專利名稱：明膠涂層砂芯及其制造方法
背景技術(shù)：
發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及砂芯及制造砂芯的方法。
先有技術(shù)的描述鑄造熔融金屬用的模具包括幾個(gè)結(jié)合在一起工作以確定模制品內(nèi)、外形狀的模件。這樣的模件包括翻砂和成形模制品內(nèi)腔用型芯件。型芯件的制造方法一般是使砂與粘合劑混合，將粘合劑-砂混合物導(dǎo)入含有模型的模具，以使粘合劑-砂混合物形成制造金屬模制品所需形狀，并使粘合劑在型模中固化/硬化，以硬化粘合劑，及固定模具成型材料的形狀。
明膠已用作砂的粘合劑。明膠是合乎需要的，因?yàn)樗撬苄缘模瑢Νh(huán)境有利，成本低于在許多砂-粘合劑體系中使用的合成樹脂。此外，破壞明膠蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的鍵以熱降解粘合劑所需熱量少于合成樹脂所需的熱量。結(jié)果，在模件為砂芯的情況下，明膠粘合劑易于因熔融金屬的熱量而破壞，從而可以方便地除掉模制品上的芯砂，所需的輔助加工如搖動(dòng)或錘打最少。此外，由于明膠是水溶性的，任何無法用機(jī)械方法從模制品上除掉的砂用水就能方便地洗去。明膠的溶解性也便于從砂中洗去粘合劑供循環(huán)使用，并重復(fù)使用砂以制造其他模件，從而節(jié)省了每個(gè)模具所用新砂的成本。
明膠是用膠原、皮膚、骨頭、生皮和動(dòng)物的白色結(jié)締組織的主要蛋白質(zhì)組分部分水解所得到的蛋白質(zhì)材料，基本上是含氨基酸的多肽的非均質(zhì)混合物，氨基酸主要包括甘氨酸、脯氨酸、羥基脯氨酸、苯丙氨酸和谷氨酸。明膠在商業(yè)上是作為肉產(chǎn)業(yè)的副產(chǎn)品銷售的?！案伞钡纳唐访髂z實(shí)際上含水約9％-12％(按重量計(jì))，基本上是比重在約1.3到1.4之間的無味、無嗅、脆性的固體。明膠有一個(gè)約15,000-250,000的寬分子量范圍，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可用已知的合適分餾技術(shù)將一種明膠與另一種分離開來。明膠可以用稱為“Bloom”標(biāo)定值或數(shù)的等級進(jìn)行分級。Bloom標(biāo)定值或數(shù)是通過Bloom試驗(yàn)測定的，該試驗(yàn)是標(biāo)定不同明膠所形成的凝膠強(qiáng)度的系統(tǒng)。高Bloom標(biāo)定值或數(shù)的明膠主要包含多肽，具有平均分子量大于低Bloom標(biāo)定值或數(shù)的明膠。Bloom標(biāo)定值或數(shù)是用評價(jià)從明膠形成的凝膠強(qiáng)度確定的。一般來說，明膠的粘度測定所用的明膠試樣與進(jìn)行Bloom試驗(yàn)所用試樣相同，與Bloom標(biāo)定值或數(shù)同時(shí)測定。明膠的粘度一般與Bloom標(biāo)定值或數(shù)有關(guān)。換句話說，隨著Bloom標(biāo)定值或數(shù)的增加，粘度增加。
授予Siak等人的美國專利USP 5,320,157提到砂芯構(gòu)件用的改良的明膠粘合劑，其中在粘合劑中摻入鐵化合物。在鑄造加工時(shí)鐵化合物增加了粘合劑的熱破壞程度，以此簡化了從模制品中清除廢砂。披露了形成芯模的典型方法。
