[发明专利]一种制芯工艺

说明书

技术领域

本发明属于铸造领域，特别涉及一种应用于汽车发动机缸体铸造用砂芯的制芯工艺。

背景技术

气孔缺陷是铸造工艺中常见的缺陷之一，特别是在现有技术中，由于采用了高发气量、排气性差的覆膜砂进行制芯，在不易设计排气措施的铸件上应用非常容易造成倾入性气孔缺陷；而低发气覆膜砂普遍强度较低，不能有效保证铸件形状；硅砂覆膜砂在浇铸时起天然存在的热膨胀率高的缺陷，又使得形状复杂的砂芯浇铸时热变形严重，不能保证铸件尺寸，严重时产生穿孔、壁薄等缺陷。

此外，现有技术中针对气孔缺陷的技术改进以覆膜砂配方为主和原砂的粒度为主，而改变原砂的种类和对芯体固化工艺参数的控制，同样可以达到降低覆膜砂发气量的目的。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种制芯工艺，从改进覆膜砂配方和制芯工艺两方面入手，达到对铸件气孔进行控制的目的。具体如下：

一种制芯工艺，其特征在于，包括以下步骤：

a.混砂机开机，原砂预热；

b.将达到预热温度后的原砂加入混砂机；

c.将粘接剂、偶联剂与增塑剂在10-25秒内加入混砂机；

d.步骤c进行的同时，开始覆膜；

e.步骤d完成40-85秒后喷入固化剂；

f.步骤e完成10-20秒后加入润滑剂

g.步骤f完成后，风冷40-70秒，开始出砂；

h.对覆膜砂进行破碎、筛分；

i.将步骤h得到的覆膜砂加入固化机进行固化，固化机射芯压力为0.4±0.1Mpa，固化温度230±20℃，固化时间105±15S。

作为优选，所述原砂为热法再生砂和宝珠砂的混合物，宝珠砂占原砂总量的30％-100％，热法再生砂占原砂重量的0％-70％。

作为优选，宝珠砂占原砂重量30％，热法再生砂占原砂重量70％，粘接剂为原砂重量的2％，固化剂为粘接剂重量的40％，偶联剂为粘接剂重量的0.5％，润滑剂为粘接剂重量的40％，增塑剂为粘接剂重量的5％。

作为优选，宝珠砂占原砂重量100％，粘接剂为原砂重量的3％，固化剂为粘接剂重量的60％，偶联剂为粘接剂重量的0.8％，润滑剂为粘接剂重量的60％，增塑剂为粘接剂重量的8％。

作为优选，宝珠砂占原砂重量50％，热法再生砂占原砂重量50％，粘接剂为原砂重量的2.5％，固化剂为粘接剂重量的50％，偶联剂为粘接剂重量的0.55％，润滑剂为粘接剂重量的50％，增塑剂为粘接剂重量的6.5％。

作为优选，步骤a中将原砂预热至130℃-150℃。

本方案中的覆膜砂配方，采用了宝珠砂含量较高的原砂，其优点在于：能够最大限度利用宝珠砂本身粒形好的优点，使得覆膜砂本身强度得到提高而不增加发气量；能够最大限度利用宝珠砂高温膨胀率低的优点，保证覆膜砂所制造的型芯高温下形状的稳定性。在具体铸造过程中，如果砂型(芯)本身弯曲程度大、浇铸时受到铁水作用(冲刷、浸泡、烘烤)强，砂型形成的铸件部位尺寸精度要求高(细小的缸筒壁、油道腔壁、缸盖内腔等)，浇铸时砂型(芯)变形严重，则需要提高宝珠砂含量，在适当情况下合理的宝珠砂/热法再生砂配比能保证批量铸造时获得更佳的铸造精度/生产成本比。

步骤a-h完成后，能得到一种热态抗弯强度2.7-3.5Mpa，常温抗弯强度5.5-7.5Mpa，熔点100-105℃，灼减量2.25％-3.15％，发气量15-19ml/g的一种覆膜砂，上述数据表明，这种覆膜砂抗弯强度高、发气量低、膨胀率低，适合于对砂芯尺寸精度要求较高的铸件。

在固化程序中，本方案采用了固化机射芯压力为0.4±0.1Mpa，固化温度230±20℃，固化时间105±15S的参数，与现有技术相比，其优点在于：

本发明的有益效果：

1.采用了宝珠砂含量较高的覆膜砂配方进行制砂，使得覆膜砂本身强度能得到提高而不增加发气量，最大限度利用宝珠砂近似球型和高温膨胀率低的优点，保证覆膜砂做铸造的型芯在高温下的形态稳定。

2.固化工艺，固化温度范围在230±20℃，固化时间105±15S，能够适应不同厚度和砂芯的固化。

具体实施方式

下列非限制性实施例用于说明本发明。

实施例1：

一种应用于发动机4G20B的制芯工艺，包括以下步骤：

a.混砂机开机，原砂采用30％比例的宝珠砂和70％比例再生砂，将原砂预热至138℃；

b.将达到预热温度后的原砂加入混砂机；