铁型覆砂铸造铁水浇注时局部透气铁型的透气装置及其工作方法与流程

本发明涉及一种装置及方法，尤其是涉及一种铁型覆砂铸造铁水浇注时局部透气铁型的透气装置及其工作方法，是应用于铁型覆砂铸造生产铁水浇注充型时气体排气，它属于机械类。

背景技术：

铁型覆砂铸造属特种铸造之一，其铸型是在金属型内腔上覆上一薄层覆膜砂形成铸型。铁型覆砂铸造具有节能、节材、高效、优质、绿色生产等特点，应用领域越来越广，生产的铸件品种也越来越多。铁型覆砂铸造生产技术同样也存在着一些不足之处，比如：铁型覆砂铸造采用的铁型是完全不透气的，这对于铁型覆砂铸型型腔在浇注时所产生的气体的排出是十分不利的，尤其是对于那些形状有些特殊或内部需要下芯的铸件。在铁型覆砂铸造生产的铁水浇注过程中，当铁水进入铁型覆砂铸型型腔时，铁型上覆上的那层覆膜砂型与铁水接触受热后，覆膜砂中的粘接剂树脂在与高温铁水接触后会产生大量的气体，如果不将产生的气体及时排出铁型型腔，则最后成型凝固的铸件中就会产生大量的气孔缺陷，造成铸件废品。

铁型覆砂铸造工装的铁型设计时，应充分考虑铁型覆砂浇注时的排气，一般铁型覆砂铸造工装中的浇注时排气方式有分型面排气、射砂孔排气针排气等，即：上、下铁型在合箱时，两者的分型面之间留有一定的间隙，在铁型射砂孔的砂柱中留有排气孔，这样铁水浇入铁型时，覆砂层受热产生的气体能够从上、下铁型分型面的间隙、射砂孔砂柱中的排气孔中排出铸型型腔之外，最终获得合格的铸件。

但对于一些型状比较复杂的铸件，这几种方式不能完全满足铁型覆砂铸造生产的需要；同时对于一些对外表有特别要求的铸件来说，不允许有排气针打磨痕迹；这样就使原本一些期望通过采用铁覆砂铸造来获得高品质的许多铸件因铸造浇注过程的排气问题而不能应用铁型覆砂铸造生产。

公开日为2013年04月10日，公开号为102319873b的中国专利中，公开了一种名称为“铁型覆砂铸造汽缸体的生产方法”的发明专利。该专利中射孔、芯头部位均装有气孔针，在铁型的分型面上有排气槽，虽然该专利种能解决灰口铸铁汽缸体常见的组织疏松、表面质量差、整体机械性能得不到保证等问题，但是对于一些型状比较复杂的铸件，或者特殊铸件，不允许有排气针痕迹，该专利不能满足铁型覆砂铸造生产的需要，故其还是存在上述缺陷。

因此，提供一种结构设计简单合理，安全可靠，拆缷方便，透气效果好，获得铸件质量好，使用方便的铁型的透气装置，显得尤为必要。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计简单合理，安全可靠，拆缷方便，透气效果好，获得铸件质量好，使用方便的铁型覆砂铸造铁水浇注时局部透气铁型的透气装置及其工作方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该铁型覆砂铸造铁水浇注时局部透气铁型的透气装置，包括固定凸台、固定杆体、固定螺母、弹簧垫片，所述固定凸台与固定杆体相互匹配，通过固定螺母、簧垫片安装在不透气铁型的相应部位上，其特征在于：还包括透气栅格基体和透气通道，所述透气栅格基体上设置多个透气栅格通道，固定杆体内设置透气通道，透气栅格基体1与透气通道相连。

作为优选，本发明所述多个透气栅格通道均采用长条状；多个透气栅格通道的厚度均为0.2-0.4mm；保证在覆砂造型时，覆膜砂不会从本装置中喷射出去。

作为优选，本发明所述透气栅格通道、透气通道和固定杆体均采用圆形结构。

作为优选，本发明所述透气栅格通道的厚度小于覆砂砂粒尺寸，且气体通过此透气栅格通道。

作为优选，本发明所述透气装置采用可拆卸式；拆卸清理方便，可重复使用，并可更换，不会因透气通道损坏而造成整块铁型报废。

作为优选，本发明所述透气装置采用固定凸台式栅格、带透气的固定螺纹杆结构。

作为优选，本发明所述透气装置固定安装在铁型上，固定旋紧后，可用于震动落砂清理机械对铁型进行清理作业。

作为优选，本发明所述透气装置安装后与金属铁型型腔形成整体，进行覆砂造型作业，覆砂造型后由覆砂层形成铸型型腔表面，透气装置在覆砂层后面，透气装置不形成铸型表面，透气通道在铁水浇注时不会与铁水直接接触。

本发明还提供一种铁型覆砂铸造铁水浇注时局部透气铁型的工作方法，其特征在于：步骤如下：

（1）在铁型需要铁水浇注时排气的部位分别安装上透气装置，此透气装置安装后，与铁型内腔形成完整的铸型覆砂造型前内腔，使铁型安装透气装置的部位具有一定的透气性能；

（2）将铁型与模型合型后进行覆砂造型，在整个铁型内腔（包括安装透气装置的部位）覆上一层覆膜砂，铁型内腔形成完整的一薄层覆砂层，从而完成覆砂造型工序；

（3）将上铁型、下铁型合箱后，进行铁水的浇注；浇注时，铁水进入铸型，铸型中产生的大部分气体将通过铁型上铁型、下合箱后的分型面、射砂孔砂柱的出气针将这些气体排入大气；

（4）当铁水进入合箱后的铸型下型铁水液面还未到达铁型透气装置位置时，铸型中产生的气体一部分通过分型面排气排出，一部分通过铁型局部的透气装置将气体排出型腔；

（5）当浇注铁水的不断注入，铁水液面升高到位达铁型透气位置时并继续升高过程中，铸型中透气装置附近型腔中的气体则渗透过铁型局部透气装置部位的覆砂层再通过透气装置将此处的气体排入大气中；

（6）注入的铁水液面超过铁型透气位置并继续升高，此时在铁型透气位置附近的铸型产生的气体仍然能够渗透过铁型局部透气装置部位的覆砂层再通过铁型透气装置将该处的气体继续排放到位大气中；

（7）将铁水浇注过程中产生的气体通过透气装置排出铸型型腔，得到的铸件表面因透气装置在浇注过程中并未与铁水直接接触，而是与透气装置部位的覆砂层接触，这样在该部位不会留下透气装置的痕迹，保证了铸件表面的完整性和外观质量。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：1、铁型在型腔的局部部位具有一定的透气性能，使原本不透气的铁型型腔的一些部位具有一定的透气性，用于铁型覆砂铸造生产过程中铁水充型过程中铸型中这些特殊部位型腔中气体的排出，从而获得合格的铸件；2、整体结构设计简单合理，安全可靠，拆缷方便，透气效果好，获得铸件质量好，使用方便；3、可用于铁型覆砂铸造铁水浇注时铁型型腔特殊部位的气体排出，且在使用过程中铁型的这些部位不会被铁水损坏；4、铁水浇注凝固冷却后，铸件表面不存在铁型排气装置的痕迹，无需打磨，铸件表面质量好；5、本铁型可用于机械化振动清理铁型装备的铁型覆砂铸造机械化生产线；6、本铁型的透气装置拆缷方便，便于透气装置的清理或更换，以防长期使用后该装置堵住影响铁型覆砂铁水浇注时的透气效果。

附图说明

图1是本发明实施例透气铁型的透气装置结构示意图。

图2是图1的侧视结构示意图。

图3是本发明实施例铁水浇注时局部型腔透气的铁型结构示意图。

图4是本发明实施例铁水浇注时局部型腔透气的铁型在覆砂造型完成后的铸型结构示意图。

图5是本发明实施例型腔透气结构中上、下铁型合箱后的工作示意图。

图6是本发明实施例型腔透气结构中铁水浇注进入下铸型的工作示意图。

图7是本发明实施例型腔透气结构中铁水浇注开始进入上铸型的工作示意图。

图8是本发明实施例型腔透气结构中铁水浇注液面超过透气部位的工作示意图。

图中：透气装置t，透气栅格基体1，透气通道2，固定凸台3，固定杆体4，固定螺母5，弹簧垫片6，透气栅格通道7，铁型8，上铁型9，下铁型10，铸型覆砂层11，铁水12，废气13，厚度h。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1至图8，铁型覆砂铸造铁水浇注时局部透气铁型的透气装置包括透气栅格基体1、透气通道2、固定凸台3、固定杆体4、固定螺母5、弹簧垫片6，固定凸台3与固定杆体4相互匹配，通过固定螺母5、簧垫片6安装在不透气铁型8的相应部位上，透气栅格基体1上设置多个透气栅格通道7，固定杆体4内设置透气通道2，透气栅格基体1与透气通道2相连。

本实施例的多个透气栅格通道7均采用长条状，多个透气栅格通道7的厚度h均为0.2-0.4mm。

本实施例的透气栅格通道7、透气通道2和固定杆体4均采用圆形结构。

本实施例的透气装置t固定安装在铁型8上，固定旋紧后，可用于震动落砂清理机械对铁型进行清理作业。

本实施例为了解决复杂铸件铁型覆砂铸型型腔特殊部位的浇注铁水时产生的气体排出问题，在铁型型腔的这些部位，固定布置放置一些透气装置t，这样金属铁型的这些部位型腔就形成了一些透气通道2，改变了原来金属铁型完全不透气的特性，使铁型在这些局部位置具有一定的透气性，从而使铁型覆砂的铸型在这些部位具有一定的透气性能。在铁水12浇注时，这些部位铸型覆砂层11或坭芯头型砂在高温铁水浇注产生的气体将渗透过覆砂层厚度，进而通过铁型8上开设的这些透气通道2，排放到铁型覆砂铸型型腔外的大气中。

本实施例的透气栅格基体1主要为圆形平面上加工出一批厚度h为0.2-0.4mm的长条状透气栅格通道7，此透气栅格通道7的厚度需确保覆膜砂砂粒不能通过此透气栅格通道7，而气体能够通过此通道。透气栅格通道7与其后的固定杆体4均采用圆形结构，便于铁型8和本装置的加工。此透气栅格基体1与其后的圆型固定杆中的圆形透气通道2相连，气体可以通过圆形平面上的透气栅格通道7通往其后的圆形透气通道2。将这些装置通过固定螺母5安装在铁型8的相应位置，就形成了铁型中这些部位具有一定的透气性能。在覆砂造型时，因为这些部位的透气装置t是铁型型腔的一部分，且透气栅格通道7的间隙为0.2-0.4毫米，覆膜砂在覆砂造型时不能透过这些透气格，所以覆膜砂同样在这些透气装置t上面形成一层覆砂层，最终形成完整的覆砂层而完成铸型的覆砂造型。因形成的覆砂层很薄，因此在铁水12浇注时型腔中产生的气体能很容易地渗透过覆砂层，通过本铁型在该部位的透气通道2，排入到大气中，从而避免铸件在这些部位产生气孔缺陷。

铁型覆砂铸造铁水浇注时局部透气铁型的工作过程如下：在铁型8的一些需要铁水12浇注时排气的部位分别安装上本实施例的透气装置t，这些透气装置t安装后，与铁型内腔形成完整的铸型覆砂前内腔，使安装透气装置t部位的铁型在这些部位具有了一定的透气性能。将铁型8与模型合型后进行覆砂造型，在整个铁型内腔覆上一层覆膜砂，就在铁型内腔形成完整的一薄层覆砂层，从而完成了铁型的覆砂造型工序。这层覆膜砂薄层内腔与不透气的铁型的覆膜砂薄层内腔完全一样，光滑完整，在内腔表面没有任何透气装置t的痕迹。将上铁型9、下铁型10合箱后，可以进行铁水12的浇注；浇注时，铁水12进入铸型，铸型中产生的大部分气体将通过铁型8上、下合箱后的分型面、射砂孔砂柱的出气针将这些废气13排入大气，同时参见图5-图8，当铁水12进入合箱后的铸型下型铁水12液面还未到达铁型透气排气位置时，铸型中产生的气体一部分可以通过分型面排气排出，一部分可以通过铁型局部的透气装置t将废气13排出型腔；当浇注铁水12的不断注入，铁水12液面升高到位达铁型透气排气位置时并继续升高过程中，铸型中透气排气装置附近型腔中的气体则可以通过这里透气装置t将此处的废气13排入大气中；注入的铁水12液面超过铁型透气排气位置并继续升高，此时在铁型透气排气位置附近的铸型产生的气体仍然能够通过本实施例铁型透气装置t将该处的气体继续排放到位大气中，这样在如图所示的铁型透气排气位置的附近，就不会产生因浇注产生的气体排放不畅造成铸件铸产生气孔缺陷。即：在浇注过程中，铁型这些局部透气部位附近产生的气体都可以很容易地在型腔气体的压力下渗透过薄薄的覆砂层通过铁型的这些局部透气通道2，直接排入大气，确保在该部位不会因为气体憋气而产生气孔缺陷而造成铸件报废。

本实施例的铁型是专用于铁型覆砂铸造生产用工装，对于机械化铁型覆砂铸造生产而言，铁型型腔浇注后残砂一般通过震动的方式来完成型腔的清理，因此铁型透气装置t在铁型上的安装和固定方式十分重要。同时透气装置t使用时间久了以后，树脂高温产生的焦油往往会将透气通道2堵塞，需要定期将装置拆下来对通道进行清理，疏通通道。

为了防止在生产过程中因铁型振动清理造成透气装置从铁型上脱落，本透气装置t采用固定凸台式栅格、带透气的固定螺纹杆结构，通过固定凸台3、固定杆体4、固定螺母5，弹簧垫片6固定方式，将透气装置t固定安装在铁型8的相应部位，即：将本装置的固定杆体4穿过铁型加工出的通孔，装置的固定凸台3与铁型固定平台相接触贴合，然后将依次将平垫、弹簧垫片6、螺母穿入本装置的固定杆体4上，旋紧螺母，将本装置紧密地固定在铁型的相应位置上。

当铁型清理时，铁型进入震动落砂机进行震动落砂，因本透气装置t采用了螺栓固定，且有弹簧垫片6预紧力预紧，因此在震动清理过程中不会在震动力下产生松动脱落，确保了铁型在使用过程中不会因这些透气装置的脱落而造成铁型失效。当本装置使用长久造成透气通道2堵塞后，可以通过旋出螺母即可方便地将本装置从铁型上拆下，透气装置待清理后，可重复使用。在铁水12浇注时，本装置置于形成铸型型腔的覆砂层后面，不与铁水12直接接触，铁水12不会对本装置造成损坏，其使用寿命理论上与铁型寿命一致。同时本装置仅形成铁型覆砂前的内腔，不形成实际的铸型表面，这样生产出的铸件表面不会出现透气装置（如排气针）的痕迹，从而保证了铸件表面的完整性和外观质量。

本实施例铁水12浇注时局部型腔具有透气功能的铁型主要用于铁型覆砂铸造生产中复杂铸件铸型型腔在铁水12浇注过程中所产生气体的排出铸型型腔。对于铁型的覆砂造型生产而言，覆砂层通常采用热固化的酚醛覆膜树脂砂，该砂在铁水12浇注过程中，会产生大量的气体。与普通砂型铸造中砂型有一定的透气性不同，铁型覆砂铸造用的铁型型腔是完全没有透气性。铁型覆砂铸造生产中将铁水12浇注时铸型中产生的气体排出铸型是获得合格铸件的重要条件。本实施例将原本完全没有透气性的铁型型腔上开辟出一些透气通道2，使铁型型腔在这些特殊部位具有一定透气性，达到将铁水12浇注过程中产生的气体能容易地通过之这些透气部位排出铸型型腔的目的。

本实施例在铁型型腔中对于那些在浇注时产生的气体不易排出的部位，安置一些透气装置t，使原本完全不透气的金属型铁型型腔在此局部形成一定的透气通道2，来实现铁水12浇注时在这些部位产生的气体能顺利地排出，与此同时铁水12不会泄漏出来，不会对铁型这些部位造成损坏，不会在铸件的这些部位表面留下痕迹。

通过上述阐述，本领域的技术人员已能实施。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。