射砂板及细小砂芯的制造方法与流程

本发明属于铸造领域，涉及一种射砂板及细小砂芯的制造方法，尤其涉及一种直径不小于2mm且不大于5mm的细小砂芯的制造方法。

背景技术：

由于航空发动机减重和节能的需要，燃油附件的壳体设计越来越精密，大部分需要直接铸造出2mm≤直径(d)＜5mm的弯曲细长油路孔，用于输送液压油、润滑油和冷却介质等，这些液体油路通体细小、交错、弯曲、排布在铸件内腔。

在壳体铸造时，铸件内腔油路一般都是型芯形成的，对于复杂的内腔，通常采用砂芯。在砂芯制作过程中，制芯工艺是将覆膜砂利用射芯机射入制造砂芯的热芯盒中，芯盒模具半模上设置加热棒，半模温度设置为220℃～300℃，吹制压力0.3mpa～0.5mpa，砂芯结壳硬化时间3min～10min。硬化后开模，取出砂芯。为了减少砂芯的发气量，浇注前砂芯还需经过烘烤，砂芯在100℃以下装炉，然后逐渐升温至烘烤温度。砂芯烘烤温度为160～200℃，保温时间1h。但此工艺方法目前只能制作出6mm以上的砂芯，而对于直径范围在2mm-5mm的细小砂芯而言，往往不能直接制造。

在实际生产时，5mm以下细长油路多采用铜管，弯曲成油路的形状，在铜管外部涂上耐火涂料，做为型芯使用，在铸造出铸件后，再用盐酸腐蚀的方法去除铜管。这种方法缺点是弯曲铜管很难精确符合设计铸件内腔尺寸，难以解决细小油路截面变化的情况，且铜管弯曲处通畅会扁平变形，无法有效控制；另外，如果铝合金铸件中铜管腐蚀不干净，造成油路堵塞，试验时影响流量的现象，同时，油路内腔残余物也是一种安全隐患。

技术实现要素：

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种细小砂芯易于成型以及可有效确保砂芯质量的细小砂芯的制造方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种射砂板，其特征在于：所述射砂板包括射砂板本体，所述射砂板本体上设置有沉槽，所述沉槽底部设置有射砂孔；所述沉槽中设置有挡板；所述挡板置于射砂孔顶部并和沉槽之间设置有射砂流道；所述射砂流道与沉槽底部的射砂孔相贯通。

上述射砂流道的宽度不大于5mm。

上述射砂孔的直径是3～6mm。

上述射砂板还包括用于固定挡板的螺钉，所述螺钉上套装有垫圈；所述挡板通过螺钉以及垫圈固定在沉槽底部。

上述射砂板本体上设置梯形槽，所述梯形槽内设置有耐高温密封圈。

一种基于如前所述的射砂板的细小砂芯的制造方法，其特征在于：所述细小砂芯的制造方法包括以下步骤：

1)将射砂板安装在砂芯模具上并使射砂板的射砂孔与砂芯模具上的吹口相对且密封，将射砂板与安装在射芯机上；

2)利用加热棒对砂芯模具进行预热，所述砂芯模具的预热温度是180℃～210℃；

3)调整吹制压力，使吹制压力处于0.65±0.05mpa；

4)吹制砂芯，吹制完成后，砂芯结壳硬化，所述硬化时间是2±0.5min；

5)开模取出制好的砂芯；

6)将砂芯摆放在托架上，进行烘烤，烘烤温度是130±10℃，烘烤时间不低于1h。

本发明的优点是：

本发明提供了一种射砂板及细小砂芯的制造方法，本发明将模具预热温度设置为180℃～210℃，增强了覆膜砂吹制时在模具中的流动性；其次将吹砂压力调整为0.65±0.5mpa，增大了覆膜砂的吹制压力，为模具型腔细长通道中砂子充填提供了保障；设计专用射砂板，砂子通过射砂板5mm缝隙穿过射砂孔进入模具型腔，进一步增加了吹砂压力，同时，射砂板方形凹槽内的挡板，增加了砂子吹制过程中的反射力度，有利于砂子填充型腔；最后通过调整结壳时间，为增加壳芯强度，将结壳时间设置为2±0.5min。这样制成的壳芯能完好保存在动半模上，再通过动半模顶出系统顶出壳芯，形成完整壳芯。本发明所述细小壳芯的制造方法创造性的利用常规的热芯盒射芯机成功制造出2mm≤直径(d)＜5mm的细小砂芯，很好地解决了细长砂芯不好成型的问题。填补了本领域的技术空白，打破了业内的定势思维，取得了良好的技术效果。

附图说明

图1是本发明所提供的射砂板的结构示意图；

图2是图1的剖视结构示意图；

图3是安装有射砂板的砂芯模具的结构示意图；

其中：

1-射砂板本体；2-沉槽；3-射砂孔；4-挡板；5-螺钉；6-垫圈；7-耐高温密封圈；8-待加工细小砂芯；9-定半模；10-动半模。

具体实施方式

参见图1以及图2，本发明提供了一种射砂板，射砂板包括射砂板本体1，射砂板本体1上设置有沉槽2，沉槽2底部设置有射砂孔3；沉槽2中设置有挡板4；挡板4置于射砂孔3顶部并和沉槽2之间设置有射砂流道；射砂流道与沉槽2底部的射砂孔3相贯通。射砂流道的宽度不大于5mm。射砂孔3的直径是3～6mm。

射砂板还包括用于固定挡板4的螺钉5，螺钉上套装有垫圈6；挡板4通过螺钉5以及垫圈6固定在沉槽2底部。

射砂板本体1上设置梯形槽，梯形槽内设置有耐高温密封圈7。

一种基于如前的射砂板的细小砂芯的制造方法，细小砂芯的制造方法包括以下步骤：

1)将射砂板安装在砂芯模具上并使射砂板的射砂孔3与砂芯模具上的吹口相对且密封，将射砂板与安装在射芯机上；

2)利用加热棒对砂芯模具进行预热，砂芯模具的预热温度是180℃～210℃；

3)调整吹制压力，使吹制压力处于0.65±0.05mpa；

4)吹制砂芯，吹制完成后，砂芯结壳硬化，硬化时间是2±0.5min；

5)开模取出制好的砂芯；

6)将砂芯摆放在托架上，进行烘烤，烘烤温度是130±10℃，烘烤时间不低于1h。

对比现有技术而言，现有技术为半模预热温度为220℃～300℃，吹制压力0.3mpa～0.5mpa，砂芯结壳硬化时间3min～10min。通常只能制造出5mm以上的壳芯。本发明创造性地采用常规的热芯盒射芯机制造2mm≤直径(d)＜5mm的细小壳芯。本发明将模具预热温度设置为180℃～210℃，增强了覆膜砂吹制时在模具中的流动性；其次将吹砂压力调整为0.65±0.5mpa，增大了覆膜砂的吹制压力，为模具型腔细长通道中砂子充填提供了保障；设计专用射砂板，砂子通过射砂板5mm缝隙穿过射砂孔进入模具型腔，进一步增加了吹砂压力，同时，射砂板方形凹槽内的挡板，增加了砂子吹制过程中的反射力度，有利于砂子填充型腔；最后通过调整结壳时间，为增加壳芯强度，将结壳时间设置为2±0.5min。这样制成的壳芯能完好保存在动半模上，再通过动半模顶出系统顶出壳芯，形成完整壳芯。本发明所述细小壳芯的制造方法创造性的利用常规的热芯盒射芯机成功制造出2mm≤直径(d)＜5mm的细小砂芯，很好地解决了细长砂芯不好成型的问题。填补了本领域的技术空白，打破了业内的定势思维，取得了良好的技术效果。

参见图3，本发明所采用的砂芯模具为热芯盒模具，包括动半模10，定半模9，动半模顶出系统，定半模顶出系统，加热棒以及热电偶等；砂芯模具还有射砂板，射砂板能够有效的提高射砂压力，避免细小砂芯产生缺肉现象；射砂板包括射砂板本体，挡板，垫圈，螺钉，耐高温密封圈等；射砂板本体上面有一长方形沉槽，沉槽中心位置排布有射砂孔，射砂板底面射砂孔周围设置有梯形槽，用于安装密封圈；射砂板挡板通过垫圈和螺钉安装在长方形沉槽中，挡板与长方形沉槽底面高度为5mm；射砂时，砂子通过5mm缝隙，再经过射砂孔进入模具吹口；射砂孔直径应在3～6mm之间；细小砂芯设计时，需在复杂弯曲较大部位设计加强筋，保证砂芯开模后能够顺利取出。

本实施例是应用本发明浇注某细小油路铝合金壳体的实例。该壳体材质为zl101a，铸件最大外形尺寸160mm×120mm×100mm，铸件内腔共有3条截面2mm≤直径(d)＜5mm不等的油路。

实施例：

首先将砂芯模具安装在射芯机上，将专用射砂板安装在射芯机上；接通电源，利用加热棒对模具进行预热。模具预热温度控制在180℃；开模检查型腔，确认型腔无异物残留，无磕碰伤后合模；将砂芯吹制压力调整到0.6mpa，将砂芯硬化时间调整为2.5min；然后将专用射砂板射砂孔对准模具吹口后进行砂芯吹制；砂芯吹制完毕后，等待砂芯结壳硬化；砂芯结壳硬化时间结束后，开模，砂芯留在动半模上，由动半模顶出系统顶出砂芯；砂芯自模具中取出后，按顺序轻轻放在垫有石棉布的托盘中的桌面上；待温度降低后，打磨清理砂芯披缝和加强筋；将砂芯摆放在托架上，砂芯之间保持15mm的间隙，整盘装炉，然后逐渐升温至烘烤温度。砂芯烘烤温度为130℃，保温时间1h，随炉冷却后待用。