專利名稱:豎向分型的濕粘土砂芯工藝的制作方法
本發(fā)明涉及金屬鑄造中的造型工藝，特別是一種在豎向分型無(wú)箱射壓自動(dòng)造型生產(chǎn)線的砂型型腔中，使用濕粘土砂芯工藝。
眾所周知，用粘土砂芯制造型芯是一種傳統(tǒng)工藝，但存在型芯強(qiáng)度低，生產(chǎn)效率低，鑄件的精度及光潔度差等缺點(diǎn)。雖通過(guò)烘烤工序可以使粘土砂芯的強(qiáng)度得到提高，但延長(zhǎng)了生產(chǎn)工序，且?guī)?lái)潰散性差的問題，故未能廣泛實(shí)用化。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了用粘土砂造型的無(wú)箱射壓自動(dòng)造型生產(chǎn)線，如《Foundry Trade Journal》1980年第3202期刊載的“濕砂造型技術(shù)的發(fā)展”、《Brit Foundryman》1982年75、NO9介紹的”豎向分型無(wú)箱高壓造型線”，都論證了濕砂造型所具有的優(yōu)越性;但所述濕砂砂型中的型芯，卻都是采用含有樹脂或水玻璃等為粘結(jié)劑的“干芯”(典型的有專利BE84346所指出的與DISA造型機(jī)配套的制芯機(jī)生產(chǎn)的型芯)。這種“干芯”生產(chǎn)成本較高，且在生產(chǎn)過(guò)程中往往拌有毒性氣體，不僅對(duì)人體有害，而且因氣體滲入鑄件而影響鑄件質(zhì)量。
鑒于粘土砂具有資源豐富，價(jià)格低廉的特點(diǎn)，近年來(lái)，人們又開始重視研究粘土砂制芯工藝，如西德專利DE3341981，法國(guó)專利FR2537023，英國(guó)專利GB2132527，日本公開特許J59104247以及美國(guó)專利US3496988所提出的濕芯制造工藝，也都有其實(shí)用性。但所述砂芯采用復(fù)雜的壓實(shí)程序，成型后仍需要噴涂霧狀硬結(jié)劑并烘烤，才能提高砂型的強(qiáng)度。另?yè)?jù)日本《鑄工》1981年第一期第43頁(yè)題為“濕型、濕芯生產(chǎn)起重機(jī)鑄件”一文所介紹的粘土砂制造的濕芯也僅用于水平分型砂型生產(chǎn)較大鑄件。
本發(fā)明的目的在于，提供一種高強(qiáng)度濕粘土砂芯的造型工藝，即用氣夾液壓式下芯機(jī)械手把“豎向分型射壓制芯機(jī)”制造的硬度為80-90(A型濕型表面硬度計(jì))的濕粘土砂芯安置在豎向分型高壓造型機(jī)制造的濕砂砂型型腔中，以每小時(shí)生產(chǎn)180型的速度，完成自動(dòng)制芯及聯(lián)動(dòng)下芯。
本發(fā)明的粘土砂芯原料系粘土砂，其與豎直分型無(wú)箱射壓造型機(jī)所使用的以膨潤(rùn)土粘結(jié)劑的鑄型型砂材料完全相同，并共用一條砂處理系統(tǒng)。圖1指出了制造本發(fā)明濕粘土砂芯的設(shè)備-豎向分型射壓粘土砂制芯機(jī)結(jié)構(gòu)，它主要由砂斗(1)、射砂筒(2)、閘門(3)、射砂閥(5)、上壓實(shí)缸(4)、下頂實(shí)缸(6)、夾緊油缸(7)，推型油缸和型芯存放平臺(tái)組成。砂斗(1)進(jìn)砂時(shí)，由射砂筒(2)中的料位控制器控制進(jìn)砂量;閘門(3)關(guān)閉后射砂閥(5)開放，以3-4kg/Cm2壓力的壓縮空氣將砂料從雙射口射入砂芯模腔，射砂至額定數(shù)量后，射砂閥關(guān)閉，射壓工作平臺(tái)(8)移位，上壓實(shí)缸(4)和下頂實(shí)缸(6)進(jìn)行雙向擠壓;然后夾緊油缸(7)動(dòng)作以讓出通道，推型油缸將粘土砂芯推至平臺(tái)上。上述各工作步驟如圖2所示。高壓造型用的濕砂均可作為本發(fā)明的制芯原料砂。例如，可制成下述成份和性能的粘土砂芯平均砂粒尺寸70-140目篩下物。
