一种铸造用排气装置及该装置制造方法
【专利摘要】一种铸造用排气装置及该装置制造方法,包括:多孔结构体,埋置于砂型中,其由颗粒状的耐火材料制成,耐火材料的颗粒与颗粒之间通过粘结剂粘结,耐火材料的颗粒堆积后形成孔径不规则的气体排出通道以及排气孔。预先把本铸造用排气装置和钢管的尾端一起预埋在砂型内,之后抽出钢管,砂型内形成排气孔,操作简便,可以有效阻挡落砂,大幅减少因落砂引起的铸件表面夹砂缺陷的比例。浇筑时型腔内产生的气体可以顺畅的通过多孔结构体的各个气体排出通道排出,减少了铸件出现气孔和充型不完整的缺陷的出现几率。且在铸型内的气体排出后,金属液由于多孔结构体的阻挡,不能由排气孔流出,减少了后续对这一部分切割的加工工序。
【专利说明】
一种铸造用排气装置及该装置制造方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及铸造技术领域,具体涉及一种铸造用排气装置及该装置制造方法。
【背景技术】
[0002]在铸造过程中,不论是砂型铸造还是其他类型铸造,排气都是需要考虑的。其气体来源主要有:(a)型腔本身内存有的气体;(b)浇铸时,粘结剂遇到高温金属液挥发产生大量气体;(C)型砂内水分在高温作用下汽化产生大量的水蒸气;(d)浇铸时卷入金属液中的气体。如果排气不畅,浇注过程中会发生呛火、造成合金液的飞溅、会增加铸型内压力,导致金属液流动受阻、铸件产生大量的气孔和浇不足等铸造缺陷。
[0003]目前,砂型铸造中主要排气工艺措施主要是在铸型上表面设计工艺排气孔,直接连接型腔和大气,在设置排气孔时,为了防止排气孔壁上的砂子掉落,需要使用钢管、陶瓷管或者玻璃管等预埋在砂型内。且在铸造车间的实际批量生产中,一般铸型不是同时浇注,有的需要隔天或者隔班浇注,散砂很容易掉入型腔导致铸件夹砂缺陷,而且浇铸后,金属液会进入排气孔,进入排气孔的部分金属在凝固后需要打磨清理。
[0004]CN 104384445A提供了一种排气孔结构,这种排气孔分为主排气段、过渡段、顶部排气端、积沙窝等部分,解决了散沙直接掉入型腔的缺点,减少了铸件的夹砂缺陷。
[0005]这种排气结构可以有效解决目前散沙容易掉入型腔,但是有以下几个缺点:(a)结构较复杂,在制作时比较麻烦;(b)浇铸后,金属液容易进入排气孔,在后期需要增加这个部位的切割等工序;(C)降低出品率。
[0006]CN 104801666A提供了一种铸造模具排气装置,包括工作台,包括成型箱、砂模、浇注管、排气孔、连接管、气缸安装座、气缸、抽空筒安装座,抽空筒,冷却水管,与现有技术相比,在金属液压从浇注管进入砂模型腔的同时,气缸带抽空筒中的活塞往右运动,将砂模型腔中的空气抽出,可使得砂模型腔中处于真空状态,从而避免了空气渗入金属液体中,保证了铸造件的质量,并且可增加金属液体的流动速度,在冷却水管的作用下,使得金属液体能快速冷却,提高了铸造效率,该装置结构简单,可增加铸造效率,保证了铸造质量。
[0007]这种方案结构复杂,制作成本高,操作繁琐,可实施性差。
[0008]CN 101612646B提供了一种放气片及洁净铸件的生产方法,其放气片包括一块耐火纤维布/毡和由耐火材料或覆膜砂制成的固定该耐火纤维布/毡的支架,所述耐火纤维布/毡的材料为碳纤维、高硅氧纤维和/或硅酸铝纤维,所述支架为中空筒状支架,所述耐火纤维布/毡固定于筒状的一端或两端,所述筒状支架的筒壁采用孔洞结构,由耐火纤维布/毡围合而成。
[0009]这种放气片主要是一种中空筒状支架和一层耐火纤维布/毡构成,中空筒状支架的材质为耐火材料或者覆膜砂构成。其缺点在于成型中空支架的工艺较繁琐,需要复杂的模具和复杂的制作工艺。
【发明内容】
[0010]本发明为了克服以上技术的不足,提供了一种结构简单、使用方便、减少后续加工工序、提高铸件出品率的铸造用排气装置及该装置制造方法。
[0011]本发明克服其技术问题所采用的技术方案是:
一种铸造用排气装置,包括:多孔结构体,埋置于砂型中,其由颗粒状的耐火材料制成,耐火材料的颗粒与颗粒之间通过粘结剂粘结,耐火材料的颗粒堆积后形成孔径不规则的气体排出通道;以及排气装置,其设置于砂型中并与多孔结构体相连,排气装置将经气体排出通道排出的气体排出到外部环境中或存储。
[0012]上述排气装置为排气孔,其设置于砂型中,其尾端与多孔结构体相连,其头端与外部环境导通。
[0013]为了适用于空间局限无法设置排气孔的砂型中,上述排气装置为设置于多孔结构体内部的密闭的储气腔。
[0014]上述耐火材料为铸造石英砂。
[00?5]上述耐火材料的颗粒为球状或类球状。
[0016]为了排气顺畅,上述耐火材料的颗粒外径大于等于0.3mm。
[00?7]上述粘接剂为有机粘接剂或无机粘接剂。
[0018]为了防止金属液进入多孔结构体中的气体排出通道内,还包括耐火纤维层,其埋置于砂型中,且位于铸件与多孔结构体之间,耐火纤维层内侧面与砂型的型腔面相重合,所述耐火纤维层将金属液体阻隔,铸造产生的气体通过耐火纤维层排出。
[0019]为了使不方便设置排气孔道的位置排气,还包括埋置于砂型中若干排气装置,所述排气装置由多孔结构体构成,所述多孔结构体内部设置有密闭的储气腔。
[0020]一种制造权利要求1所述的铸造用排气装置的方法I:
a)将比例为100:1-2的石英砂和冷芯盒树脂加入混砂机中混合1-2分钟;
b)将混合物倒入模型中,利用三乙胺固化后脱模,制成多孔结构体;
c)在制作砂型时将二者预埋在砂型内,之后抽出钢管使砂型内形成与多孔结构体相连的排气孔。
[0021]为了防止金属液进入多孔结构体中的气体排出通道内,将步骤b)制成的多孔结构体的表面涂覆水玻璃,将层厚度l_3mm的耐火纤维纸粘附在多孔结构体表面,干燥后形成固定于多孔结构体上的耐火纤维层。
[0022]—种制造权利要求1所述的铸造用排气装置的方法2,
a)将质量份数为I一9的陶瓷粉料、1-9的粘结剂、70—95的耐火颗粒混合均匀;
b)将混合物倒入模型中,加热至100-200°C干燥30-60分钟;
c)将干燥后的混合物脱模后加热至1200-1550°C烧结后制成多孔结构体;
d)在制作砂型时将二者预埋在砂型内,之后在砂型中制作与多孔结构体相连的排气装置。
[0023]为了防止金属液进入多孔结构体中的气体排出通道内,将步骤c)制成的多孔结构体的表面涂覆水玻璃,将层厚度l_3mm的耐火纤维纸粘附在多孔结构体表面,干燥后形成固定于多孔结构体上的耐火纤维层。
[0024]本发明的有益效果是:预先把本铸造用排气装置和钢管的尾端一起预埋在砂型内,之后抽出钢管,砂型内形成排气孔,操作简便,可以有效阻挡落砂,大幅减少因落砂引起的铸件表面夹砂缺陷的比例。浇筑时型腔内产生的气体可以顺畅的通过多孔结构体的各个气体排出通道排出,减少了铸件出现气孔和充型不完整的缺陷的出现几率。且在铸型内的气体排出后,金属液由于多孔结构体的阻挡,不能由排气孔流出,减少了后续对这一部分切割的加工工序,提高了工艺出品率。
【附图说明】
[0025]图1为本发明铸造用排气装置的剖面结构示意图;
图2为本发明铸造用排气装置中的排气装置剖面结构示意图;
图中,1.铸件2.砂型3.耐火纤维层4.多孔结构体5.排气孔6.储气腔。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图1、附图2对本发明做进一步说明。
[0027]一种铸造用排气装置,包括:多孔结构体4,埋置于砂型2中,其由颗粒状的耐火材料制成,耐火材料的颗粒与颗粒之间通过粘结剂粘结,耐火材料的颗粒堆积后形成孔径不规则的气体排出通道;排气装置,其设置于砂型2中并与多孔结构体4相连,排气装置将经气体排出通道排出的气体排出到外部环境中或存储。预先把本铸造用排气装置预埋在砂型2内,并设置排气装置,操作简便。浇筑时型腔内产生的气体可以顺畅的通过多孔结构体4的各个气体排出通道排出到排气装置处,减少了铸件出现气孔和充型不完整的缺陷的出现几率。且在铸型内的气体排出后,金属液由于多孔结构体4的阻挡,不能由排气孔流出,减少了后续对这一部分切割的加工工序,提高了工艺出品率。
[0028]排气装置可以为排气孔5,其设置于砂型2中,其尾端与多孔结构体4相连,其头端与外部环境导通。预先把铸造用排气装置和钢管的一端一起预埋在砂型内,抽出钢管,形成排气孔5,可以有效阻挡落砂,大幅减少因落砂引起的铸件表面夹砂缺陷的比例。排气孔5将气体排出到外部环境中。排气装置也可以为设置于多孔结构体4内部的密闭的储气腔6,对于复杂的铸件,其本身铸型的制作就非常麻烦,局部需要排气的地方有很多,如果每个位置都设置排气孔5,就会给铸型的制作带来很大的麻烦,有些地方甚至因铸型结构所限,无法设置排气孔道,储气腔6可以储存气体,安装在铸型上需要排气的地方将气体引入至储气腔6中,无须设置排气孔5。
[0029]进一步的,还可以包括耐火纤维层3,其埋置于砂型2中,且位于铸件I与多孔结构体4之间,耐火纤维层3内侧面与砂型2的型腔面相重合,所述耐火纤维层3将金属液体阻隔,铸造产生的气体通过耐火纤维层3排出。耐火纤维层3可以进一步提高对金属液的阻隔左右,从而进一步提尚了工艺出品率。
[0030]耐火材料可以为铸造石英砂,耐火材料的颗粒为球状或类球状,其颗粒外径大于等于0.3_,颗粒外径大于等于0.3_可以满足颗粒之间的不规则的气体排出通道的孔径足以满足气体排出的顺畅性。
[0031]粘接剂可以为有机粘接剂或无机粘接剂。有机粘结剂包括冷芯盒树脂、酚醛树脂、呋喃树脂或者环氧树脂。无机粘结剂包含水玻璃、磷酸二氢铝、硅溶胶、铝溶胶、锆溶胶中的一种或多种,也可以由水玻璃、硅溶胶、铝溶胶、锆溶胶中的一种或多种和耐火材料粉末混合制得。
[0032]耐火材料粉末成分包括氧化铝、氧化硅、氧化锆中的一种或者多种。
[0033]本发明的铸造用排气装置可以采用如下方法制作:
a)将比例为100:1-2的石英砂和冷芯盒树脂加入混砂机中混合1-2分钟;
b)将混合物倒入模型中,利用三乙胺固化后脱模,制成多孔结构体4;
c)把多孔结构体4和钢管尾端固定好,在制作砂型2时将二者预埋在砂型2内,之后在砂型2中制作与多孔结构体4相连的排气装置。本方法制造简单,但是浇筑时冷芯盒树脂可能发生氧化,氧化后的冷芯盒树脂强度变低,从而造成铸件粘砂。
[0034]进一步的,将步骤b)制成的多孔结构体4的表面涂覆水玻璃,将层厚度l_3mm的耐火纤维纸粘附在多孔结构体4表面,干燥后形成固定于多孔结构体4上的耐火纤维层3。
[0035]本发明的铸造用排气装置也可以采用如下的另一种方法制作,
a)将质量份数为I一9的陶瓷粉料、1-9的粘结剂、70—95的耐火颗粒混合均匀;
b)将混合物倒入模型中,加热至100-200°C干燥30-60分钟;
c)将干燥后的混合物脱模后加热至1200-1550°C烧结后制成多孔结构体4;
