專利名稱：復(fù)合制型(芯)工藝和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合制型(芯)工藝，屬于鑄造領(lǐng)域。
鑄造生產(chǎn)中在型芯的表面涂敷涂料是防止金屬滲透、粘砂和提高鑄件表面高光潔度的有效手段。為了提高涂料的涂敷質(zhì)量，人們采用澆灌法、雨淋法、無(wú)氣噴涂法及靜電噴涂法進(jìn)行涂敷，但這些方法都是在型(芯)造好后將涂料刷、噴或浸于其表面，由于涂料是在無(wú)約束狀態(tài)下涂敷的，從而會(huì)形成不同程度的刷痕、流淌、堆積等缺陷，并且涂層厚度影響鑄件特別是復(fù)雜精細(xì)鑄件的尺寸精度。為解決這一問(wèn)題，日本70年代發(fā)明了K-Y法，到80年代末已從加熱芯盒發(fā)展為用微波硬化的新K-Y法。K-Y法是將涂料直接涂敷于芯盒表面，然后填入芯砂，用微波加熱的防腐使涂料和芯砂在模具的約束下一起硬化并相互結(jié)合，在起模時(shí)涂料便會(huì)轉(zhuǎn)移到砂芯的表面，涂料能夠精確復(fù)制出芯盒的表面精度，可獲得精密光潔的鑄件。80年代蘇聯(lián)也出現(xiàn)了一種類似的方法，即“精密涂法”，它是將涂料涂于加熱到240℃的芯盒上，然后填入樹(shù)脂覆膜砂，制得帶有涂料的精密砂芯。日本還發(fā)明了一種方法，它是將涂料涂于模型表面，然后填入水泥流態(tài)砂，通過(guò)向模型和砂箱之間通電流，涂料在起模時(shí)轉(zhuǎn)移到砂型表面，得到精密、光潔的鑄型。中國(guó)專利申請(qǐng)CN1065612A公開(kāi)了一種自硬轉(zhuǎn)移涂料法，其將自硬涂料直接涂于模型或芯盒表面，然后填入水玻璃砂，緊實(shí)后吹CO2硬化，適時(shí)起?；蛉〕鲂咀?，涂料從模具表面轉(zhuǎn)移到砂型芯的表面，可避免傳統(tǒng)涂敷方法中存在有流淌、刷痕和堆積等缺陷，此法突破了K-Y法和精密涂法的加熱硬化，涂料能精確復(fù)制出模具的表面。此方法可用來(lái)生產(chǎn)表面質(zhì)量和尺寸精度要求較高的一般鑄件及部分精鑄件。然而，上述涂料均為溶劑型涂料，其中，含有機(jī)溶劑或水，使得涂料的制造、儲(chǔ)存和運(yùn)輸極為不便，此外，涂料的涂覆均是以涂刷手段完成的，效率低，而溶劑型涂料涂覆后需干燥，不適應(yīng)高效、高質(zhì)量的大批量生產(chǎn)。
本發(fā)明的目的就是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種復(fù)合制型(芯)工藝和裝置，提高制芯效率和質(zhì)量，提高鑄件的尺寸精度和表面光潔度，適應(yīng)大批量的規(guī)模化生產(chǎn)。
本發(fā)明的復(fù)合制型(芯)工藝是向芯盒內(nèi)射入細(xì)顆粒面層混合料和比面層混合料粒度粗的背層混合料，使面層混合料附著于表面而與背層混合料一起硬化成完整的型芯。
本發(fā)明的制型(芯)裝置包括一個(gè)芯盒、至少一個(gè)面層混合料射砂頭和一個(gè)背層混合料射砂頭，在面層混合料射砂頭上具有面層混合料儲(chǔ)料腔，背層混合料射砂頭上具有背層混合料儲(chǔ)料腔，該兩個(gè)儲(chǔ)料腔可與所述的芯盒內(nèi)腔相通。
和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的制芯工藝簡(jiǎn)單、高效，不使用溶劑型涂料就可制得表面致密的型芯，滿足鑄件的尺寸和光潔度要求，本發(fā)明的方法尤其適用于型芯的規(guī)?；a(chǎn)。
下面參照附圖及實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明。
在以下的描述中，面層混合料是指不含有溶劑(如水或有機(jī)溶劑)的細(xì)顆粒的混合料，它是不能通過(guò)涂敷而在型芯的表面形成涂層的。


圖1是本發(fā)明工藝所使用裝置的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；圖2是本發(fā)明工藝所使用裝置的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
附圖中各標(biāo)號(hào)表示1芯盒，2面層混合料射砂頭，3背層混合料射砂頭，5面層混合料，6背層混合料，7型腔。
本發(fā)明的復(fù)合制型(芯)工藝是向芯盒內(nèi)射入細(xì)顆粒面層混合料和比面層混合料粒度粗的背層混合料，使面層混合料附著于表面而與背層混合料一起硬化成完整的型芯。
本發(fā)明的裝置包括一個(gè)芯盒1、至少一個(gè)面層混合料射砂頭2和一個(gè)背層混合料射砂頭3，在面層混合料射砂頭2上具有面層混合料儲(chǔ)料腔，背層混合料射砂頭3上具有背層混合料儲(chǔ)料腔，該兩個(gè)儲(chǔ)料腔可與所述的芯盒1的內(nèi)腔7相通。
附圖1表示了一種面層混合料射砂頭2和背層混合料射砂頭3成一體的結(jié)構(gòu)，其中，背層混合料射砂頭3位于面層混合料射砂頭2之內(nèi)。制型(芯)操作時(shí)，既可以先噴射面層混合料，也可以同時(shí)噴射面層混合料和背層混合料。附圖所示位置是芯盒與射砂頭對(duì)準(zhǔn)并準(zhǔn)備射砂的狀態(tài)。
附圖2表示了一種面層混合料射砂頭2和背層混合料射砂頭3成分體的一種結(jié)構(gòu)。其中芯盒1位于工作臺(tái)上并可以相對(duì)射砂頭2或3移動(dòng)。
射砂頭2和射砂頭3均與壓力氣源(未示出)相連接。
所述的細(xì)顆粒面層混合料先于背層混合料射入芯盒中，后射入背層混合料時(shí)使先射入的面層混合料向芯盒內(nèi)腔的表面擴(kuò)散，背層混合料從芯盒內(nèi)腔的中間填入，從而使面層混合料分布于背層混合料的表面硬化成型。
所述的細(xì)顆粒面層混合料和背層混合料也可以同時(shí)射入芯盒中，面層混合料沿芯盒內(nèi)腔的周邊射入，背層混合料沿芯盒內(nèi)腔的中間射入，從而使面層混合料分布于背層混合料的表面硬化成型。
所述的芯盒1可以是熱芯盒，所述的面層混合料和背層混合料為熱芯盒用覆膜砂。
所述的面層混合料與背層混合料可以是濕態(tài)覆膜砂。
所述的芯盒可以為冷芯盒，所述的面層混合料和背層混合料為冷芯盒用芯砂混合料。
所述的芯盒還可以是溫芯盒，所述的面層混合料和背層混合料為溫芯盒用芯砂混合料。
所述的面層混合料料與背層混合料可以具有相同或不同種類的骨料或粘結(jié)劑。
所述的背層混合料是水玻璃砂，面層混合料可以是含有水玻璃粘結(jié)劑的混合料，也可以是含有其它粘結(jié)劑或不含有粘結(jié)劑的混合料。
所述面層混合料射砂頭和背層混合料射砂頭為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。
所述面層混合料射砂頭和背層混合料射砂頭為分體結(jié)構(gòu)。
背層骨料可以是硅砂、石英砂、鎂砂、鋯砂、鉻鐵礦砂或它們的混合砂。
面層混合料的骨料也可以是硅砂、石英砂、鎂砂、鋯砂、鉻鐵礦砂或它們的混合砂。
背層骨料和面層骨料可以相同，也可以不同，依鑄件的具體要求而定。
濕態(tài)覆膜砂可以是CN1033743C中所公開(kāi)的材料，也可以是其它形式的覆膜砂，如在常規(guī)的覆膜砂制造工藝中于加入酚醛樹(shù)脂粘結(jié)劑之后加入硅油或有機(jī)脂而形成的濕態(tài)覆膜砂。
干態(tài)覆膜砂可以是常規(guī)的熱芯盒覆膜砂，也可以是耐高溫覆膜砂。
實(shí)施例1芯盒1為熱芯盒，首先向芯盒1內(nèi)射入細(xì)顆粒面層混合料5，然后再射入比面層混合料粒度粗的背層混合料6，使面層混合料5附著于表面而與背層混合料6一起硬化成完整的型芯，其中背層混合料為常規(guī)的殼型覆膜砂，面層混合料為常規(guī)的細(xì)顆粒殼型覆膜砂，后射入背層混合料時(shí)使先射入的面層混合料向芯盒內(nèi)腔的表面擴(kuò)散，背層混合料從芯盒內(nèi)腔的中間射入，從而使面層混合料分布于背層混合料的表面硬化成型。
實(shí)施例2芯盒1為熱芯盒，向芯盒1內(nèi)同時(shí)射入細(xì)顆粒面層混合料5和背層混合料6，使面層混合料5附著于表面而與背層混合料6一起硬化成完整的型芯，其中背層混合料為常規(guī)的殼型覆膜砂，從芯盒內(nèi)腔的中間射入，面層混合料為常規(guī)的細(xì)顆粒殼型覆膜砂，從芯盒內(nèi)腔的周邊射入。
實(shí)施例3除面層混合料使用不含有粘結(jié)劑的混合料外，其它同實(shí)施例1、2。
實(shí)施例4除面層混合料使用CN1033743C中的濕態(tài)覆膜砂外，其它同實(shí)施例1、2。
實(shí)施例5除面層混合料和背層混合料使用CN1033743C中的濕態(tài)覆膜砂外，其它同實(shí)施例1、2。
實(shí)施例6除面層混合料不含有粘結(jié)劑及背層混合料使用CN1033743C中的濕態(tài)覆膜砂外，其它同實(shí)施例1、2。
實(shí)施例7芯盒1為冷芯盒，首先向芯盒1內(nèi)射入細(xì)顆粒面層混合料5，然后再射入比面層混合料粒度粗的背層混合料6，使面層混合料5附著于表面而與背層混合料6一起硬化成完整的型芯，其中背層混合料和面層混合料為常規(guī)的冷硬樹(shù)脂砂混合料，后射入背層混合料時(shí)使先射入的面層混合料向芯盒內(nèi)腔的表面擴(kuò)散，背層混合料從芯盒內(nèi)腔的中間射入，從而使面層混合料分布于背層混合料的表面硬化成型。
實(shí)施例8芯盒1為冷芯盒，向芯盒1內(nèi)同時(shí)射入細(xì)顆粒面層混合料5和背層混合料6，使面層混合料5附著于表面而與背層混合料6一起硬化成完整的型芯，其中背層混合料和面層混合料均為常規(guī)的冷硬樹(shù)脂砂混合料，面層混合料從芯盒內(nèi)腔的周邊射入，背層混合料從芯盒內(nèi)腔的中間射入。
實(shí)施例9除面層混合料使用不含有粘結(jié)劑的混合料外，其它同實(shí)施例8。
實(shí)施例10芯盒1為溫芯盒，首先向芯盒1內(nèi)射入細(xì)顆粒面層混合料5，然后再射入比面層混合料粒度粗的背層混合料6，使面層混合料5附著于表面而與背層混合料6一起硬化成完整的型芯，其中背層混合料和面層混合料為常規(guī)的溫芯盒用樹(shù)脂砂混合料，后射入背層混合料時(shí)使先射入的面層混合料向芯盒內(nèi)腔的表面擴(kuò)散，背層混合料從芯盒內(nèi)腔的中間射入，從而使面層混合料分布于背層混合料的表面硬化成型。
實(shí)施例11芯盒1為溫芯盒，向芯盒1內(nèi)同時(shí)射入細(xì)顆粒面層混合料5和粒度粗的背層混合料6，使面層混合料5附著于表面而與背層混合料6一起硬化成完整的型芯，其中背層混合料和面層混合料為常規(guī)的溫芯盒用樹(shù)脂砂混合料，面層混合料從芯盒內(nèi)腔的周邊射入，背層混合料從芯盒內(nèi)腔的中間射入。
實(shí)施例12除面層混合料使用不含有粘結(jié)劑的混合料外，其它同實(shí)施例10、11。
實(shí)施例13芯盒1為冷芯盒，首先向芯盒1內(nèi)射入細(xì)顆粒面層混合料5，然后再射入比面層混合料粒度粗的背層混合料6，使面層混合料5附著于表面而與背層混合料6一起硬化成完整的型芯，其中背層混合料和面層混合料為水玻璃砂，后射入背層混合料時(shí)使先射入的面層混合料向芯盒內(nèi)腔的表面擴(kuò)散，背層混合料從芯盒內(nèi)腔的中間填入，從而使面層混合料分布于背層混合料的表面并經(jīng)吹CO2硬化成型。
實(shí)施例14除面層混合料使用不含有粘結(jié)劑的混合料外，其它同實(shí)施例13。
實(shí)施例15面層混合料和/或背層混合料使用硅砂、石英砂、鎂砂、鋯砂、鉻鐵礦砂或它們的混合砂，其它同實(shí)施例1-14。
在表示本發(fā)明裝置的附圖1中，面層混合料射砂頭2和背層混合料射砂頭3為分體結(jié)構(gòu)，面層混合料射砂頭2向芯盒1中射砂完畢之后，背層混合料射砂頭3移至芯盒1上方的射砂位置向芯盒中噴射填入背層混合料。
附圖2表示了一種面層混合料射砂頭2和背層混合料射砂頭3成一體的結(jié)構(gòu)，其中，背層混合料射砂頭3位于面層混合料射砂頭2之內(nèi)。制型(芯)操作時(shí)，既可以先噴射面層混合料，也可以同時(shí)噴射面層混合料和背層混合料。
