[发明专利]一种单体活塞环铸造用覆膜砂砂型及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种单体活塞环铸造用覆膜砂砂型及其制作方法，属于机车车辆用活塞环铸造技术领域。

背景技术

活塞环是机车发动机的重要部件，在发动机中起着密封、控制润滑油以及散热和支撑导向的作用，由于活塞环处于高温高压的工作环境，其工况条件极为恶劣，因此要求活塞环具有良好的强度、耐磨性、弹性等综合使用性能。在众多活塞环种类中，单体活塞环因其造型方法简单，市场需求量大，是目前多数活塞环生产厂家的主要产品。但是单体活塞环是采用潮膜砂手工造型方法生产，因此采用潮膜砂砂型制成的单体活塞环有如下缺点：

（1）、活塞环质量不稳定。由于潮模砂是用膨润土做黏结剂，再加水及其他添加剂混匀而成，用潮模砂制得的砂型不用烘干而直接浇注，铸型强度不容易掌握，另外由于潮模砂砂型湿度大，在浇注过程中型砂发气量不容易控制，因此活塞环铸件中经常存在夹砂、砂眼和气孔等铸造缺陷，活塞环质量不稳定，造成活塞环铸件一次成品率较低，同时机加工成品率较低，重复性生产浪费严重。

（2）、生产效率低。由于潮膜的造型方式为工人手工造型，不仅工人劳动强度大，生产环境较差，而且后续清理工作量也较大，直接增加工艺复杂性，降低了生产效率。

为此，提出采用射芯造型工艺代替原有潮膜砂手工造型工艺来生产单体活塞环，但由于覆膜砂和潮膜砂对铁水的冷却作用不同，活塞环铸件组织会存在较大差异，覆膜砂生产的铸件性能不易到活塞环相关技术指标要求，因此设计开发出一种适用于生产单体活塞环的覆膜砂砂型及其制作方法，以满足其对铁水的冷却效果，是促进该工艺应用于单体活塞环生产的关键所在。

发明内容

本发明的目的是提供一种制得的活塞环质量稳定，能提高生产效率的一种单体活塞环铸造用覆膜砂砂型及其制作方法。

本发明为达到目的的技术方案是：一种单体活塞环铸造用覆膜砂砂型，其特征在于：包括圆形盘体、设置在圆形盘体上的浇注系统、挡环和出气孔，所述的浇注系统包括直浇口、内浇口以及横浇道和冒口，直浇口贯穿在圆形盘体的中部，设置在圆形盘体正面的内浇口通过横浇道与直浇口相通，内浇口与环体槽相通，冒口与内浇口相对设置，冒口通过两个以上的斜浇口与环体槽相通；所述圆形盘体正面的外周设有高出砂型表面的挡环，在横浇道与冒口之间的环体槽内侧，沿横浇道轴线对称设有四个以上贯穿圆形盘体的出气孔。

本发明单体活塞环铸造用覆膜砂砂型的制作方法，其特征在于：

⑴、制作覆膜砂：其组份按质量百分比，将1.0%～3.0%酚醛树脂、10%～15%乌洛托品水溶液、5%～7%硬脂酸钙、0.1%～0.5%添加剂以及余量的原砂，进行均匀混碾混砂，制得覆膜砂；

⑵、制作单体活塞环覆膜砂砂型：用射芯机将覆膜砂射入加热的单体活塞环芯盒模具内，单体活塞环芯盒模具的温度控制在240～260℃，射砂压力控制在0.45～1MPa、射砂时间控制在3～6s，经硬化60～110s后制得单体活塞环的覆膜砂砂型。

本发明采用上述技术方案后具有以下优点：

（1）、活塞环质量稳定，铸件内部质量好，成品率高。本发明采用特定比例的原砂、酚醛树脂、乌洛托品水溶液以及硬脂酸钙和添加剂经均匀混碾混砂后配制得到的覆膜砂，同时经特定的射芯造型工艺既可以保证覆膜砂砂型的强度，以降低浇注时型砂的发气量，故减少活塞环铸件气孔形成的倾向，所制得的活塞环缺陷得到明显改善，活塞环内部质量稳定，成品率高，同时也改善了车间作业环境，降低了工人劳动强度等。

（2）、本发明的覆膜砂砂型呈圆盘形体，圆形盘体上的浇注系统包括直浇口、内浇口以及横浇道和冒口，冒口与内浇口相对设置，而冒口通过两个以上的斜浇口与环体槽相通，既能保证铁水在环体槽内快速充型，并通过冒口来收集冷铁水，由于是通过至少两个以上斜浇口将铁水注入冒口处，能确保最后凝固的铁水达到好的补缩效果，有效防止活塞环铸件缩孔和缩松的产生，环体内部组织更加均匀。本发明在在横浇道与冒口之间的环体槽内侧，沿横浇道轴线对称设有四个以上贯穿圆形盘体的出气孔，不仅可通过出气孔充分来降低砂型本身重量，从而降低砂型成本，而且还可以防止翘曲变形，增加砂型本身强度，砂型结构坚固、饱满，其接触面平整，达到长时间放置后无明显翘曲变形的效果。本发明的覆膜砂砂型为圆盘形体，加之各出气孔设在环体槽的内侧，由于可通过出气孔能充分出气，故环体在径向方向上冷却更加均匀，降低气孔的形成几率，生产的活塞环各项技术性能指标均达到相关技术要求，活塞环铸件轮廓清晰，尺寸精度高，表面质量好，且活塞环铸件容易清理，加工余量减小，也降低了后续加工成本，所制得的活塞环质量稳定，铸件内部质量好，成品率高。