比壓9-11kg/Cm2濕態(tài)壓縮強(qiáng)度2.2kg/Cm2濕態(tài)拉伸強(qiáng)度0.2-0.25kg/Cm2煤粉揮發(fā)物20-30%透氣性110-150壓縮比25%含水率3.4-4.3%粘土含量6-8%
由此獲得的濕粘土砂型芯的尺寸范圍自460mm×100m/m×200m/m至510m/m×140m/m×280m/m，產(chǎn)量每小時(shí)180型，其硬度由A型濕型表面硬度計(jì)顯示達(dá)80-90，不需再經(jīng)其他處理(如通常的表面硬化涂層及干燥)而直接投入使用。成型后的砂芯由制芯機(jī)的砂芯存放臺(tái)運(yùn)至造型生產(chǎn)線的砂型位置并放置到型腔中去的過(guò)程由氣夾液壓往復(fù)式下芯機(jī)械手完成。圖3指出了該下芯機(jī)械手的工作過(guò)程，夾持頭充氣將存放平臺(tái)上的型芯夾起(圖3-1)，爾后通過(guò)液壓缸動(dòng)作送芯至砂型型腔(圖3-2)，夾持頭放氣松開型芯完成下芯(圖3-3)。
下芯動(dòng)作完成后，下芯機(jī)械手復(fù)位，砂型隨著造型機(jī)的推型動(dòng)作而合型，完成整個(gè)造型工藝的一個(gè)工步。射壓粘土砂制芯機(jī)、下芯機(jī)械手、造型機(jī)三者被設(shè)計(jì)為聯(lián)動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，即造型機(jī)制成并推出一砂型后，下芯機(jī)械手將制芯機(jī)成型的砂芯送入砂型型腔位置，而后退出，下芯過(guò)程完成后造型機(jī)又推出一砂型，在合型的過(guò)程中砂芯被同時(shí)安置在型腔中，完成造型的制作全過(guò)程(圖4)。
本發(fā)明的上述工藝過(guò)程有效地利用了資源豐富，價(jià)格低廉的粘土砂，制造的濕粘土砂芯有強(qiáng)度高，成本低的特點(diǎn)，砂芯硬度達(dá)到80-90，(A型濕型表面硬度計(jì))，制芯由“豎向分型射壓粘土砂制芯機(jī)”一次壓實(shí)完成，無(wú)需壓實(shí)后的烤烘或其它處理，簡(jiǎn)化了制造過(guò)程。本發(fā)明濕粘土砂芯使用的原料砂-粘土砂，與豎向分型射壓造型機(jī)所用的以膨潤(rùn)土為粘結(jié)劑的鑄型型砂完全相同;因此，與其共用一條砂處理系統(tǒng)，免除了建立專用的型芯砂處理系統(tǒng)。工藝過(guò)程實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)運(yùn)行制芯，運(yùn)送、下芯、自動(dòng)化。
圖1-豎向分型射壓粘土砂制芯機(jī)整體結(jié)構(gòu)圖，其中
1-砂斗 5-射砂閥2-射砂筒 6-下頂實(shí)缸3-閘門 7-夾緊油缸4-上壓實(shí)缸 8-射壓工作平臺(tái)圖2-豎向分型射壓粘土砂制芯機(jī)工作步驟，其中2-1合模2-2射砂2-3壓實(shí)2-4上壓頭復(fù)位2-5分模2-6小底壓實(shí)缸復(fù)位2-7推出型芯至存放平臺(tái)圖3氣夾液壓式下芯機(jī)械手2步圖3-1充氣夾芯3-2液壓缸送芯3-3放氣下芯并復(fù)回原位圖4豎向分型的粘土濕砂芯下芯工藝圖4-1垂直分型無(wú)箱射壓造型機(jī)制造的鑄型4-2制芯機(jī)制造的組合濕芯4-3造型機(jī)砂型存放平臺(tái)4-4粘土砂制總機(jī)濕芯存放平臺(tái)4-5下芯機(jī)械手導(dǎo)向桿4-6下芯機(jī)械手箭頭方向?yàn)闄C(jī)械手下芯動(dòng)作往復(fù)方向。
A方向?yàn)樯靶秃闲瓦\(yùn)動(dòng)方向本發(fā)明的最佳實(shí)施例鑄造可鍛鑄鐵XP-7型電力瓷瓶鋼帽的砂型制造。由“豎向分型射壓粘土砂制芯機(jī)”(圖1)，射壓成型組合型芯，其成份和有關(guān)工藝性能參數(shù)如前所述，該組合型芯與豎向分型無(wú)箱射壓造型線的砂型構(gòu)成完整的鑄型(圖4)，其中，砂型(圖4-1)設(shè)計(jì)為每型澆鑄四只鋼帽，因澆鑄一只鋼帽需一個(gè)較大的型芯和一個(gè)較小型芯，粘土砂型芯設(shè)計(jì)為在一長(zhǎng)方體砂座上有與砂型型腔位置對(duì)應(yīng)的八只型芯并與之連結(jié)一體;其中較大型芯直接設(shè)置在砂座上，較小的型芯由安置在砂座上的砂柱連接，由此組成一個(gè)組合型芯(圖4-2)，該組合型芯的下芯由下芯機(jī)械手完成(圖3)。用這樣的鑄型生產(chǎn)的鋼帽完全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，光潔度達(dá)
4精度在±0.1毫米范圍內(nèi)，與“干芯”鑄型相比，型芯降低造價(jià)85%以上。
權(quán)利要求
1.一種金屬鑄造的造型工藝，它包括由濕粘土砂射壓成型的砂芯和該砂芯配合砂型的使用，本發(fā)明的特征在于，由“豎向分型射壓粘土砂制芯機(jī)”采用高壓鑄型相同粘土砂一次射壓成型的組合型芯，由多個(gè)型芯組合在一塊砂座上并與之連成一體，其外型最大尺寸為510×140×280毫米，由A型濕型表面硬度計(jì)顯示該組合型芯的硬度為80-90，該組合型芯射壓成型后直接應(yīng)用到豎直分型無(wú)箱射壓造型生產(chǎn)線的砂型型腔中。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的造型工藝;其特征還在于，所述組合型芯可以用氣夾液壓往復(fù)式下芯機(jī)構(gòu)送入規(guī)定的鑄型型腔中。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的造型工藝其特征還在于，所述型芯可以是空心的。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1、2，3所述的工藝，其特征還在于，所述型芯也可以是單個(gè)的。
專利摘要
豎向分型的濕粘土砂芯工藝，一種用于金屬鑄造造型的豎向分型濕粘土砂組合型芯及其在豎向分型無(wú)箱射壓自動(dòng)造型生產(chǎn)線砂型中的應(yīng)用。組合型芯用豎直分型射壓粘土砂制芯機(jī)一次射壓成型，其硬度達(dá)80～90(A型濕型表面硬度計(jì))，下芯機(jī)械手將型芯送入豎向分型無(wú)箱射壓自動(dòng)造型線的砂型型腔中，完成型芯自動(dòng)成型及下芯。本工藝的濕粘土砂型芯最大體積可達(dá)510×140×280毫米，適于一般有芯鑄件的豎直分型無(wú)箱射壓造型線的鑄型生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B22C15/28GK85103480SQ85103480
公開日1986年2月10日 申請(qǐng)日期1985年4月29日
發(fā)明者譚子義, 張仁國(guó), 龍國(guó)棟, 雷隆愛, 羅俊仁, 湯古泉 申請(qǐng)人:湖南省電力線路器材廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan