专利名称:竖向分型的湿粘土砂芯工艺的制作方法
本发明涉及金属铸造中的造型工艺，特别是一种在竖向分型无箱射压自动造型生产线的砂型型腔中，使用湿粘土砂芯工艺。
众所周知，用粘土砂芯制造型芯是一种传统工艺，但存在型芯强度低，生产效率低，铸件的精度及光洁度差等缺点。虽通过烘烤工序可以使粘土砂芯的强度得到提高，但延长了生产工序，且带来溃散性差的问题，故未能广泛实用化。随着工业技术的发展，出现了用粘土砂造型的无箱射压自动造型生产线，如《Foundry Trade Journal》1980年第3202期刊载的“湿砂造型技术的发展”、《Brit Foundryman》1982年75、NO9介绍的”竖向分型无箱高压造型线”，都论证了湿砂造型所具有的优越性;但所述湿砂砂型中的型芯，却都是采用含有树脂或水玻璃等为粘结剂的“干芯”(典型的有专利BE84346所指出的与DISA造型机配套的制芯机生产的型芯)。这种“干芯”生产成本较高，且在生产过程中往往拌有毒性气体，不仅对人体有害，而且因气体渗入铸件而影响铸件质量。
鉴于粘土砂具有资源丰富，价格低廉的特点，近年来，人们又开始重视研究粘土砂制芯工艺，如西德专利DE3341981，法国专利FR2537023，英国专利GB2132527，日本公开特许J59104247以及美国专利US3496988所提出的湿芯制造工艺，也都有其实用性。但所述砂芯采用复杂的压实程序，成型后仍需要喷涂雾状硬结剂并烘烤，才能提高砂型的强度。另据日本《铸工》1981年第一期第43页题为“湿型、湿芯生产起重机铸件”一文所介绍的粘土砂制造的湿芯也仅用于水平分型砂型生产较大铸件。
本发明的目的在于，提供一种高强度湿粘土砂芯的造型工艺，即用气夹液压式下芯机械手把“竖向分型射压制芯机”制造的硬度为80-90(A型湿型表面硬度计)的湿粘土砂芯安置在竖向分型高压造型机制造的湿砂砂型型腔中，以每小时生产180型的速度，完成自动制芯及联动下芯。
本发明的粘土砂芯原料系粘土砂，其与竖直分型无箱射压造型机所使用的以膨润土粘结剂的铸型型砂材料完全相同，并共用一条砂处理系统。图1指出了制造本发明湿粘土砂芯的设备-竖向分型射压粘土砂制芯机结构，它主要由砂斗(1)、射砂筒(2)、闸门(3)、射砂阀(5)、上压实缸(4)、下顶实缸(6)、夹紧油缸(7)，推型油缸和型芯存放平台组成。砂斗(1)进砂时，由射砂筒(2)中的料位控制器控制进砂量;闸门(3)关闭后射砂阀(5)开放，以3-4kg/Cm2压力的压缩空气将砂料从双射口射入砂芯模腔，射砂至额定数量后，射砂阀关闭，射压工作平台(8)移位，上压实缸(4)和下顶实缸(6)进行双向挤压;然后夹紧油缸(7)动作以让出通道，推型油缸将粘土砂芯推至平台上。上述各工作步骤如图2所示。高压造型用的湿砂均可作为本发明的制芯原料砂。例如，可制成下述成份和性能的粘土砂芯平均砂粒尺寸70-140目筛下物。
比压9-11kg/Cm2湿态压缩强度2.2kg/Cm2湿态拉伸强度0.2-0.25kg/Cm2煤粉挥发物20-30%透气性110-150压缩比25%含水率3.4-4.3%粘土含量6-8%
由此获得的湿粘土砂型芯的尺寸范围自460mm×100m/m×200m/m至510m/m×140m/m×280m/m，产量每小时180型，其硬度由A型湿型表面硬度计显示达80-90，不需再经其他处理(如通常的表面硬化涂层及干燥)而直接投入使用。成型后的砂芯由制芯机的砂芯存放台运至造型生产线的砂型位置并放置到型腔中去的过程由气夹液压往复式下芯机械手完成。图3指出了该下芯机械手的工作过程，夹持头充气将存放平台上的型芯夹起(图3-1)，尔后通过液压缸动作送芯至砂型型腔(图3-2)，夹持头放气松开型芯完成下芯(图3-3)。