授予Siak等人的美國專利5,582,231需要在用或不用再水合的情況下將明膠涂層的砂激冷到室溫或室溫以下，然后將明膠涂層的砂吹進(jìn)模具。進(jìn)行這一激冷工序的目的在于當(dāng)明膠水合時(shí)，明膠涂層會(huì)膠凝，砂的粘性會(huì)降低。激冷工序需要金屬鑄造車間中價(jià)格昂貴的冷卻系統(tǒng)，那里因存在熔融金屬故環(huán)境溫度一般較高。水合時(shí)，涂層砂的溫度在室溫以上，明膠膠涂層熔化，砂是粘性的，阻止了砂的流動(dòng)。但是，即使水合的、涂層砂受到激冷，它仍不能象干砂或著甚至是用酚醛氨基甲酸乙酯(冷芯盒)樹脂涂層的砂那樣流動(dòng)。
在授予Siak等人的另一個(gè)美國專利5,749,409中，公開了給明膠涂層砂制成的鑄芯面涂折射粒子的方法。在砂芯表面涂上有機(jī)防水層，然后將折射粒子作為水液懸液進(jìn)行涂敷。防水層防止砂芯受到水懸浮液中的水所產(chǎn)生的變質(zhì)。砂芯是按照美國專利5,320,157的描述制成的。
授予Salzberg的美國專利2,415,317提出采用水溶性蛋白質(zhì)材料如明膠和可結(jié)晶碳水化合物作為粘合材料制造烘干模制品芯。概括地討論了形成砂芯模件的方法。
授予Moore等人的美國專利5,262,100提出了用水從模制產(chǎn)品中取下砂芯的方法。該專利公開了包括碳水化合物和蛋白質(zhì)如明膠的粘合劑材料。討論了形成芯模具的一般方法。
授予Anderson等人的美國專利5,580,400公開了從包括明膠的有機(jī)粘合劑粘合在一起的纖維增強(qiáng)聚聚體形成的包裝材料。討論了形成模制品的各種方法。
發(fā)明概要在鑄造加工中用于制造模制品的優(yōu)選實(shí)施方案中，將砂粒與蛋白質(zhì)和水混合，以在砂粒上產(chǎn)生蛋白質(zhì)涂層。然后在沒有有效冷卻的情況下將涂覆蛋白質(zhì)的砂粒吹進(jìn)模具。然后蒸氣吹過涂覆蛋白質(zhì)的砂粒以便使蛋白質(zhì)水合并熔融，以此使相鄰的砂粒之間產(chǎn)生鍵合而形成模制品。然后用干熱空氣吹過模制品，以使相鄰砂粒間的蛋白質(zhì)鍵合硬化。
在制造砂芯的優(yōu)選實(shí)施方法中，在加熱的同時(shí)使砂粒與明膠和水混合，其中熱量使明膠熔融以起到在砂粒上涂敷明膠的作用，并使涂覆明膠的砂粒干燥。在不進(jìn)行有效冷卻的情況下將干涂覆明膠的砂粒吹進(jìn)模具，然后使蒸氣通過涂覆明膠的砂粒以使明膠水合并熔融，以此使相鄰的砂粒之間產(chǎn)生鍵合而形成模制品。然后用干熱空氣吹過模制品，以使相鄰砂粒間的明膠鍵合硬化。
在另一個(gè)制造砂芯的優(yōu)選實(shí)施方法中，砂粒與明膠和水混合產(chǎn)生混合物。對混合物加熱以起到將明膠涂敷到砂粒上的作用，并使水干燥，從而干燥混合物。然后對干混合物研磨，使混合物自由流動(dòng)，并將于燥的涂覆明膠的砂粒吹進(jìn)模具。使蒸氣通過明膠涂層顆粒以使明膠水合并熔融，使相鄰的砂粒之間產(chǎn)生鍵合而形成模制品。然后用干熱空氣吹過模制品，以使相鄰砂粒間的明膠鍵合硬化。
在另一個(gè)制造砂芯的優(yōu)選實(shí)施方法中，將砂粒加熱到40℃以上，然后與明膠和水混合，其中加熱砂粒使明膠熔融，以此在砂粒上涂覆明膠。然后將涂覆明膠的砂粒干燥并吹進(jìn)模具。使蒸氣通過明膠涂層顆粒以使明膠水合并熔融，以此使相鄰的砂粒之間產(chǎn)生鍵合而形成模制品。然后用干熱空氣吹過模制品，以使相鄰砂粒間的明膠鍵合硬化。
在另一個(gè)制造砂芯的優(yōu)選實(shí)施方法中，砂粒與蛋白質(zhì)和水混合以起到將蛋白質(zhì)涂敷到砂粒上的作用。然后將涂覆蛋白質(zhì)的砂粒干燥并吹進(jìn)模具。涂覆蛋白質(zhì)的砂粒在模具內(nèi)水合，以此使相鄰的砂粒之間產(chǎn)生鍵合而形成模制品。然后用干熱空氣吹過模制品，以使相鄰砂粒間的蛋白質(zhì)鍵合硬化。
附圖的簡要說明

圖1顯示先有技術(shù)制造砂芯的工藝流程。
圖2顯示本發(fā)明制造砂芯的工藝流程，和圖3顯示用于評價(jià)用蒸氣使砂芯模具中的明膠涂層砂水合的設(shè)備配置。
需優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明圖1顯示先有技術(shù)制造砂芯的工藝流程。先有技術(shù)一般在約80-100℃用明膠水溶液涂敷砂粒，在砂芯吹送前將涂敷過的砂粒冷卻到室溫(如21±2℃)以促使明膠膠凝，然后將涂膠砂粒涂層中的水含量調(diào)節(jié)至70-85wt％。在本工藝中，將砂吹進(jìn)芯盒之前，使砂冷卻很重要，因?yàn)槿绻笆菬岬模髂z會(huì)變粘，砂粒將不易吹進(jìn)芯盒。涂敷并經(jīng)調(diào)節(jié)的砂在或加熱到80-120℃下吹進(jìn)型模，以促使明膠膠體熔融并在砂粒間形成明膠鍵合。明膠被吹過多孔模芯的干熱空氣所硬化，使水含量減少到低于15wt％。吹送工序中溫度的控制似乎是防止明膠過早干燥的關(guān)鍵。過早干燥會(huì)導(dǎo)致涂層砂變“粘”且堵塞設(shè)備。
圖2顯示在澆鑄工藝中使用的模制品制造的優(yōu)選實(shí)施方法。一般來說，本發(fā)明工藝是將干燥的涂覆明膠的砂粒吹進(jìn)芯盒，用吹過芯盒的蒸氣使明膠水合并熔融，然后用干氣洗干燥明膠以硬化相鄰的砂粒間的明膠。本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例使用了授予Siak等人的美國專利5,582,231所公開的那種類型的明膠，在此納入作參考。還應(yīng)當(dāng)明白本領(lǐng)域已知的其他明膠或蛋白質(zhì)粘合劑也可以用于本工藝。但本發(fā)明不需要對涂層砂粒進(jìn)行有效冷卻，且涂層砂粒具有類似于干砂的極好的流動(dòng)特征。明膠涂層砂的流動(dòng)特性對于砂在工業(yè)化鑄造所用自動(dòng)砂芯機(jī)中的正確運(yùn)行是重要的。為了準(zhǔn)備吹砂芯砂必須易于從砂芯機(jī)上方的料斗流進(jìn)砂斗。在用高壓空氣吹送砂芯時(shí)，砂還必須均勻地流進(jìn)芯盒。
在優(yōu)選實(shí)施例中，首先砂粒、水和明膠在具熱源的研磨機(jī)中混合，直到沙粒涂敷明膠，然后使明膠干燥。明膠的用量是砂重量的約0.5-2.0％。明膠與水之比應(yīng)當(dāng)足夠大，這樣當(dāng)加熱到明膠的熔點(diǎn)以上時(shí)(約40℃)，形成的明膠溶液的粘度低到足以使其在砂粒周圍流動(dòng)以包被它們。明膠與水之比應(yīng)為1∶1-1∶5左右，最佳明膠與水之比為1∶2-1∶3。在這一點(diǎn)水過量需要更多的能量在干燥工藝中加以去除?；旌蠒r(shí)向混合物提供超過熔融明膠所需的過量熱可干燥明膠涂層砂中的水。實(shí)踐中這一方法采用60-120℃左右的溫度，混合物的最佳溫度為80-90℃左右。熱源既可以是加熱的研磨器，也可以是在研磨器中與水和明膠混合前加熱的砂。雖然本發(fā)明使用研磨器，應(yīng)當(dāng)明白任何類型的能夠在合理的時(shí)間內(nèi)均勻混合明膠、砂和水的混合器都可以使用。在混合工序中通過加熱使明膠熔融以便涂敷砂粒，過量的熱干燥涂覆明膠的砂粒中的水分。應(yīng)對明膠干燥從而使明膠的含濕量小于15％(按明膠重量計(jì))。在混合器內(nèi)干燥混合物是方便的，因?yàn)榛旌掀髂軐⑼繉由捌扑槌梢子趥鬏敳⒋颠M(jìn)模具的自由流動(dòng)材料。干燥的涂覆明膠的砂粒從研磨器中移出時(shí)溫度在65-95℃左右。但是，涂覆明膠的砂?？稍诿髂z干燥前(空氣干燥或在上述溫度的烘箱中干燥)從混合器中移出。然后干燥的涂層砂可能需要研磨才能自由流動(dòng)，以便吹進(jìn)模具。同樣，應(yīng)對明膠干燥，使其含濕量小于15％(按明膠重量計(jì))。
砂在加熱的研磨器中涂敷而且明膠干燥后，在將涂層砂粒吹進(jìn)模具前不需要象先有技術(shù)那樣對涂層砂粒進(jìn)行有效冷卻。根據(jù)系統(tǒng)的大小，在將涂層砂從研磨器傳送到模具期間，涂層砂粒會(huì)發(fā)生一些冷卻，但在本工藝中涂層砂粒的有效冷卻不是所需的工序。本發(fā)明通過將回收自涂敷工序的干燥涂層砂粒直接吹送進(jìn)型模取消了模塑前的有效冷卻和調(diào)節(jié)工序。只要涂層砂粒吹進(jìn)模具時(shí)的溫度低于水的沸點(diǎn)即可。當(dāng)吹進(jìn)型模時(shí)，干燥的自由流動(dòng)的涂層砂粒不會(huì)凝集在一起或粘附于型模的邊上，這有助于產(chǎn)生均勻的模具，因?yàn)樵谛湍Ｖ袥]有形成砂粒中的空隙。
在使用具有中心截面積為一平方英寸的標(biāo)準(zhǔn)形狀的“啞鈴型”(“dog bone”)試驗(yàn)砂芯模具的優(yōu)選實(shí)施例中，在21-66℃的優(yōu)選溫度范圍內(nèi)將約100g干燥的涂硅砂粒吹進(jìn)模具。在本發(fā)明中使用的“啞鈴型”試驗(yàn)砂芯模具直徑的顯示與描述見“Procedure AFS3301-00-S載《模具和芯試驗(yàn)手冊》(Mold&Core TEST Handbook”)，美國鑄造學(xué)會(huì)第三版，Des Plains，Illions，2001版，在此納入作參考。然后在105℃約20秒內(nèi)以3-4psi的低壓蒸氣通過砂芯模具使明膠水合而促進(jìn)相鄰砂粒間明膠的鍵合。所需蒸氣量足以提供足夠的水分，這樣明膠涂層砂會(huì)水合、熔融并在砂粒間流動(dòng)，在砂粒間形成連接。雖然蒸氣的用量難以定量，但蒸氣的重量大約是明膠用量的一到二倍。模具和涂層砂的溫度應(yīng)當(dāng)在使水在砂上凝結(jié)的程度，以使明膠熔融，這一般意味著溫度應(yīng)低于100℃。
最后，干熱空氣通過砂芯模具約150秒以使明膠硬化。干燥空氣的溫度范圍相當(dāng)寬，從室溫到300℃，優(yōu)選的溫度范圍為約100-150℃。干燥空氣去除模具中砂粒的水分。模具和砂粒中的熱量會(huì)足以提供蒸發(fā)水分所需的能量，使明膠的含水量小于15％(按明膠重量計(jì))，而且是剛性的，這樣砂芯在從模具中取出后能保持其形狀。使用熱空氣僅加速干燥過程，并且是優(yōu)選的，因?yàn)樗鼫p少了制造砂芯所需的時(shí)間。應(yīng)當(dāng)明白蒸氣和干熱空氣通過模具的時(shí)間是根據(jù)模具的尺寸、模具中有多少砂和模具、干燥空氣的溫度和蒸氣用量而變化的。
然后彈射出明膠涂層砂芯備用。本發(fā)明取消冷卻工序，從而節(jié)約了能源，取消了將砂吹進(jìn)模具前的調(diào)節(jié)工序，從而提高了工效。它還取消了有效冷卻砂鑄模斗以及工業(yè)化砂芯噴吹設(shè)備中吹板的需要。此外，本發(fā)明消除了由管與加熱砂芯盒接觸引起的明膠涂層砂在吹送管中干燥和硬化。