上述參照附圖和實(shí)施例的描述只是說(shuō)明性的，而不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。顯然，在本發(fā)明的基礎(chǔ)上可以進(jìn)行許多變型，但不脫離其實(shí)質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合制型(芯)工藝，其特征在于，向芯盒內(nèi)射入細(xì)顆粒面層混合料和比面層混合料粒度粗的背層混合料，使面層混合料附著于表面而與背層混合料一起硬化成完整的型芯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合制型(芯)工藝，其特征在于，所述的細(xì)顆粒面層混合料先于背層混合料射入芯盒中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合制型(芯)工藝，其特征在于，所述的細(xì)顆粒面層混合料和背層混合料同時(shí)射入芯盒中，面層混合料沿芯盒內(nèi)腔的周邊射入，背層混合料沿芯盒內(nèi)腔的中間射入。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的復(fù)合制型(芯)工藝，其特征在于，所述的芯盒為熱芯盒，所述的面層混合料和背層混合料為熱芯盒用覆膜砂。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的復(fù)合制型(芯)工藝，其特征在于，所述的面層混合料與背層混合料是濕態(tài)覆膜砂。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的復(fù)合制型(芯)工藝，其特征在于，所述的芯盒為冷芯盒，所述的背層混合料為冷芯盒用芯砂混合料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的復(fù)合制型(芯)工藝，其特征在于，所述的芯盒為溫芯盒，所述的背層混合料為溫芯盒用芯砂混合料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的復(fù)合制型(芯)工藝，其特征在于，所述的面層料與背層混合料具有相同或不同種類的骨料和粘結(jié)劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的復(fù)合制型(芯)工藝，其特征在于，所述的背層混合料是水玻璃砂。
10.一種制型(芯)裝置，包括一個(gè)芯盒(1)，其特征在于，該裝置還包括至少一個(gè)面層混合料射砂頭(2)和一個(gè)背層混合料射砂頭(3)，在面層混合料射砂頭(2)上具有面層混合料儲(chǔ)料腔，背層混合料射砂頭(3)上具有背層混合料儲(chǔ)料腔，該兩個(gè)儲(chǔ)料腔可與所述的芯盒(1)的內(nèi)腔(7)相通。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述面層混合料射砂頭(2)和背層混合料射砂頭(3)為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，背層混合料射砂頭(3)位于面層混合料射砂頭(2)之內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述面層混合料射砂頭(2)和背層混合料射砂頭(3)為分體結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種復(fù)合制型(芯)工藝及其裝置,它是向型(芯)盒內(nèi)腔射入細(xì)顆粒的面層混合料和比面層混合料粒度粗的背層混合料,使面層混合料附著于表面而與背層混合料一起硬化成完整的型芯。和現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明提高了制型(芯)的速度和精度,可適應(yīng)大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn),提高鑄件的精度。
文檔編號(hào)B22C15/23GK1275455SQ0010808
公開(kāi)日2000年12月6日 申請(qǐng)日期2000年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月13日
發(fā)明者秦升益 申請(qǐng)人:秦升益