶铸铁保护管铸件内腔形状的柱状体， 且该柱状体的一端为弧面端，另一端为平面端；芯子1内部设置有芯骨5, 芯骨5的前端伸出芯子1的平面端。为增强芯子1的强度，在芯盒一 3内 部的芯砂中设置芯骨5,芯骨5由无缝钢管制得，且芯骨5的直径为10mm, 壁厚为lmm,在芯骨5的管壁上每间隔10mm开有直径为2. 5mm的圆形出气 孔。芯骨5上出气孔的设计使芯砂的透气性良好，兼有增强芯砂与芯骨5 结合的作用。
芯盒一 3为纵向对开式钢制管状体结构，且芯盒一 3的一端为盲孔封 闭端，另一端为平面端，该平面端上开有供芯骨5伸出的芯盒中心孔3-3。 在本实施方式中，芯盒一 3由纵向对开合的两个钢制半管体组成，在半管 体的两端分别焊接有封闭堵头3-1和开有半圆孔的开孔堵头3-2，当两个 半管体组合形成芯盒一 3时，在芯盒一3的内部，两个封闭堵头3-l的内 腔组合形成弧面，该弧面用来成形芯子1的弧面端，两个开孔堵头3-2上 的半圆孔组合形成供芯子1中芯骨5伸出的芯盒中心孔3-3。在本实施方 式中，两个半管体的内腔中均设置有活动堵头3-4，且每个半管体上活动 堵头3-4的内腔形状与该半管体上封闭堵头3-1的内腔形状对应一致，这 样，根据所需制作芯子1的长度，将两个活动堵头3-4粘结固定在该半管 体内的相对应位置，当两个半管体合并形成芯盒一 3时，两个活动堵头3-4 的内腔组合形成弧面。由此可见，活动堵头3-4使一个芯盒一 3能制作出 不同长度的芯子l，实现了一盒多用。
8步骤三、制作芯头2:用步骤一中混制好的芯砂，使用钢制对开式芯 盒二4制得芯头2，其制作过程为在对开模4-3的内部并围绕芯模4-2 填充步骤一中混制好的芯砂，舂实并刮平后，把敲击模4-1放置在芯模4-2 的上部，使敲击模4-l底部的盲孔与芯模4-2的上段部分配合，在敲击模 上端向下方均匀加力使芯砂紧实成形后，使用木榔头敲打敲击模4-1，取 下敲击模4-1,脱去对开模4-3和芯模4-2后，得到芯头2。将从芯盒二4 中取出的芯头2放入电炉中烘烤，烘烤温度为20(TC-26(TC,保温烘烤时 间为2-3小时，最后将芯头2出炉，备用。其中，优选烘烤温度为22(TC。
芯头2为长度不小于50隱的柱状体，贯通芯头2开有芯头中心孔2-1, 该芯头中心孔2-1前段部分的长度为25-30mm，且芯头中心孔2-1前段部 分的直径与步骤二中所述的芯子1的直径相配合，所述芯头中心孔2-1后 段部分的直径与步骤二中所述的芯骨5的直径相配合。
所述芯盒二 4包括底模4-4、对开模4-3、芯模4-2和敲击模4-1,对 开模4-3为左右对开式结构，该对开模4-3可拆卸安装在底模4-4上且用 来形成芯头2的形状；芯模4-2为柱状体，芯模4-2的直径与芯子1直径 的相同，该芯模4-2活动安装在底模4-4上并位于对开模4-3的两个模体 内腔的中心线上，并用来形成芯头中心孔2-1的形状；所述敲击模4-l底 部开有盲孔，且该盲孔与芯模4-2的上段部分相配合。
步骤四、组装芯子1和芯头2:将步骤三得到的芯头2套装在步骤二 得到的芯子1的平面端上，且芯头中心孔2-1的前段部分与芯子1的平面 端相配合，并使芯骨5的伸出段在穿过芯头中心孔2-1的后段部分后，伸 出在芯头2之外。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡 结构变换，均仍属于本发明方法方案的保护范围内。
权利要求
1. 一种生产热电偶铸铁保护管铸件的合脂油砂制芯方法，其特征在于包括以下步骤步骤一、制作芯砂以90-110目的铸造原砂为耐火骨料，以合脂油为粘结剂，将所述铸造原砂和合脂油放入混砂机中混制成芯砂，其中，所述铸造原砂和合脂油的重量百分比为100∶2-2.8；步骤二、制作芯子(1)将步骤一中的芯砂分别填入芯盒一(3)的两个半芯盒中，舂实并刮平半芯盒中的芯砂，在其中一个半芯盒内放置芯骨(5)，使芯骨(5)在芯砂中下陷2.5-3.5mm，芯骨(5)的前端伸出在该半芯盒的平面端之外，且芯骨(5)的伸出段长度不小于100mm，再将两个半芯盒合并形成芯盒一(3)，用钢制卡紧件(6)横向卡装在芯盒一(3)的外部，使两个半芯盒不产生相对位移，将卡紧件(6)和芯盒一(3)整体放入电炉中烘烤，烘烤温度为200℃-260℃，保温烘烤时间为3-4小时，烘烤完毕，将卡紧件(6)和芯盒一(3)出炉，取下卡紧件(6)，打开芯盒一(3)，取出带有芯骨(5)的芯子(1)，备用；其中，所述芯盒一(3)为纵向对开式钢制管状体结构，且芯盒一(3)的一端为盲孔封闭端，另一端为平面端，在芯盒一(3)的平面端上开有供芯骨(5)伸出的芯盒中心孔(3-3)，所述芯骨(5)为直径是10mm且壁厚是1mm的无缝钢管，且在芯骨(5)的管壁上每间隔10mm开有直径是2.5mm的圆形出气孔；步骤三、制作芯头(2)用步骤一中的芯砂，并使用钢制对开式芯盒二(4)制得芯头(2)，再将从芯盒二(4)中取出的芯头(2)放入电炉中烘烤，烘烤温度为200℃-260℃，保温烘烤时间为2-3小时，最后将芯头(2)出炉，备用；其中，所述芯头(2)为长度不小于50mm的柱状体，贯通芯头(2)开有芯头中心孔(2-1)，所述芯头中心孔(2-1)前段部分的长度为25-30mm，且该芯头中心孔(2-1)前段部分的直径与步骤二中的芯子(1)的直径相配合，所述芯头中心孔(2-1)后段部分的直径与步骤二中的芯骨(5)的直径相配合；步骤四、组装芯子(1)和芯头(2)将所述芯头(2)套装在芯子(1)的平面端，且芯头中心孔(2-1)的前段部分与芯子(1)的平面端相配合，并使芯骨(5)的伸出段在穿过芯头中心孔(2-1)的后段部分后，伸出在芯头(2)之外。
2. 按照权利要求1所述的 一种生产热电偶铸铁保护管铸件的合脂油砂 制芯方法，其特征在于步骤三中使用芯盒二 (4)制得芯头(2)的过程为 在芯盒二 (4)的对开模(4-3)内部并围绕芯模(4-2)填充步骤一中的 芯砂，舂实并刮平后，把敲击模(4-1)放置在芯模(4-2)的上部，使敲 击模(4-1)底部的盲孔与芯模(4-2)的上段部分配合，在敲击模上端向 下方均匀加力使芯砂紧实成形后，使用木榔头敲打敲击模(4-1),取下 敲击模(4-1),脱去对开模(4-3)和芯模U-2)后，得到芯头(2); 其中，所述芯盒二 (4)包括底模(4-4),设置在底模(4-4)上且用来 形成芯头(2)形状的左右对开的对开模(4-3),设置在底模(4-4)上 且用来形成芯头中心孔(2-1)的芯模(4-2)，以及敲击模(4-1),所 述敲击模(4-1)底部的盲孔与芯模(4-2)的上段部分相配合。
3. 按照权利要求l或2所述的一种生产热电偶铸铁保护管铸件的合脂 油砂制芯方法，其特征在于步骤一中所述铸造原砂和合脂油的重量百分 比为100 : 2. 2。
4. 按照权利要求l或2所述的一种生产热电偶铸铁保护管铸件的合脂 油砂制芯方法，其特征在于步骤二和步骤三中烘烤温度均为22(TC。
全文摘要
本发明公开了一种生产热电偶铸铁保护管铸件的合脂油砂制芯方法，其包括以下步骤首先，以合脂油为粘结剂，铸造原砂为耐火骨料混制成芯砂，再以芯砂为原料分别制作芯子和芯头，最后将芯子和芯头组装在一起构成砂芯，其中，用于制造芯子的芯盒一为纵向对开式钢制管状体结构，且在制造芯子时采用整盒烘烤工艺，用于制造芯头的芯盒二为钢制芯盒。本发明简化生产工艺的同时，降低了生产成本，且制得的砂芯质量好，且成品率高。
文档编号B22C9/10GK101480702SQ20091002115
公开日2009年7月15日 申请日期2009年2月17日 优先权日2009年2月17日
发明者河 闫, 闫惠来 申请人:西安鑫龙机械铸造有限公司