如上所述，用明膠涂層砂制造砂芯的標(biāo)準(zhǔn)方法是將砂冷卻到室溫或室溫以下，然后加2-3％冷水(以假設(shè)1％明膠涂層的砂重量為基礎(chǔ))使明膠水合。將該混合物吹進(jìn)加熱的砂芯模具，經(jīng)過短停留時(shí)間后，熱空氣吹過砂芯，使明膠干燥，使砂芯硬化。水合的砂溫度在明膠涂層的熔點(diǎn)以下是重要的。如果明膠在吹砂芯前就開始熔融的話，砂會(huì)變粘且不能均勻地吹進(jìn)模具。對于保持水合砂冷卻的這種需要使得鑄造車間的實(shí)際操作中有必要對砂進(jìn)行冷卻，那里的機(jī)械和環(huán)境溫度通常超過明膠的熔點(diǎn)，明膠的熔點(diǎn)為25-30℃左右。為避免在鑄造環(huán)境中對水合砂進(jìn)行冷卻的需求，制定了將干燥的涂層砂吹進(jìn)模具、將蒸氣吹過模具然后用熱空氣干燥的試驗(yàn)。
在最初的試驗(yàn)中，使用了4086g標(biāo)準(zhǔn)的55gfn(顆粒細(xì)度數(shù)，測量砂的平均粒度)湖砂，它是典型的硅砂。用1999年2月下旬Technisand產(chǎn)的1％GMBONDTM明膠涂層砂用作室溫涂層砂。為了產(chǎn)生加熱涂層砂，將砂加熱到105℃左右，并放入裝有約41g 1％GMBONDTM明膠的電加熱研磨器中。然后在研磨器中加入82g水，將砂混合至干燥并可自由流動(dòng)。將干砂直接從研磨器中取出用于在55℃左右制造啞鈴型砂芯。圖3顯示設(shè)備配置，用來評價(jià)使用蒸氣來水合砂芯模具中的明膠涂層砂而不是在吹進(jìn)砂芯模具前水合明膠涂層砂。
在最初的試驗(yàn)中，用以下工藝制成了“啞鈴型”砂芯，具有如上所述的良好強(qiáng)度，大于200psi的斷裂力，包含約100g標(biāo)準(zhǔn)形狀的硅砂，中心截面積為1英寸首先，在涂層后，立即將在室溫或約55℃左右的干燥涂層砂吹進(jìn)約100℃啞鈴型砂芯模具。用干燥空氣進(jìn)口將蒸氣吹過模具20秒。使用溫度為104-106℃左右的3-4psi的蒸氣。然后，用空氣進(jìn)口將50psi、溫度約200℃的干熱空氣吹過模具150秒，該時(shí)間為常規(guī)啞鈴型砂芯工藝用的時(shí)間，但可以用更短的時(shí)間段。雖然斷裂強(qiáng)度良好，但表面光潔度不如標(biāo)準(zhǔn)啞鈴型砂芯那樣好。這可能是由于用空氣進(jìn)口導(dǎo)入蒸氣和/或蒸氣管道中有少量冷凝水。
根據(jù)這些試驗(yàn)，確定了最佳工藝參數(shù)。最佳砂芯模具溫度為100℃左右，吹送空氣為100psi、室溫。蒸氣為3psi，砂芯盒包含吹洗器以打開排水口，以防冷凝水在砂芯盒內(nèi)積聚。重要的是蒸氣連續(xù)地流過砂芯盒，這樣砂芯盒內(nèi)就不會(huì)積聚冷凝水。在開口上方用一塊板將砂進(jìn)口堵住，在干空氣吹過模具時(shí)用加壓的砂斗壓住。最佳的干燥空氣壓力為50psi，溫度200℃，停留時(shí)間15秒，干燥時(shí)間150秒。試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。這些工藝參數(shù)為找到的最佳參數(shù)，用于制造斷裂強(qiáng)度好并且有理想的表面硬度的啞鈴型砂芯。
表1
用各種試驗(yàn)參數(shù)所獲得的結(jié)果不太令人滿意。如果在標(biāo)準(zhǔn)水合砂啞鈴型砂芯工藝中使用的模具溫度為149℃的話，斷裂強(qiáng)度不錯(cuò)，但表面很粗糙。這可能是由于模具表面的砂太熱而無法讓蒸氣水合明膠并粘合它。如果模具溫度為70℃，斷裂強(qiáng)度似乎不好，只有在烘箱中對啞鈴型砂芯干燥才行。如果砂進(jìn)口不覆蓋，而是在一塊被加壓砂斗壓住的箔板中使用時(shí)，在導(dǎo)入干燥空氣時(shí)一些砂粒會(huì)在發(fā)生固化前吹出模具頂部。將砂進(jìn)口堵住，空氣仍能從啞鈴型砂芯模具的頂角上的排氣口逸出。將干燥空氣的壓力從100psi降到50psi有助于減少砂吹出傾向或在啞鈴型砂芯底部的兩個(gè)空氣進(jìn)口部分產(chǎn)生孔。在149℃標(biāo)準(zhǔn)空氣溫度下，在150秒內(nèi)啞鈴型砂芯似乎不很干燥，但溫度提高到200℃似乎可以使啞鈴型砂芯干燥。提高蒸氣壓力導(dǎo)致在空氣進(jìn)口部分產(chǎn)生孔。通蒸氣的時(shí)間在20秒以上似乎恰好加入過量濕氣?？梢钥吹郊s10秒時(shí)蒸氣從啞鈴型砂芯模具排氣口出來，20秒蒸氣清洗似乎比短時(shí)間通氣所產(chǎn)生的效果更一致。兩側(cè)都有進(jìn)口部分的模具在采用最佳參數(shù)的情況下或許可以提高啞鈴型砂芯的表面硬度，尤其是在裝有蒸氣干燥用空氣進(jìn)口部分的那一邊上。
上述說明書、實(shí)施例和數(shù)據(jù)給出了本發(fā)明組合物的制造和使用的完整描述。鑒于在本發(fā)明精神和范圍內(nèi)可以對本發(fā)明提出許多實(shí)施例，本發(fā)明歸屬于以下所附的權(quán)利要求。
權(quán)利要求
1.一種用于澆鑄工藝的模制品的制造方法，包括a.將砂粒與蛋白質(zhì)和水混合，以在砂粒上產(chǎn)生蛋白質(zhì)涂層；b.干燥涂覆蛋白質(zhì)的砂粒；c.在沒有有效冷卻的情況下將干燥、涂覆蛋白質(zhì)砂粒吹進(jìn)模具；d.使蒸氣通過涂覆蛋白質(zhì)的砂粒以使蛋白質(zhì)水合和熔融，從而在相鄰砂粒間產(chǎn)生鍵合而形成模制品；和e.使干熱空氣通過模制品，以使相鄰砂粒間的蛋白質(zhì)鍵合硬化。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，蛋白質(zhì)為一種明膠。
3.權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，明膠的用量約為砂重量的0.5-2.0％。
4.權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，明膠與水之比約為1∶1到1∶5。
5.權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，明膠與水之比為1∶2到1∶3。
6.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，干燥工序在使用熱量時(shí)進(jìn)行。
7.權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，加熱溫度約為60-120℃。
8.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，混合和干燥工序同時(shí)進(jìn)行。
9.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，約3-4psi的蒸氣通過模制品約20秒。
10.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，干熱空氣通過模制品的150秒。
11.權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，干熱空氣的溫度約為室溫到300℃。
12.權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，干熱空氣的溫度約為100℃到150℃。
13.一種制造砂芯的方法包括a.在加熱的同時(shí)將砂粒與明膠和水混合，其中，熱量使明膠熔融，以在砂粒上產(chǎn)生明膠涂層，且干燥涂覆明膠的砂粒；b.在沒有有效冷卻的情況下將干燥、涂覆明膠的砂粒吹進(jìn)模具；c.使蒸氣通過涂覆明膠的砂粒以使明膠水合并熔融，從而在相鄰砂粒間產(chǎn)生鍵合而形成模制品；和d.使干熱空氣通過模制品以使相鄰砂粒間的明膠鍵合硬化。
14.權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于熱的溫度約為60-120℃。
15.一種制造砂芯的方法，包括a.砂粒與明膠和水混合以產(chǎn)生混合物；b.向混合物供熱以起到在砂粒上涂敷明膠的作用，并干燥去除水分，從而使混合物干燥。c.研磨混合物，使混合物自由流動(dòng)；d.將干燥、涂覆明膠的砂粒吹進(jìn)模具；e.使蒸氣通過涂覆明膠的砂粒，以使明膠水合和熔融，從而在相鄰砂粒間產(chǎn)生鍵合而形成模制品；和f.使干熱空氣通過模制品以使相鄰砂粒間的明膠鍵合硬化。
16.權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于混合物在烘箱中加熱和干燥。
17.一種制造砂芯的方法，包括a.將砂粒加熱到40℃以上；b.將加熱的砂粒與明膠和水混合；其中，加熱的砂粒使明膠熔融，從而在砂粒上涂敷明膠；c.使涂覆明膠的砂粒干燥；d.將干燥的涂覆明膠的砂粒吹進(jìn)模具；e.使蒸氣通過涂覆明膠的砂粒，以使明膠水合和熔融，從而在相鄰砂粒間產(chǎn)生鍵合而形成模制品；和f.使干熱空氣通過模制品以使相鄰砂粒間的明膠鍵合硬化。
18.權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，混合和干燥工序同時(shí)進(jìn)行。
19.一種制造砂芯的方法，包括a.將砂粒與蛋白質(zhì)和水混合以產(chǎn)生在砂粒上涂敷蛋白質(zhì)的作用；b.干燥涂覆蛋白質(zhì)的砂粒；c.將干燥、涂覆蛋白質(zhì)的砂粒吹進(jìn)模具；d.使模具內(nèi)涂覆蛋白質(zhì)的砂粒再水合，從而在相鄰砂粒間產(chǎn)生鍵合而形成模制品；和e.使干熱空氣通過模制品以使相鄰砂粒間的蛋白質(zhì)鍵合硬化。
20.權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，蛋白質(zhì)是一種明膠。
全文摘要
在一種用于澆鑄工藝的模制品制造的方法中，砂粒與蛋白質(zhì)和水混合以在砂粒上產(chǎn)生蛋白質(zhì)涂層。然后在沒有有效冷卻涂覆砂粒的情況下，干燥涂覆蛋白質(zhì)的砂粒且吹入型模以形成一種模制品。然后蒸氣通過模制品以水合和熔融蛋白質(zhì)，從而在相鄰的砂粒間產(chǎn)生鍵合。最后，干熱空氣通過模制品使相鄰砂粒間的蛋白質(zhì)鍵合硬化。此形成的一種涂覆蛋白質(zhì)砂芯用于鑄造熔融金屬。
文檔編號B22C1/22GK1622864SQ02828539
公開日2005年6月1日 申請日期2002年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月23日
發(fā)明者R·M·赫里德, B·J·斯里森 申請人:荷麥?zhǔn)称饭?br>