[发明专利]一种减小受阻收缩的制芯工艺

说明书

本发明涉及铸造技术领域，特别是一种减小受阻收缩的制芯工艺，将具有热缩冷胀特性的负热膨胀材料添加到芯砂中，形成退让层，在金属液的高温下，负热膨胀颗粒发生体积收缩，留出空间，提升砂芯退让性，且其自身不会产生任何气体，对工工人和环境都十分友好，负热膨胀颗粒能多次循环使用，可达到减少用砂、节约成本的目的。

技术领域

本发明属于铸造技术领域，具体涉及一种减小受阻收缩的制芯工艺。

背景技术

铸造合金的收缩一般包括液态收缩、凝固收缩和固态收缩，其中对铸件成型质量影响较大的主要是凝固收缩和固态收缩。在普通的砂型铸造中，要求铸型、砂芯要具有一定的退让性，减小铸造合金的收缩阻力，使铸件偏向于自由收缩，如若铸件收缩受到阻碍，则极易产生铸造应力，进而使得铸件产生变形、裂纹等缺陷，降低铸件精度和强度，严重变形和开裂则致使铸件报废，无法使用。

为解决上述技术问题，现有技术一般是通过在铸造砂砂中添加木屑、碳粉等易燃易挥发物质，或者在铸型中埋泡沫板，通过浇注时的高温使得这些物质燃烧、挥发，形成空腔来提高铸型和砂芯的退让性，但是，在日益注重环保的今天，这种方法明显存在着以下不足：(1) 木屑、碳粉和泡沫等在燃烧或挥发时会产生大量的气体，浇注环境差，易导致铸件产生气孔、浇不满等缺陷；(2) 不易充分燃烧，会生成对人体和环境有害的一氧化碳等气体；(3) 木屑、碳粉和泡沫等均是一次性使用，增加成本；(4) 这些物质燃烧、挥发会产生大量气体，如不能及时的排出，则会阻碍金属液的充型，产生浇不足、冷隔等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于解决上述已有技术的问题及不足，提供一种未使用木屑、泡沫等一次性材料，通过添加负热膨胀颗粒来减小受阻收缩的制芯工艺。

本发明的技术方案为：一种减小受阻收缩的制芯工艺，在铸造砂中添加负热膨胀颗粒，所述的负热膨胀颗粒由负热膨胀材料制成，负热膨胀材料的负热膨胀特性的起始温度小于所用铸造合金的凝固温度，且负热膨胀特性的分解温度大于浇注温度。砂芯包括面砂层、退让层和背砂层，制芯工艺包括以下步骤：

(1) 用混砂机将体积比为1：1的普通铸造砂和负热膨胀颗粒混合均匀备用；

(2) 先将普通的铸造新砂均匀地覆盖在芯盒上，形成一定厚度的面砂层；

(3) 再填入(1)中得到的含有负热膨胀颗粒的混合砂，形成一定厚度的退让层；

(4) 最后用回用、再生的铸造旧砂作为背砂，填满芯盒，形成背砂层，待砂芯硬化后，即可取出砂芯。

所述的一种减小受阻收缩的制芯工艺，所述的铸造砂为水玻璃砂或呋喃树脂砂。

所述的一种减小受阻收缩的制芯工艺，所述的负热膨胀材料为单斜二氧化锆。

所述的一种减小受阻收缩的制芯工艺，所述的负热膨胀材料为钨酸锆。

所述的一种减小受阻收缩的制芯工艺，所述的面砂层厚度为30~50 mm。

本发明的有益效果在于：(1) 利用负热膨胀材料自身的热缩冷胀特性，在金属液的高温下，负热膨胀颗粒发生体积收缩，留出空间，提升退让性，自身不会产生任何气体，对工工人和环境都十分友好；(2) 负热膨胀颗粒高温时收缩，铸件凝固后温度降低，负热膨胀颗粒逐渐恢复到原本大小，可多次循环利用，节约成本；(3) 砂芯总共分三层，面砂为新砂，保证铸件表面质量，退让层保证铸件收缩并可节约用砂，背砂利用旧砂，可极大地减少新砂的用量，非常环保。

附图说明

图1为发明的砂芯装配示意图。

图2为实施例三的砂芯截面图。

上述附图中，标记对应的名称如下：

1-面砂层，2-退让层，3-负热膨胀颗粒，4-背砂层，5-型腔，6-铸型。