排气塞及一种铸造工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种铸造砂芯时使用的排气塞，设置在砂芯成型模具的排气孔内，所述排气塞主体的一端为敞口，另一端开设多个排气槽，所述排气槽与所述敞口连通，所述敞口与所述模具的排气孔连通，在开设排气槽一端的排气塞主体上设有锥台，所述锥台的轴向与砂芯成型模具的开模方向一致。还公开了一种铸造工艺，使用本发明的排气塞及铸造工艺，可以提高铸件质量，减少铸件上表面的废渣、气孔缺陷。
【专利说明】
排气塞及_种铸造工艺
技术领域
[0001]本发明涉及铸造领域，尤其涉及一种铸造砂芯时使用的排气塞，还涉及一种铸造工艺。
【背景技术】
[0002]铸造是指将固态金属溶化为液态倒入特定形状的铸型，待其凝固成形的加工方式。可铸金属有:铜、铁、铝、锡、铅等，一般的铸型材料是原砂、黏土、水玻璃、树脂及其他辅助材料。砂芯是一种常见的铸型。
[0003]砂芯制作时，由于铸件内部形状、结构的复杂，导致生产铸件的砂芯的结构也复杂化，在生产砂芯时，结构复杂处的空气难以排出，出现了许多不易填充及不易离型的地方，造成砂芯生产不合格。目前，为了提高砂芯复杂结构处的排气效果，在结构复杂处使用了排气塞，一般排气塞为圆柱体，在圆柱体上方设有多道排气棱，排气棱与排气棱之间间隔一定的距离，形成一定的空间，在生产砂芯时，空气可以从排气棱之间的间隔中排出，解决了砂芯不易填充的问题。
[0004]然而在铸造成型的过程中，熔融后的高温金属液进入砂芯与之接触，由于制作砂芯时使用了一些粘结剂、固化剂，其中的成分含有树脂，树脂遇到高温就会产生气体，也会伴随产生一些杂质，此类杂质由于气体走向和浮力作用，多会漂浮到铸件上表面，使得上表面存有废渣和气孔缺陷。
【发明内容】
[0005]鉴于上述，本发明的目的在于提供一种排气塞和铸造工艺，用于解决铸件上表面的气孔缺陷和废渣集中的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本发明提供一种排气塞，设置在砂芯成型模具的排气孔内，所述排气塞主体的一端为敞口，另一端开设多个排气槽，所述排气槽与所述敞口连通，所述敞口与所述模具的排气孔连通，在开设排气槽一端的排气塞主体上设有锥台，所述锥台的轴向与砂芯成型模具的开模方向一致。
[0007]作为优选，所述锥台为圆锥角度为3°?5°的圆形锥台。
[0008]作为优选，所述圆形锥台的高度为15mm?20_。
[0009]作为优选，所述排气塞主体为圆柱体，所述圆柱体直径大于10mm。
[0010]作为优选，所述圆形锥台的底面直径为排气塞主体直径的50%左右。
[0011]作为优选，所述排气槽为上窄下宽的通道，截面为梯形。
[0012]作为优选，所述排气槽截面的两侧边夹角为6°。
[0013]作为优选，所述排气槽的上方开口为0.3mm。
[0014]作为优选，所述敞口与所述模具的排气孔同轴线。
[0015]—种铸造工艺，包括砂芯成型和铸件成型，砂芯成型时，在成型砂芯的模具内的排气孔上设置上述的排气塞，砂芯在模具内成型时，由于排气塞的圆形锥台，对应砂芯上形成一个倒置的圆形锥孔;铸件成型时，熔融后的金属液进入砂芯，由于砂芯上的圆形锥孔使得铸件的表面形成对应的金属锥台，铸造中产生的气体和杂质会集中在金属锥台内；铸件成型后，切割多余的金属锥台。
[0016]由于铸件在成型过程中产生的气体和废渣会往铸件的上表面移动，在上表面形成缺陷。在不改变砂芯模具的结构形状、不增加新的成型配件的前提下，利用本发明的排气塞在砂芯上形成圆锥孔，成型后的铸件上表面会对应多出金属锥台，多出的金属锥台高于铸件表面，在铸件成型过程中产生的废渣和废气会移动到金属锥台上，这样，就将铸件表面的缺陷集中到金属锥台上，而最终切割含有废渣和气孔缺陷的金属锥台。
