砂型造型方法以及砂型造型裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種砂型造型方法以及砂型造型裝置，其將發(fā)泡砂漿填充到金屬模并進行硬化從而對砂芯等砂型進行造型。
【背景技術】
[0002]在鑄造發(fā)動機的汽缸體、汽缸蓋等時，為了形成水套、吸排氣口等中空部而使用潰散性的砂芯(砂型)。砂芯例如通過利用壓縮空氣從吹砂裝置的噴嘴將由熱塑性樹脂覆蓋的殼型砂吹入金屬模，填充到型腔內，并進行加熱硬化從而形成為規(guī)定的形狀。
[0003]對此，存在使用將水、水溶性粘合劑和骨料一起攪拌而使其發(fā)泡的發(fā)泡砂漿來進行型芯等砂型的造型的技術。這樣，在將發(fā)泡砂漿填充到金屬模的型腔來進行造型的情況下，因為型腔的內壓由于發(fā)泡砂漿的加熱、硬化(燒制)的過程中水分的蒸發(fā)以及氣泡的熱膨脹而升高，所以模制品在表層部集聚水溶性粘合劑以及骨料從而形成致密且強度高的硬化層，另一方面，在內部形成密度低且脆的脆弱部。因此，利用發(fā)泡砂漿進行造型的型芯在鑄造時，作為型芯能確保足夠的強度的同時，在鑄造后，潰散性優(yōu)良，能容易地從鑄造品中除去。
[0004]因為發(fā)泡砂漿在金屬模內進行加熱、硬化時，會產生水蒸氣以及氣體，所以需要將它們順暢地排出到金屬模的型腔的外部。因此，在發(fā)泡砂漿的造型用的金屬模上設有用于排出水蒸氣以及氣體的狹縫、或者通路。此外，在專利文獻I中記載了一點，雖然不是用于發(fā)泡砂漿，但是在金屬模上設置通氣孔，在金屬模的型腔內燒制殼型砂時，將產生的氣體從金屬模的型腔中排出。
[0005]現(xiàn)有技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特開2002-192305

【發(fā)明內容】

[0008]發(fā)明要解決的問題
[0009]使用發(fā)泡砂漿來造型砂型的情況下，存在如下問題。
[0010]為了縮短發(fā)泡砂漿的加熱、硬化時間(燒制時間)，如何將水蒸氣快速地從金屬模的型腔中排出是非常重要的。但是，因為在加熱、硬化發(fā)泡砂漿的過程中，水溶性的粘合劑和水蒸氣以及氣體一起從通氣用的狹縫、通路中流出，所以由于造型的反復進行，有時在通氣用的狹縫、通路中硬化的粘合劑會堆積，妨礙水蒸氣以及氣體排出。當水蒸氣以及氣體的順暢排出被妨礙時，發(fā)泡砂漿的燒制費時，成為問題。
[0011]本發(fā)明是鑒于上述的問題而完成的，其目的在于，將發(fā)泡砂漿在金屬模的型腔內進行加熱、硬化時，使水蒸氣以及氣體從型腔內順暢地排出從而縮短硬化時間。
[0012]用于解決問題的方案
[0013]為了解決上述的問題，本發(fā)明提供一種砂型造型方法及砂型造型裝置，在將把粘合劑和骨料一起攪拌而使其發(fā)泡而得的發(fā)泡砂漿填充到金屬模的型腔，并進行加熱、硬化來獲得模制品，所述砂型造型方法及砂型造型裝置的特征在于，在將所述金屬模進行合模而形成所述型腔，并在該型腔內填充了發(fā)泡砂漿之后，一邊將所述金屬模稍微打開并維持所述型腔，一邊在所述金屬模間設置間隙。
[0014](發(fā)明的實施方式)
[0015]以下，例示出幾個本發(fā)明中認為可請求專利保護的技術方案(以下，有時稱為“可請求技術方案”)的實施方式，并對它們進行說明。各個實施方式與權利要求相同，按照項進行區(qū)分，給各項賦予編號，以根據需要引用其他的項的編號的形式進行記載。這只是為了容易理解可請求技術方案，而并非是要將構成可請求技術方案的技術特征的組合限定于以下各項所述的內容。也就是說，可請求技術方案應該參考附屬于各項的記載、實施例的記載等來進行解釋，只要遵從該解釋，無論是對各項實施方式進一步附加其他的技術特征的實施方式，或者是從各項實施方式中刪除技術特征而得的實施方式，都可以成為可請求技術方案的一個實施方式。此外，以下的(I)至(6)的內容與技術方案I至6分別對應。
[0016](I) 一種砂型造型方法，將把粘合劑與骨料一起攪拌而使其發(fā)泡的發(fā)泡砂漿填充到金屬模的型腔，并進行加熱、硬化來獲得模制品，
[0017]該砂型造型方法的特征在于，
[0018]在將所述金屬模進行合模而形成所述型腔，并在該型腔內填充了發(fā)泡砂漿之后，一邊將所述金屬模稍微打開并維持所述型腔，一邊在所述金屬模間設置間隙。
[0019](2)根據(I)所述的砂型造型方法，其特征在于，使所述金屬模的合模力降低，并借助來自所述金屬模的反作用力在所述金屬模間設置間隙。
[0020](3)根據⑴或⑵所述的砂型造型方法，其特征在于，所述金屬模間的間隙為0.22mm ?0.36mm。
[0021](4) 一種砂型造型裝置，具備:
[0022]金屬模，通過合模形成型腔；
[0023]合模裝置，開閉所述金屬模；
[0024]填充裝置，將把粘合劑與骨料一起攪拌而使其發(fā)泡的發(fā)泡砂漿填充到所述型腔；以及
[0025]加熱裝置，加熱所述型腔內的發(fā)泡砂漿，
[0026]所述合模裝置在所述型腔內填充了發(fā)泡砂漿之后，一邊將所述金屬模稍微打開并維持所述型腔，一邊在所述金屬模間形成間隙。
[0027](5)根據(4)的砂型造型裝置，其特征在于，所述合模裝置使合模力降低，并借助來自所述金屬模的反作用力在所述金屬模間形成間隙。
[0028](6)根據(4)或(5)的砂型造型裝置，其特征在于，所述金屬模間的間隙為0.22mm ?0.36mm。
[0029]根據(I)以及⑷的砂型造型方法以及裝置，由于在金屬模的型腔內加熱、硬化發(fā)泡砂漿時，通過在金屬模間設置微小的間隙，水蒸氣以及氣體被順暢地從金屬模間的間隙排出到外部，因而能縮短硬化時間。
[0030]即使在從金屬模的型腔中排出水蒸氣以及氣體的通路處堆積了硬化的粘合劑的情況下，也能通過金屬模間的間隙將水蒸氣以及氣體可靠地從型腔中排出到外部。
[0031]此時，由于金屬模間的間隙足夠小，型腔的形狀以及尺寸得以維持，因而對模制品的尺寸精度不會造成影響。
[0032]采用(2)以及(5)的砂型造型方法以及裝置，能根據來自金屬模的反作用力調整金屬模間的間隙。
[0033]采用(3)以及(6)的砂型造型方法以及裝置，能使間隙最優(yōu)化從而進行所期望的造型。
[0034](7)根據(5)或(6)所述的砂型造型裝置，其特征在于，所述合模裝置通過氣缸來進行所述金屬模的合模，使供給給所述氣缸的壓縮空氣的壓力降低從而降低合模力。
[0035]發(fā)明效果
[0036]根據本發(fā)明，在金屬模的型腔內將發(fā)泡砂漿加熱、硬化時，能通過金屬模間的間隙將水蒸氣以及氣體從型腔內順暢地排出，從而能縮短硬化時間。
【附圖說明】
[0037]圖1是表示本發(fā)明的一個實施方式的砂型造型裝置的概要圖。
[0038]圖2是表示圖1的砂型造型裝置的發(fā)泡砂漿的造型工序的圖。
[0039]圖3是表示在圖1的砂型造型裝置中，合模設定壓力和金屬模間的間隙的關系的表。
[0040]圖4是表示在圖1的砂型造型裝置中，合模設定壓力和金屬模間的間隙的關系的圖表。
[0041]圖5是表示在圖1的砂型造型裝置中，合模設定壓力和模制品的優(yōu)劣的關系的表。
[0042]圖6是表示發(fā)泡砂楽的組成的示意圖。
[0043]圖7是表示在金屬模的型腔內發(fā)泡砂漿進行加熱、硬化的過程的說明圖。
【具體實施方式】
[0044]以下，基于附圖對本發(fā)明的一個實施方式進行詳細地說明。
[0045]如圖1所示，本實施方式的砂型造型裝置I是固化發(fā)泡砂漿從而造型砂芯(砂型)的裝置，具備:形成型腔C的金屬模2、用于在金屬模2的型腔C中填充發(fā)泡砂漿S的填充裝置3、以及進行金屬模2的開閉的合模裝置4。
[0046]本實施方式中使用的發(fā)泡砂漿S是將作為骨料的砂、以及包含水玻璃(硅酸鈉)、水和界面活性劑的水溶性無機粘合劑混合，而進行捏制使其成為發(fā)泡狀態(tài)的發(fā)泡砂漿。圖6示意地示出構成發(fā)泡砂漿S的顆粒的狀態(tài)。圖6的㈧表示在砂粒7的表面吸附了泡8的狀態(tài)，圖6的(B)放大地表示泡8的一部分。如圖6的(B)所示，發(fā)泡砂漿S以界面活性劑9覆蓋水玻璃水溶液(將水用附圖標記10、水玻璃用附圖標記11表示)的表面而形成泡8，該泡8經由界面活性劑9吸附在砂粒7的表面從而成為發(fā)泡狀態(tài)，并且具有適度的粘性。此處，通過相對于砂，設定水玻璃的摩爾比為1.0?3.0，重量比為0.4?3.0%，水的重量比為1.5?5.0%，界面活性劑的重量比為0.003?2.0%左右，能得到具有適度的粘性的發(fā)泡砂漿S。
[0047]參照圖1，金屬模2具備由分型線P分割出的固定模12和可動模13，對固定模12和可動模13進行合模從而形成型腔C。固定模12固定于固定基座14?？蓜幽?3固定于可移動的可動基座15，與可動基座15 —起移動從而進行金屬模2的開閉。固定模12以及可動模13通過加熱器等加熱裝置H加熱到150°C?300°C左右，使填充到型腔C中的發(fā)泡砂漿S的水分蒸發(fā)從而使發(fā)泡砂漿S硬化。也可以在金屬模2上設置用于在型腔C內加熱、硬化發(fā)泡砂漿S時將氣體以及水蒸氣排出到外部的狹縫16等排出通路。
[0048]在金屬模2的固定模12以及可動模13，各自設置有脫模裝置17。脫模裝置17具備:設置成可朝向型腔C內進退活動的多個推出銷18、與多個推出銷18的基部連結的推出板19、以及設置于固定基座14及可動基座15與推