一种水玻璃砂CO₂负压吹气硬化工艺的制作方法

专利名称：一种水玻璃砂CO₂负压吹气硬化工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械制造行业铸造领域，特别涉及一种水玻璃砂CO2负压吹气硬化工艺。
背景技术：
水玻璃砂铸造工艺是最常用的三大砂型铸造工艺之一而获得广泛应用。CO2硬化水玻璃砂工艺是常用的水玻璃砂工艺之一，根据吹CO2的方法不同又可分为普通CO2水玻璃砂工艺和真空吹CO2硬化水玻璃砂工艺。普通CO2水玻璃砂工艺通过向紧实后的铸型(芯)内插入管子或用吹气罩将紧实后的铸型(芯)罩起后吹CO2气体使水玻璃砂型硬化。该工艺水玻璃加入量大，硬化过程不稳定，易出现“过吹”现象，旧砂溃散性差。真空吹CO2硬化水玻璃砂工艺(VRH法)是将紧实后的水玻璃砂型连同模板一起送入一真空室内抽气，当达到一定的真空度后，向室内通入CO2气体，使铸型硬化的一种铸造工艺。该工艺CO2消耗量少，旧砂的溃散性好，但需要有专门设计的真空室，使投资增加，给生产的组织带来不便。

发明内容
本发明针对CO2硬化水玻璃砂工艺存在的问题，提供了一种能够降低水玻璃加入量和CO2消耗量，提高旧砂溃散性和降低成本的水玻璃砂CO2负压吹气硬化工艺。为了实现上述发明目的，本发明提供了一种水玻璃砂CO2负压吹气硬化工艺，所述工艺包括以下步骤:(I)模板和模型上均开设有若干个排气孔，排气孔内设置有排气塞，将模型固定在模板上，使模型上的排气孔与模板上的排气孔上下对应；(2)将砂箱放到模板上，向砂箱内加入混制好的水玻璃砂并紧实，刮平砂箱的上表面，去除多余的水玻璃砂，得到砂型；(3)在砂箱的上方连接CO2通气装置，在模板的下方设置与真空系统连接的抽气室;(4)启动真空系统，使抽气室内形成负压；(5)打开CO2通气装置，向砂型上方吹入CO2气体，在负压的诱导下使CO2气体从砂型的上表面向模板均匀渗透，在此过程中，CO2和型砂充分接触，使砂型硬化；(6)待砂型充分硬化后，关闭真空系统和CO2通气装置，起模完成造型过程。所述步骤(3)中的通气装置包括位于砂箱上方的吹气罩，所述吹气罩与所述砂箱之间设置有能够使CO2均匀吹向砂型上表面的分流板。本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:在降低水玻璃加入量和CO2消耗量的基础上，砂型的强度高，旧砂的溃散性好，而且无需像VRH工艺那样配备专用硬化室，投资少，工艺操作方便，易于实现水玻璃砂造型工艺的机械化。


图1为本发明具体实施方式
的工艺原理图。
其中，1、吹气罩；2、吹气孔；3、砂箱；4、砂型；5、模型；6、排气塞；7、CO2进气口 ；8、模板；9、抽气室；10、抽气口。
具体实施方式
针对传统CO2硬化水玻璃砂工艺存在的水玻璃加入量大、硬化过程不稳定、易出现“过吹”现象、旧砂溃散性差，以及VRH工艺需设专用硬化室，设备投资大的问题，本发明提供了一种水玻璃砂CO2负压吹气硬化工艺，其中，工艺包括以下步骤:
(I)模板和模型上均开设有若干个排气孔，排气孔内设置有排气塞，将模型固定在模板上，使模型上的排气孔与模板上的排气孔上下对应；
(2)将砂箱放到模板上，向砂箱内加入混制好的水玻璃砂并紧实，刮平砂箱的上表面，去除多余的水玻璃砂，得到砂型；
(3)在砂箱的上方连接CO2通气装置，在模板的下方设置与真空系统连接的抽气室;
(4)启动真空系统，使抽气室内形成负压；
(5)打开CO2通气装置，向砂型上方吹入CO2气体，在负压的诱导下使CO2气体从砂型的上表面向模板均匀渗透，在此过程中，CO2和型砂充分接触，使砂型硬化；
(6)待砂型充分硬化后，关闭真空系统和CO2通气装置，起模完成造型过程。
其中，步骤(3)中的通气装置包括位于砂箱上方的吹气罩，吹气罩与砂箱之间设置有能够使CO2均匀吹向砂型上表面的分流板。
下面参考图1所示，具体说明本发明水玻璃砂CO2负压吹气硬化工艺的工艺原理和操作步骤:
(I)模板8和模型5上均开有若干个排气孔，排气孔内设置有排气塞6，将模型5固定在模板8上，使模型5上的排气孔与模板8上的排气孔上下对应；
(2)将砂箱3放到模板8上，向砂箱3内加入混制好的水玻璃砂并紧实，刮平砂箱3的上表面，去除多余的水玻璃砂，得到砂型4 ；
(3)在砂箱3的上方连接CO2通气装置，在模板8的下方设置与真空系统连接的抽气室9，模型5和模板8上设置有若干排气孔，排气孔内设置有排气塞6 ;排气塞6能够保证气流顺利通过，但禁止砂粒通过；通气装置包括位于砂箱3上方的吹气罩1，吹气罩I与砂箱3之间设置有能够使CO2均匀吹向砂型4上表面的分流板，分流板上均匀设置有若干个吹气孔2 ；
(4)启动真空系统，使抽气室9内形成负压；
(5)打开CO2通气装置，在砂箱3上方吹入CO2气体，在负压的诱导下使CO2气体从砂型4的上表面向模板8均匀渗透，在此过程中，CO2和砂型4充分接触，使砂型4硬化；
(6)待砂型4充分硬化后，关闭真空系统和CO2通气装置，起模完成造型过程。
吹气罩I的CO2进气口 7与CO2气源连接，抽气室9的抽气孔10与真空系统连接，使水玻璃砂型4下方形成负压，诱导CO2气体从水玻璃砂型4的上表面向模板8渗透。这样，在降低水玻璃加入量和CO2消耗量的基础上，保证了硬化气体和砂型的均匀接触，提高了砂型的强度和旧砂的溃散性，而且无需像VRH工艺那样配备专用硬化室，降低了生产成本，工艺操作方便，易于实现水玻璃砂造型工艺的机械化。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种水玻璃砂CO2负压吹气硬化工艺，其特征在于，所述工艺包括以下步骤: (1)模板和模型上均开设有若干个排气孔，排气孔内设置有排气塞，将模型固定在模板上，使模型上的排气孔与模板上的排气孔上下对应； (2)将砂箱放到模板上，向砂箱内加入混制好的水玻璃砂并紧实，刮平砂箱的上表面，去除多余的水玻璃砂，得到砂型； (3)在砂箱的上方连接CO2通气装置，在模板的下方设置与真空系统连接的抽气室； (4)启动真空系统，使抽气室内形成负压； (5)打开CO2通气装置，向砂型上方吹入CO2气体，在负压的诱导下使CO2气体从砂型的上表面向模板均匀渗透，在此过程中，CO2和型砂充分接触，使砂型硬化； (6)待砂型充分硬化后，关闭真空系统和CO2通气装置，起模完成造型过程。
2.根据权利要求1所述的水玻璃砂CO2负压吹气硬化工艺，其特征在于，所述步骤(3)中的CO2通气装置包括位于砂箱上方的吹气罩，所述吹气罩与所述砂箱之间设置有能够使CO2均匀吹向砂型上表面的分流板。
全文摘要
本发明公开了一种水玻璃砂CO2负压吹气硬化工艺，包括以下步骤将模型固定在模板上，使模型上的排气孔与模板上的排气孔上下对应；将砂箱放到模板上，向砂箱内加入混制好的水玻璃砂并紧实，刮平砂箱的上表面，得到砂型；在砂箱的上方连接CO2通气装置，在模板的下方设置与真空系统连接的抽气室；启动真空系统，使抽气室内形成负压；打开CO2通气装置，向砂型上方吹入CO2气体，CO2气体从砂型的上表面向模板均匀渗透，使砂型硬化；砂型充分硬化后起模。本发明的有益效果是在降低水玻璃加入量和CO2消耗量的基础上，型砂的强度高，旧砂的溃散性好，而且无需专用硬化室，投资少，易于实现水玻璃砂造型工艺的机械化。
文档编号B22C9/12GK103192032SQ20131013951
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月22日 优先权日2013年4月22日
发明者孙清洲, 张普庆, 赵忠魁, 韩勇 申请人:山东建筑大学