本发明属于机械铸造领域，具体涉及一种冷芯盒制作石墨成型冷铁的方法。
背景技术：
在球墨铸铁及铸钢件的浇注过程中，由于金属液的凝固收缩较大，晶粒间隙很难得到充分补缩，故此在铸件厚大热节及孤立搭子上容易产生缩孔缩松缺陷。在铸造工艺设计时，需要使用外冷铁控制铸件凝固顺序，减少热节处模数，增强冒口的补缩能力和效果，保证铸件质量达到缩松等级要求。根据我们生产汽车涡轮增压器涡轮壳产品的结构特点，铸件结构较为复杂，呈单、双流道三维曲面流线结构，质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，铸件质量要求极高，不允许有任何铸造缺陷，材质多为中高硅钼球铁、高镍球铁及耐热钢，材质的凝固收缩较大，补缩通道狭窄，铸件工艺设计需要数块成型冷铁及多个保温冒口，才能保证铸件质量，达到客户内欠质量要求。因此，在目前大批量的产品生产中，需要大量多品种的铸铁成型冷铁，及配备专门制作班组来满足生产需要。制作大量多品种的成型冷铁，需要繁琐的铸造工序，首先需要制作成型冷铁模具及生产模板，浇注生产后，落砂清理后达到成型冷铁的使用质量要求。故此制作成型冷铁生产周期较长，需要配备大量的人力、物力，且浪费严重，生产成本高。目前也采用石墨冷铁作为激冷材料，其激冷效果好于铸铁冷铁，且铸件不易产生粘接、冷铁气孔铸造缺陷。但需要向专业生产厂家订做，特别是石墨成型曲面冷铁需要数控机床加工而成，生产成本高。因此根据生产需要及技术质量要求，选用石墨冷铁作为铸造工艺设计中的最佳选择。
为此，采用冷芯盒制芯技术，应用石墨砂为制芯原砂材料，可制作任意形状的石墨成型冷铁，且制作简单方便，生产成本较低。
技术实现要素：
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种冷芯盒制作石墨成型冷铁的方法。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种冷芯盒制作石墨成型冷铁的方法，以石墨砂为制作原砂材料，将铸造工艺设计的成型冷铁模型加工成冷芯盒模具，采用co2冷芯盒制作工艺，得到石墨成型冷铁初胚，再经过充分固化烘烤、清理修整得到石墨成型冷铁成品。
优选的，所述石墨砂为人造石墨电极破碎而成，所述石墨砂的粒度为50/100目，所述石墨砂的固定碳含量大于95%。
优选的，co2冷芯盒制作工艺参数为：聚丙烯酸钠树脂粘结剂占石墨砂质量的4-6%，固化剂ca(0h)2占粘结剂质量的40-50%，射砂时间为4-6s，吹co2硬化时间为45-60s。
优选的，石墨成型冷铁初胚需要经过充分固化烘烤、冷却、清理修整得到石墨成型冷铁成品，烘烤温度250℃-300℃，烘烤时间1-2小时。
优选的，一种冷芯盒制作石墨成型冷铁的方法，具体步骤如下：
⑴将铸造工艺设计的成型冷铁模型加工成冷芯盒模具；
⑵将石墨砂加入到混砂机中，并加入聚丙烯酸钠树脂（占石墨砂质量的4-6%）和促硬剂ca(0h)2（占粘结剂质量的40-50%）混砂混制30-60s，出砂加入到冷芯盒制芯砂斗中；
⑶合模射砂，射砂压缩空气压力为0.5-0.6mpa，射砂时间为4-6s，通过压缩空气的作用，将冷芯盒内的芯砂紧实；
⑷吹二氧化碳硬化时间为45-60s；
⑸开模取出石墨冷铁芯，得到石墨冷铁初胚；
⑹将步骤⑸石墨冷铁初胚，充分固化烘烤、冷却清理（烘烤温度250℃-300℃，烘烤时间1-2小时）得到石墨成型冷铁成品。
本发明的有益效果是：
利用石墨砂作为制芯原砂材料，采用co2硬化冷芯盒制作工艺，石墨成型冷铁的生产效率高，效果好，节能环保，性能稳定，解决了铸造用成型冷铁的繁琐制作工序，生产周期短，有效防止铸件粘接、气孔铸造缺陷，降低生产成本，且制备工艺简单，易于工业化生产，具有广阔的市场前景。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
⑴将铸造工艺设计的a成型冷铁模型加工成冷芯盒模具；
⑵将石墨砂加入到混砂机中，并加入聚丙烯酸钠树脂（占石墨砂质量的4%）和促硬剂ca(0h)2（占粘结剂质量的40%）混碾40s，出砂加入到冷芯盒制芯砂斗中；
⑶合模射砂，射砂压缩空气压力为0.5mpa，射砂时间为4s，通过压缩空气的作用，将冷芯盒内的冷芯砂紧实；
⑷吹二氧化碳硬化时间为60s；
⑸开模取出石墨冷铁芯，得到石墨冷铁初胚；
⑹将步骤⑸石墨冷铁初胚，充分固化烘烤、冷却清理（烘烤温度250℃，烘烤时间2小时）得到石墨成型冷铁成品。
实施例2
⑴将铸造工艺设计的b成型冷铁模型加工成冷芯盒模具；
⑵将石墨砂加入到混砂机中，并加入聚丙烯酸钠树脂（占石墨砂质量的5%）和促硬剂ca(0h)2（占粘结剂质量的45%）混碾50s，出砂加入到冷芯盒制芯砂斗中；
⑶合模射砂，射砂压缩空气压力为0.6mpa，射砂时间为5s，通过压缩空气的作用，将冷芯盒内的冷芯砂紧实；
⑷吹气二氧化碳硬化时间为50s；
⑸开模取出石墨冷铁芯，得到石墨冷铁初胚；
⑹将步骤⑸石墨冷铁初胚，充分固化烘烤、冷却清理（烘烤温度280℃，烘烤时间1.5小时）得到石墨成型冷铁成品。
实施例3
⑴将铸造工艺设计的c成型冷铁模型加工成冷芯盒模具；
⑵将石墨砂加入到混砂机中，并加入聚丙烯酸钠树脂（占石墨砂质量的6%）和促硬剂ca(0h)2（占粘结剂质量的50%）混碾60s，出砂加入到冷芯盒制芯砂斗中；
⑶合模射砂，射砂压缩空气压力为0.5mpa，射砂时间为6s，通过压缩空气的作用，将冷芯盒内的冷芯砂紧实；
⑷吹二氧化碳硬化时间为60s；
⑸开模取出石墨冷铁芯，得到石墨冷铁初胚；
⑹将步骤⑸石墨冷铁初胚，充分固化烘烤、冷却清理（烘烤温度300℃，烘烤时间1小时）得到石墨成型冷铁成品。
实施例4
⑴将铸造工艺设计的d成型冷铁模型加工成冷芯盒模具；
⑵将石墨砂加入到混砂机中，并加入聚丙烯酸钠树脂（占石墨砂质量的5%）和促硬剂ca(0h)2（占粘结剂质量的50%）混碾50s，出砂加入到冷芯盒制芯砂斗中；
⑶合模射砂，射砂压缩空气压力为0.55mpa，射砂时间为5s，通过压缩空气的作用，将冷芯盒内的冷芯砂紧实；
⑷吹二氧化碳硬化时间为50s；
⑸开模取出石墨冷铁芯，得到石墨冷铁初胚；
⑹将步骤⑸石墨冷铁初胚，充分固化烘烤、冷却清理（烘烤温度280℃，烘烤时间1.5小时）得到石墨成型冷铁成品。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。