[0017]使用本发明的排气塞及铸造工艺，可以提高铸件质量，减少铸件上表面的废渣、气孔缺陷。
【附图说明】
[0018]图1显示为本发明实施例1的排气塞的结构示意图。
[0019]图2显示为本发明实施例1的排气塞(圆形锥台的轴心与排气塞主体的轴心有夹角)的结构示意图。
[0020]图3显示为本发明实施例，I的排气塞在实施例2铸造工艺中砂芯成型时，使用排气塞在砂芯模具中的结构示意图。
[0021]图4显示为本发明实施例2的铸造工艺中的铝合金发动机缸盖(带锥台)的结构示意图。
[0022]图5显示为本发明实施例2的铸造工艺中的铝合金发动机缸盖(去除锥台)的结构示意图。
[0023]零件标号说明
[0024]100——排气塞，
[0025]101——排气塞主体，
[0026]102——敞口，
[0027]103——排气槽，
[0028]104——锥台，
[0029]200——模具，
[0030]201——排气孔，
[0031 ]300——铝合金发动机缸盖，
[0032]301——金属锥台。
【具体实施方式】
[0033]以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0034]实施例1
[0035]参见图1、图2，本实施例的排气塞，采用不锈钢材料制成，排气塞主体101的一端为敞口 102，另一端开设多个排气槽103，排气槽103与敞口 102连通，敞口 102与模具的排气孔连通，在开设排气槽103—端的排气塞主体101上设有锥台104，锥台104的轴向与砂芯成型模具的开模方向一致。
[0036]参见图3，排气塞100设置在砂芯成型模具200的排气孔201内，用于排出砂芯成型时产生的气体。排气槽103与敞口 102连通，敞口 102与模具200的排气孔201连通，为了便于气体排出，敞口 102与排气孔201同轴设计。在具体使用排气塞100时，为了便于脱模，保证圆形锥台104的轴向与砂芯成型模具200的开模方向一致。由此，在具体制造排气塞100的时候，圆形锥台104的轴心与排气塞主体101的轴心夹角，由砂芯成型模具200的排气孔201的方向和开模方向决定(参见图2)。
[0037]进一步的，排气塞主体101为圆柱体，圆柱体直径大于10mm，一般在1mm大的排气塞主体101上设置圆锥台104，否则，锥台104会堵塞部分排气槽103，导致不能完全排气。锥台104设置为圆形锥台，圆锥角度为3°?5°，这个角度范围更有利于脱模。圆形锥台104的高度在15mm?20mm。圆形锥台104的底面直径大约是排气塞主体101直径的50%，排气槽103的上方开口为0.3mm，使得砂粒不易进入排气槽103内，砂粒的大小一般为0.25mm-0.30mm。排气槽103为上窄下宽的通道，截面为梯形，排气槽103截面的两侧边夹角为6°。由于排气塞103本身的结构影响，在生产过程中，砂粒容易堵塞排气槽103，需要经常更换，降低生产效率，增加维修成本。6°斜角的设计，使得部分进入排气槽103的细小砂粒，不会滞留在排气槽103内，也便于清理。角度太小，排气塞容易堵塞，角度太大，排气塞强度不够好。
[0038]具体的，排气塞主体1I直径I Omm、高I Omm，敞口 102直径7.6mm，敞口 102深8mm，排气槽103平行设置6个，排气槽103上部宽0.3mm，排气槽103两侧边夹角为6°。圆形锥台104的底面直径5mm，圆锥角度为3°，圆形锥台104高15mm。圆形锥台104的轴心与排气塞主体101的轴心夹角为22.5° (参见图2)。
[0039]实施例2
[0040]本实施例的铸造工艺，主要包括砂芯成型和铸件成型两个步骤，并采用了实施例1中具体描述的排气塞。
[0041 ] 砂芯成型时，在成型砂芯的模具200内的排气孔201上设置上述的排气塞100，砂芯在模具200内成型时，由于排气塞100的圆形锥台104，对应砂芯上形成一个倒置的圆形锥孔;铸件成型时，熔融后的金属液进入砂芯，由于砂芯上的圆形锥孔使得铸件的表面形成对应的金属锥台301(可参见图4)，铸造中产生的气体和杂质会集中在金属锥台301内；铸件成型后，切割多余的金属维台301。
[0042]具体的铸造铝合金发动机缸盖300的工艺。
[0043]第一步，砂芯成型:
[0044]1.参见图3，根据发动机缸盖设计结构尺寸，准备成型砂芯的模具200。
[0045]2.根据模具排气孔201和砂芯的位置，确定选用实施例1中的排气塞或者无锥台的排气塞。
[0046]3.根据模具的排气孔201走向和开模方向确定排气塞100圆形锥台104的轴心与排气塞主体101的轴心夹角22.5°。
[0047]4.将排气塞I O O对应安装在模具排气孔2 O I内，然后注砂。设备选用LAEMPE40SCH00T MACHINE L40，射砂压力5BAR，射砂时间4秒，吹胺硬化时间25秒。
[0048]5.开模，取出砂芯。
[0049]第二步，铸件成型:
[0050]1.使用上述砂芯，选用压铸机，注入熔融后的铝液。采用重力铸造，浇铸时间15s，留模时间170s。
[0051 ] 2.取出冷却成型、去除砂芯后的铝合金发动机缸盖300铸件，参见图4，铝合金发动机缸盖300铸件的上表面成型有圆形的金属锥台301的结构。
[0052]3.使用切割装置切割掉多余的金属锥台301，得到铝合金发动机缸盖300铸件，参见图5。
[0053]本实施例的排气塞装在铝合金发动机缸盖300的弹簧座支撑面。统计弹簧座支撑面、孔周围有缩孔导致的废品数目:
[0054]统计1000个产品，其中，废品从之前的12个废品变成了2个废品，废品率从从1.2%降为0.2%。
[0055]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
【主权项】
1.排气塞，设置在砂芯成型模具的排气孔内，所述排气塞主体的一端为敞口，另一端开设多个排气槽，所述排气槽与所述敞口连通，所述敞口与所述模具的排气孔连通，其特征在于，在开设排气槽一端的排气塞主体上设有锥台，所述锥台的轴向与砂芯成型模具的开模方向一致。2.根据权利要求1所述的排气塞，其特征在于，所述锥台为圆锥角度为3°?5°的圆形锥台。3.根据权利要求2所述的排气塞，其特征在于，所述圆形锥台的高度为15mm?20_。4.根据权利要求3所述的排气塞，其特征在于，所述排气塞主体为圆柱体，所述圆柱体直径大于I Omm。5.根据权利要求4所述的排气塞，其特征在于，所述圆形锥台的底面直径为排气塞主体直径的50%左右。6.根据权利要求1所述的排气塞，其特征在于，所述排气槽为上窄下宽的通道，截面为梯形。7.根据权利要求6所述的排气塞，其特征在于，所述排气槽截面的两侧边夹角为6°。8.根据权利要求7所述的排气塞，其特征在于，所述排气槽的上方开口为0.3mm。9.根据权利要求1-8任一所述的排气塞，其特征在于，所述敞口与所述模具的排气孔同轴线。10.一种铸造工艺，包括砂芯成型和铸件成型，其特征在于，砂芯成型时，在成型砂芯的模具内的排气孔上设置权利要求1?9任一所述的排气塞，砂芯在模具内成型时，由于排气塞的圆形锥台，对应砂芯上形成一个倒置的圆形锥孔;铸件成型时，熔融后的金属液进入砂芯，由于砂芯上的圆形锥孔使得铸件的表面形成对应的金属锥台，铸造中产生的气体和杂质会集中在金属锥台内；铸件成型后，切割多余的金属锥台。
【文档编号】B22C9/10GK105921695SQ201610331452
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月18日
【发明人】黄挺挺, 赵瑞, 林国平, 赵海峰
【申请人】上海皮尔博格有色零部件有限公司