[发明专利]一种3D打印砂型用冷铁及其使用方法

说明书

本发明涉及一种3D打印砂型用冷铁，由铸造用型砂和钢丸经粘结剂粘结而成，所述粘结剂包括树脂和固化剂。本发明还公开的所述3D打印砂型用冷铁的使用方法，采用树脂和固化剂双组分粘结体系，将钢丸与铸造用型砂粘结成型，制得的3D打印砂型用冷铁既具有铸造冷铁所需的强度，又能发挥冷铁的激冷作用。本发明公开的3D打印砂型用冷铁，不受铸件结构限制，对于复杂结构铸件避免设计专用随形冷铁，缩短生产周期，节约生产成本。本发明公开的3D打印砂型用冷铁，根据铸件结构需要，可以设计成为任意形状，无需粘接即可与砂型固化为一体，提升铸件质量。

技术领域

本发明涉及冷铁技术领域，特别是涉及一种3D打印砂型用冷铁及其使用方法。

背景技术

铸件的生产过程中厚壁处容易产生缩松、缩孔缺陷，造成铸件报废。通常在工艺设计过程中为了能够有效的减少、避免缩松、缩孔缺陷给铸件带来的报废风险，提前在容易产生缺陷的位置放置冷铁，以提高此处冷却速度，防止铸件产生缩孔、缩松。

3D打印技术在铸造行业使用广泛，特别适用于吨位较小、结构复杂的铸件，由于现有的3D打印砂型铸造技术的限制，在3D打印砂型过程中冷铁的放置是一大技术难题。在3D打印砂型的生产过程中，冷铁需要在砂芯、砂型打印完成后才能够放置。需要在砂芯、砂型中预留冷铁容纳腔，砂型打印完成后，将冷铁粘接在对应空腔位置。此方法存在两方面缺点，3D打印砂型精度要求高，由于冷铁反复使用或加工过程的热影响部分冷铁尺寸存在误差。一方面，冷铁过大导致其无法进入空腔，现场需要修磨砂型。另一方面，冷铁过小放置进空腔中间隙过大，导致铸件披缝大或者铁水进入披缝后与粘接剂接触产生气体，铸件出现呛气孔缺陷。

尤其对于薄壁、复杂结构、特殊结构要求等生产难度大的铸件，冷铁的设置更加困难，容易出现冷铁粘接不稳掉落型腔的问题以及特殊位置直冷冷铁无法放置的问题。

发明内容

基于此，有必要针对3D打印砂型中冷铁难设置，冷铁与砂型粘接不稳，提供一种易于稳定设置且不需要与砂型粘接的3D打印砂型用冷铁及其使用方法。

为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：

本发明实施例公开一种3D打印砂型用冷铁，设置于铸造用砂型内，所述3D打印砂型用冷铁由铸造用型砂和钢丸经粘结剂粘结而成，所述粘结剂包括树脂和固化剂。

进一步地，所述树脂的质量百分比含量为1.4％～1.8％，所述固化剂的质量百分比含量为0.7％～1.0％、所述铸造用型砂的质量百分比含量为60％～70％，所述钢丸的质量百分比含量为30％～40％。

进一步地，所述树脂为呋喃树脂。

进一步地，所述铸造用型砂为铸造用铬矿砂。

进一步地，所述固化剂为磺酸固化剂。

进一步地，所述钢丸为长条状。

第二方面，上述任意所述3D打印砂型用冷铁的使用方法，包括如下步骤：

备料：将树脂、固化剂、铸造用型砂和钢丸搅拌均匀，得到混合物；

填料：在所述3D打印砂型需要激冷处设置容纳所述冷铁的空腔，将所述混合物填入所述空腔，并压实、刮平；

硬化：待填入所述空腔中的混合物硬化，在浇注过程中起激冷作用。

进一步地，所述空腔沿背离所述3D打印砂型方向截面逐渐减小。

进一步地，所述搅拌步骤与所述填料步骤的时间间隔不大于1小时。

进一步地，所述3D打印砂型静置烘烤至少5分钟或在空气静置至少15分钟。

本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：