下芯动作完成后，下芯机械手复位，砂型随着造型机的推型动作而合型，完成整个造型工艺的一个工步。射压粘土砂制芯机、下芯机械手、造型机三者被设计为联动运行状态，即造型机制成并推出一砂型后，下芯机械手将制芯机成型的砂芯送入砂型型腔位置，而后退出，下芯过程完成后造型机又推出一砂型，在合型的过程中砂芯被同时安置在型腔中，完成造型的制作全过程(图4)。
本发明的上述工艺过程有效地利用了资源丰富，价格低廉的粘土砂，制造的湿粘土砂芯有强度高，成本低的特点，砂芯硬度达到80-90，(A型湿型表面硬度计)，制芯由“竖向分型射压粘土砂制芯机”一次压实完成，无需压实后的烤烘或其它处理，简化了制造过程。本发明湿粘土砂芯使用的原料砂-粘土砂，与竖向分型射压造型机所用的以膨润土为粘结剂的铸型型砂完全相同;因此，与其共用一条砂处理系统，免除了建立专用的型芯砂处理系统。工艺过程实现联动运行制芯，运送、下芯、自动化。
图1-竖向分型射压粘土砂制芯机整体结构图，其中
1-砂斗 5-射砂阀2-射砂筒 6-下顶实缸3-闸门 7-夹紧油缸4-上压实缸 8-射压工作平台图2-竖向分型射压粘土砂制芯机工作步骤，其中2-1合模2-2射砂2-3压实2-4上压头复位2-5分模2-6小底压实缸复位2-7推出型芯至存放平台图3气夹液压式下芯机械手2步图3-1充气夹芯3-2液压缸送芯3-3放气下芯并复回原位图4竖向分型的粘土湿砂芯下芯工艺图4-1垂直分型无箱射压造型机制造的铸型4-2制芯机制造的组合湿芯4-3造型机砂型存放平台4-4粘土砂制总机湿芯存放平台4-5下芯机械手导向杆4-6下芯机械手箭头方向为机械手下芯动作往复方向。
A方向为砂型合型运动方向本发明的最佳实施例铸造可锻铸铁XP-7型电力瓷瓶钢帽的砂型制造。由“竖向分型射压粘土砂制芯机”(图1)，射压成型组合型芯，其成份和有关工艺性能参数如前所述，该组合型芯与竖向分型无箱射压造型线的砂型构成完整的铸型(图4)，其中，砂型(图4-1)设计为每型浇铸四只钢帽，因浇铸一只钢帽需一个较大的型芯和一个较小型芯，粘土砂型芯设计为在一长方体砂座上有与砂型型腔位置对应的八只型芯并与之连结一体;其中较大型芯直接设置在砂座上，较小的型芯由安置在砂座上的砂柱连接，由此组成一个组合型芯(图4-2)，该组合型芯的下芯由下芯机械手完成(图3)。用这样的铸型生产的钢帽完全符合国家标准，光洁度达
4精度在±0.1毫米范围内，与“干芯”铸型相比，型芯降低造价85%以上。
权利要求
1.一种金属铸造的造型工艺，它包括由湿粘土砂射压成型的砂芯和该砂芯配合砂型的使用，本发明的特征在于，由“竖向分型射压粘土砂制芯机”采用高压铸型相同粘土砂一次射压成型的组合型芯，由多个型芯组合在一块砂座上并与之连成一体，其外型最大尺寸为510×140×280毫米，由A型湿型表面硬度计显示该组合型芯的硬度为80-90，该组合型芯射压成型后直接应用到竖直分型无箱射压造型生产线的砂型型腔中。
2.根据权利要求
1所述的造型工艺;其特征还在于，所述组合型芯可以用气夹液压往复式下芯机构送入规定的铸型型腔中。
3.根据权利要求
1所述的造型工艺其特征还在于，所述型芯可以是空心的。
4.根据权利要求
1、2，3所述的工艺，其特征还在于，所述型芯也可以是单个的。
专利摘要
竖向分型的湿粘土砂芯工艺，一种用于金属铸造造型的竖向分型湿粘土砂组合型芯及其在竖向分型无箱射压自动造型生产线砂型中的应用。组合型芯用竖直分型射压粘土砂制芯机一次射压成型，其硬度达80～90(A型湿型表面硬度计)，下芯机械手将型芯送入竖向分型无箱射压自动造型线的砂型型腔中，完成型芯自动成型及下芯。本工艺的湿粘土砂型芯最大体积可达510×140×280毫米，适于一般有芯铸件的竖直分型无箱射压造型线的铸型生产。
文档编号B22C15/28GK85103480SQ85103480
公开日1986年2月10日 申请日期1985年4月29日
发明者谭子义, 张仁国, 龙国栋, 雷隆爱, 罗俊仁, 汤古泉 申请人:湖南省电力线路器材厂导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan