[发明专利]一种冷芯制芯中复杂薄壁坭芯及其成型方法

说明书

本发明公开了一种冷芯制芯中复杂薄壁坭芯及其成型方法，包括缸盖坭芯、下水套坭芯、螺孔坭芯、第一芯管放置槽、螺孔坭芯芯头、中心孔、下水套芯头、第二芯管放置槽、螺孔坭芯固定槽、模具固定活块、钢棒和出气孔。根据坭芯芯头尺寸设计专用芯骨，芯骨采用0.3mm厚铁皮卷制而成；将芯骨铁皮上均匀钻出φ2的孔，长度依据坭芯形状及尺寸确定；在冷芯盒模具上依据芯骨摆放位置安装好钢棒，使模具固定活块用以固定专用芯骨；浇筑缸盖本发明的有益效果是：解决了坭芯操作过程中的繁琐步骤，特别是下水套在烘干过程中不再使用砂胎，降低了劳动强度，降低了生产成本。由于通气芯骨的加入，坭芯强度提高。

技术领域

本发明涉及一种冷芯制芯中复杂薄壁坭芯，具体为一种冷芯制芯中复杂薄壁坭芯及其成型方法，属于冶金铸造应用技术领域。

背景技术

缸盖是柴油机上的核心零部件，是柴油机中关键部件之一，尺寸精度要求高，壁厚有严格的公差要求；气道、水腔、油道和高压油管、燃烧面等要进行水压或气压试验。内腔清洁度要求高，故铸件不允许存在夹渣、夹砂、气孔、疏松、裂纹等影响产品性能和水压、气压试验的铸造缺陷存在，铸造难度很大。

铸件尺寸精度和内腔清洁度高主要受造型方法和模具精度等因素的影响。缸盖的内腔全部由坭芯形成，特别是冷却水腔形状复杂，壁厚不均，断面尺寸小，在呋喃树脂砂型生产条件下，采用手工制芯时，砂芯尺寸精度难以保证，同时，在制芯过程中，坭芯中间要放置芯骨和通气道，不但填砂困难，而且紧实度也难以保证，通气道和芯骨容易暴露在砂芯表面，浇注后造成粘砂、气孔、芯骨抽不出等问题。

为了提高砂芯尺寸精度和紧实度，采用射芯机冷芯盒制芯。虽说在传统工艺中，生产线生产缸盖的水套芯多采用覆膜砂热芯制芯，但冷芯盒制芯与热芯盒制芯相比具有以下优点：

1）制芯工艺过程快，生产效率高；

2）常温下成型硬化，可节约能源；

3）芯盒不易变形，砂芯尺寸精度高；

4）冷芯盒在常温下工作，无须考虑热容量，可有效降低芯盒制造成本；

5）芯砂流动性好，易于成型紧实，砂芯表面光洁，溃散性和退让性好；

6）芯砂发气量低，有利于减少铸件气孔缺陷。

但在实际生产过程中，复杂砂芯细小断面处强度很低，上涂料后强度大幅度下降，浇注后脉纹严重，甚至局部产生渗透性粘砂。脉纹是冷芯盒制芯条件下所产生的常见铸造缺陷，也是影响冷芯用于复杂细小砂芯的致命弱点。为了消除脉纹缺陷，采用了在原砂中增加除脉纹添加剂，脉纹缺陷明显降低。但添加剂加入后，砂芯强度再次降低，坭芯质量无法保证。

冷芯盒在制复杂薄壁坭芯时存在的主要问题如下：

1）在制芯过程中，由于坭芯断面尺寸及芯头细小，坭芯成品率不高，造成坭芯批量报废，造成了原材料及人工的极大浪费。

2）细小坭芯强度低，在使用（刷涂料、烘干、配箱）过程中，细小部位就已断裂无法使用。

3）在浇注过程中，细小芯头部位受到高温铁水浮力的作用下，极易产生变形或断裂造成皮穿现象。

4）由于下水套坭芯形状复杂且不规则，内部也没有芯骨，在刷涂料后烘干时需将坭芯放置在专门的砂胎上，防止受热变形，造成坭芯报废。而在配箱清理坭芯过程中，由于坭芯强度低，坭芯断裂情况较为严重。螺孔坭芯细脖子部位尺寸小，两头连接较大尺寸的砂坭，在进窑烘干和配箱过程中，坭芯断裂严重。