d)把多孔结构体4和钢管尾端固定好,在制作砂型2时将二者预埋在砂型2内,之后在砂型2中制作与多孔结构体4相连的排气装置。本方法制成的多孔结构体4由于烧结后形成,因此制造成本高,但是强度高,使用效果好,不易发生铸件粘砂。陶瓷粉料为刚玉粉、氧化铝粉、氧化锆粉、硅酸锆粉、莫来石粉、粘土、硅微粉、叶腊石、硅灰石、蓝晶石、硅线石、尖晶石、红柱石或橄榄石中的一种或者多种。粘结剂可以为水玻璃、硅溶胶、铝溶胶、锆溶胶、磷酸铝、磷酸二氢铝中的一种或者多种。耐火颗粒可以包括刚玉、莫来石、锆刚玉、锆莫来石、锆砂、硅砂中的一种或者多种。
[0036]进一步的,将步骤c)制成的多孔结构体4的表面涂覆水玻璃或硅溶胶,将层厚度1-3mm的耐火纤维纸粘附在多孔结构体4表面,干燥后形成固定于多孔结构体4上的耐火纤维层3。
【主权项】
1.一种铸造用排气装置,其特征在于,包括: 多孔结构体(4 ),埋置于砂型(2 )中,其由颗粒状的耐火材料制成,耐火材料的颗粒与颗粒之间通过粘结剂粘结,耐火材料的颗粒堆积后形成孔径不规则的气体排出通道;以及 排气装置,其设置于砂型(2)中并与多孔结构体(4)相连,排气装置将经气体排出通道排出的气体排出到外部环境中或存储。2.根据权利要求1所述的铸造用排气装置,其特征在于:所述排气装置为排气孔(5),其设置于砂型(2)中,其尾端与多孔结构体(4)相连,其头端与外部环境导通。3.根据权利要求1所述的铸造用排气装置,其特征在于:所述排气装置为设置于多孔结构体(4)内部的密闭的储气腔(6)。4.根据权利要求1所述的铸造用排气装置,其特征在于:所述耐火材料为铸造石英砂,耐火材料的颗粒为球状或类球状,所述耐火材料的颗粒外径大于等于0.3mm。5.根据权利要求1所述的铸造用排气装置,其特征在于:所述粘接剂为有机粘接剂或无机粘接剂。6.根据权利要求1至5任意一项所述的铸造用排气装置,其特征在于:还包括耐火纤维层(3),其埋置于砂型(2)中,且位于铸件(I)与多孔结构体(4)之间,耐火纤维层(3)内侧面与砂型(2)的型腔面相重合,所述耐火纤维层(3)将金属液体阻隔,铸造产生的气体通过耐火纤维层(3)排出。7.—种制造权利要求1至6中任意一项所述的铸造用排气装置的方法,其特征在于: a)将比例为100:1-2的石英砂和冷芯盒树脂加入混砂机中混合1-2分钟; b)将混合物倒入模型中,利用三乙胺固化后脱模,制成多孔结构体(4); c)在制作砂型(2)时将二者预埋在砂型(2)内,之后在砂型(2)中制作与多孔结构体(4)相连的排气装置。8.根据权利要求8所述的铸造用排气装置的制造方法,其特征在于:将步骤b)制成的多孔结构体(4)的表面涂覆水玻璃或硅溶胶,将层厚度l-3mm的耐火纤维纸粘附在多孔结构体(4)表面,干燥后形成固定于多孔结构体(4)上的耐火纤维层(3)。9.一种制造权利要求1所述的铸造用排气装置的方法,其特征在于: a)将质量份数为I一9的陶瓷粉料、1-9的粘结剂、70—95的耐火颗粒混合均匀; b)将混合物倒入模型中,加热至100-200°C干燥30-60分钟; c)将干燥后的混合物脱模后加热至1200-1550°C烧结后制成多孔结构体(4); d)把多孔结构体(4)和钢管尾端固定好,在制作砂型(2)时将二者预埋在砂型(2)内,之后在砂型(2)中制作与多孔结构体(4)相连的排气装置。10.根据权利要求8所述的铸造用排气装置的制造方法,其特征在于:将步骤c)制成的多孔结构体(4)的表面涂覆水玻璃或硅溶胶,将层厚度l_3mm的耐火纤维纸粘附在多孔结构体(4)表面,干燥后形成固定于多孔结构体(4)上的耐火纤维层(3)。
【文档编号】B22C9/02GK106001418SQ201610575659
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月21日
【发明人】祝建勋, 赵国庆, 马业斌
【申请人】济南圣泉倍进陶瓷过滤器有限公司