本发明涉及一种覆膜砂芯的成型模具技术领域，具体为一种延长覆膜砂芯排气通道的热芯盒模具及砂芯成型方法。
背景技术：
汽车涡轮增压器涡轮壳铸件结构较为复杂，呈单、双流道三维曲面流线结构，重量几公斤到几十公斤，涡壳主要壁厚4-5mm，且壁厚厚薄不均，热节搭子多，铸件质量要求高，不允许有任何铸造缺陷。尤其是流道部位表面质量及尺寸精度要求特别高。在铸件浇注过程中，由于涡轮壳流道芯处于金属液的包围中，金属液和砂芯接触后会与覆膜砂中的树脂等有机物发生反应产生气体，而厚大部位由于内部存在生砂，则发气量会更大，加之流道芯排气通道不畅通，这样大大增加了流道部位产生气孔、渣孔的缺陷比例。
目前国内外涡轮壳铸件的生产方法为壳型铸造及覆膜砂包壳潮模砂生产工艺。一般涡轮壳流道芯采用高强度的覆膜砂及热芯盒壳芯机制作，要求流道芯砂芯表面质量高、尺寸精度高，流道芯保持一定的固化厚度和使用强度，其内部尽可能掏空成空腔结构，减少砂芯的发气量，然后在空腔内填充干原硅砂等材料，保证砂芯质量及铸件质量。
一般涡轮壳流道芯采用垂直分型的热芯盒壳芯机生产，射砂口设置在流道口或排气通道口处。将覆膜砂（砂粒表面覆有一层固体酚醛树脂膜及固化剂的干态混合物）加入到壳芯机的料斗中，动模与静模合模，通过压缩空气及射砂口将覆膜砂射入热芯盒中紧实，然后通过热芯盒周边设置的电热棒加热固化覆膜砂层，当热芯盒型腔表面及砂芯表面形成一层一定厚度的固化壳层时，翻转热芯盒，将砂芯内部厚大部位未固化的生砂倒出来，而后翻转回正砂芯继续固化，当砂芯加热固化到一定强度时，开模取出砂芯，完成制芯生产工序。
目前普遍使用翻转壳芯机制作流道芯排气通道及空腔结构，受砂芯形状结构、设备条件限制及热芯盒温度、覆膜砂固化工艺影响，其覆膜砂选用高强度的覆膜砂，其排气通道及空腔部位只能到流道芯厚大部位，很难达到涡轮壳圆周处较厚部位及远离射砂口较远的地方，从而增加了砂芯的发气量，也影响砂芯的排气，造成砂芯排气通道不畅通，铸件会产生气孔、渣孔缺陷。故此，怎样随形制作及延长砂芯的排气通道，减少砂芯内部生砂，防止铸件产生气孔、渣孔缺陷，成为我们公司攻克的一大技术难题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种延长覆膜砂芯排气通道的热芯盒模具及砂芯成型方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种延长覆膜砂芯排气通道的热芯盒模具，包括静模凸模和动模凹模，所述静模凸模和动模凹模之间设有用于控制砂芯形状的型腔，型腔分为静模凸模型腔和动模凹模型腔，所述动模凹模型腔表面上随形设置有多个通气塞，分别为第一通气塞、第二通气塞、第三通气塞，所述第一通气塞、第二通气塞、第三通气塞过盈安装在模具型腔表面，且垂直于型腔表面并与之相平。
优选的，所述第一通气塞、第二通气塞、第三通气塞安装孔尺寸小于通气塞尺寸，并留有过盈配合间隙0.1mm，与之对应的通气孔尺寸小于安装孔尺寸2-3mm。
优选的，所述覆膜砂芯排气通道的制作是通过随形设置的第一通气塞、第二通气塞、第三通气塞及第一通气孔、第二通气孔、第三通气孔用气枪向砂芯内部吹压缩空气并按次序逐步将生砂从排气通道口吹出来，其压缩空气压力控制在0.4-0.5mpa。
优选的，一种覆膜砂芯成型方法，由以下步骤组成：
1）在热芯盒静模凸模上开设静模凸模型腔、排气道，加装多根电热棒、定位销及顶杆、固定板等静模顶出复位结构；在热芯盒动模凹模上开设动模凹模型腔、射砂口、第一通气孔、第二通气孔、第三通气孔，加装第二电热棒、定位销套及顶杆、固定板等顶出复位结构；
2）选用高强度的覆膜砂，将覆膜砂加入到热芯盒壳芯机的砂斗中；
3）将热芯盒静模凸模和动模凹模安装在壳芯机上，并调整合模到位；
4）移动动模凹模使动模凹模和静模凸模合模，利用第一电热棒和第二电热棒对动模凹模和静模凸模进行加热，加热温度控制在200-250℃之间；
5）在动模凹模和静模凸模的型腔表面喷涂脱模剂，合模射砂，射砂压缩空气压为0.6mpa，吹气时间为2s，通过压缩空气的作用，将热芯盒内的芯砂紧实；
6）加热固化，砂芯开始结壳，结壳时间30-50s，从30s后模具翻转180°，覆膜砂固化温度即第一电热棒和第二电热棒保持设置定加热温度在200-250℃之间；
7）模具翻转震动倒砂，将砂芯芯头处厚大部位未固化的生砂随重力作用倒出来，同时通过动模凹模随形设置的一通气塞、第二通气塞、第三通气塞及第一通气孔、第二通气孔、第三通气孔按照离射砂口或排气通道口由近及远的顺序逐步用气枪开通压缩空气将较厚大砂芯内的生砂吹出来，延长了砂芯排气通道，其吹气压力为0.4-0.5mpa，翻转倒砂时间为10s；
8）模具翻转回正，继续固化80s；
9）开模，动模凹模顶出机构顶出砂芯，人工取出砂芯；
10）用气枪或其它工具将砂芯内随形排气通道进行修整，而后填充原砂粗砂，并用酒精覆膜砂封口，再上涂料、烘烤得到覆膜砂芯成品。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过随形设置在较厚大砂芯部位的模具型腔表面上的多个通气塞及通气孔，用气枪向通气孔内吹压缩空气，使通气塞较厚大覆膜砂部位的砂芯内部生砂按次序逐步从排气通道口吹出来，随形延长了砂芯的排气通道，减少了覆膜砂芯的发气量，有利于排气且排气通畅顺利，减少了铸件气孔、渣孔缺陷，提高了产品成品率。
附图说明
图1是本发明中覆膜砂芯的剖视示意图。
图2是本发明中热芯盒开模动模的主视剖面示意图。
图3是本发明中热芯盒合模的俯视剖面示意图。
图4是本发明中热芯盒动模的主视示意图。
图5是现有技术中覆膜砂芯的剖视示意图。
图中：1—砂芯、2—静模凸模、3—动模凹模、4a—通气塞、4b—通气塞、4c—通气塞、11—芯头、12—排气通道、13—射砂口、21—静模电热棒、22—排气道、23—定位销、25—静模顶出复位结构、31—动模电热棒、32a—通气孔、32b—通气孔、32c—通气孔、33—定位销套、34—动模凹模型腔、35—动模顶出复位结构。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种延长覆膜砂芯排气通道的热芯盒模具，包括静模凸模2和动模凹模3，所述静模凸模2和动模凹模3之间设有用于控制砂芯1形状的型腔，型腔分为静模凸模型腔和动模凹模型腔34，所述动模凹模3型腔表面上随形设置有多个通气塞，分别为第一通气塞4a、第二通气塞4b、第三通气塞4c，所述第一通气塞4a、第二通气塞4b、第三通气塞4c过盈安装在模具型腔表面，且垂直于型腔表面并与之相平；静模凸模2和动模凹模3的型腔外周设置第一电热棒21和第二电热棒31。
本发明中，第一通气塞4a、第二通气塞4b、第三通气塞4c安装孔尺寸小于通气塞尺寸，并留有过盈配合间隙0.1mm，与之对应的通气孔尺寸小于安装孔尺寸2-3mm；第一通气塞4a、第二通气塞4b、第三通气塞4c，为柱状空心结构，通气结构为条状或网状；所述第一通气塞4a、第二通气塞4b、第三通气塞4c由铜合金或不锈钢材料制成；覆膜砂芯排气通道的制作是通过随形设置的第一通气塞4a、第二通气塞4b、第三通气塞4c及第一通气孔32a、第二通气孔32b、第三通气孔32c用气枪向砂芯内部吹压缩空气并按次序逐步将生砂从排气通道12口吹出来，其压缩空气压力控制在0.4-0.5mpa。
本发明中，一种覆膜砂芯成型方法，由以下步骤组成：
1）在热芯盒静模凸模2上开设静模凸模型腔、排气道22，加装多根电热棒21、定位销23及顶杆、固定板等静模顶出复位结构25；在热芯盒动模凹模3上开设动模凹模型腔25、射砂口13、第一通气孔32a、第二通气孔32b、第三通气孔32c，加装第二电热棒31、定位销套33及顶杆、固定板等顶出复位结构35；
2）选用高强度的覆膜砂，将覆膜砂加入到热芯盒壳芯机的砂斗中；
3）将热芯盒静模凸模2和动模凹模3安装在壳芯机上，并调整合模到位；
4）移动动模凹模3使动模凹模3和静模凸模2合模，利用第一电热棒21和第二电热棒31对动模凹模3和静模凸模2进行加热，加热温度控制在200-250℃之间；
5）在动模凹模3和静模凸模2的型腔表面喷涂脱模剂，合模射砂，射砂压缩空气压为0.6mpa，吹气时间为2s，通过压缩空气的作用，将热芯盒内的芯砂紧实、硬化；
6）加热固化，砂芯开始结壳，结壳时间30-50s，从30s后模具翻转180°，覆膜砂固化温度即第一电热棒21和第二电热棒31保持设置定加热温度在200-250℃之间；
7）模具翻转震动倒砂，将砂芯芯头11处厚大部位未固化的生砂随重力作用倒出来，同时通过动模凹模3随形设置的一通气塞4a、第二通气塞4b、第三通气塞4c及第一通气孔32a、第二通气孔32b、第三通气孔32c按照离射砂口13或排气通道12口由近及远的顺序用气枪接通压缩空气逐步将较厚大砂芯内的生砂吹出来，延长了砂芯排气通道12，其吹气压力为0.4-0.5mpa，翻转倒砂时间为10s；
8）模具翻转回正，继续固化80s；
9）开模，动模凹模3顶出机构顶出砂芯，人工取出砂芯；
10）用气枪或其它工具将砂芯内随形排气通道12进行修整，而后填充原砂粗砂，并用酒精覆膜砂封口，再上涂料、烘烤得到覆膜砂芯成品。