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1、(10)申请公布号 CN 103639367 A (43)申请公布日 2014.03.19 CN 103639367 A (21)申请号 201310270744.0 (22)申请日 2013.06.22 B22C 9/11(2006.01) (71)申请人 张志国 地址 063034 河北省唐山市丰润区公园道园 东小区 700 楼 3 门 401 号 (72)发明人 张志国 (54) 发明名称 有箱 V 法制芯工艺 (57) 摘要 本发明公开了一种有箱 V 法制芯工艺， 具体 为 ： 把砂芯的芯头部分延伸到一定长度， 把延伸 部分放在砂箱内。砂芯的制做用 V 法造型， 步骤 为 ： 芯盒模样。
2、抽真空、 覆膜 ； 喷涂料、 烘干 ； 放入 “芯砂箱” ； 加砂、 震实 ； 刮平砂箱上表面砂、 盖膜 ； “芯砂箱” 抽真空、 芯盒模样去真空 ； 起模。对于结 构复杂， 一个方向出模有困难的砂芯， 芯盒采用分 成两块或多块模盒块， 各模块从不同方向起模。 对 于两个以上芯头的砂芯， 只要一个芯头带有 “砂箱 芯头” ， 其余芯头按正常芯头设计。方案使 V 法制 芯过程的覆膜， 盖膜等工序变得简单可行， 砂芯的 吊运、 下芯方便， 操作容易， 适用性广， 便于实施。 不仅适用于制做铸件四周侧面的砂芯， 更适用于 制做箱体、 管件， 泵壳等铸件砂芯。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 。
3、页 说明书 4 页 附图 6 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图6页 (10)申请公布号 CN 103639367 A CN 103639367 A 1/1 页 2 1. 一种有箱 V 法制芯工艺， 具体为 ： 铸造工艺设计时， 把砂芯的芯头部分延伸到一定长 度， 把延伸部分放在砂箱内， 构成 “砂箱芯头” ， 它组成整个砂芯的一部分。 此砂箱称作 “芯砂 箱” ， 芯盒模样带真空箱， 真空箱与真空管路相连， 砂芯的制做用 V 法造型， 工艺步骤为 ： 芯 盒模样抽真空、 覆膜 ； 喷涂料、 烘干 ； 在芯盒上表面放入 “芯砂箱” 。
4、； 加砂、 震实 ； 刮平砂箱上 表面砂、 盖膜 ；“芯砂箱” 抽真空、 芯盒去真空 ； 起模， 制芯即完成。 2. 根据权利要求书 1 所述有箱 V 法制芯工艺， 其特征在于， 所制砂芯带有砂箱，“芯砂 箱” 的箱壁为双层中空密封结构， 内壁有抽气孔及过滤网， 材质为钢铁或其他金属， 上箱口 和下箱口与塑料薄膜接触， 要求无毛刺， 平整， 光滑， 外壁设置有箱轴， 吊环， 真空管接头。 3. 根据权利要求书 1 所述有箱 V 法制芯工艺， 其特征在于， 砂芯定位靠定位芯头完成， “砂箱芯头” 不起定位作用， 砂型中在 “砂箱芯头” 周围留出足够的间隙 (20-40 毫米 )。 4. 根据权利。
5、要求书 1 和 2 所述有箱 V 法制芯工艺， 其特征在于， 对于较大砂箱 ( 内壁 的长、 宽、 高在 1 米以上 )， 砂箱内设置真空管， 真空管长度及径向尺寸与砂芯大小和形状相 关， 长度可伸出箱口面外， 一方面起到芯骨作用 ； 另一方面， 使砂芯内真空度均匀， 砂芯强度 一致， 增加了砂芯的强度， 真空管管壁有通气小孔， 壁外有不锈钢过滤网。 5.根据权利要求书1和2所述有箱V法制芯工艺， 其特征在于， 所述芯盒为带真空箱的 模样结构， 真空箱外壁设制有真空管接头， 芯盒的上表面是定位芯头与砂箱心头分界面的 外延平面， 此平面相当于普通 V 法造型模样的型板面， 此面制芯时与 “芯砂箱。
6、” 接触并覆膜， 要平整光滑。 6. 根据权利要求书 1 和 2 所述有箱 V 法制芯工艺， 其特征在于， 对于结构较复杂， 一 个方向出模有困难的砂芯， 芯盒采用分成两块或多块模盒块， 各模块从不同方向起模， 各模 块有独立的真空箱， 各芯盒模块间有定位销定位， 并且芯盒上表面沿分模方向有起模斜度 (0 -3 )。 7. 根据权利要求书 1 至 6 所述有箱 V 法制芯工艺， 其特征在于。对于芯盒合模后， 由 于砂芯横向尺寸大于芯头尺寸， 使芯盒内部空间比上口大， 或芯盒较深， 难于覆膜的砂芯， 可以在各芯盒模块的对应砂芯的表面单独覆膜。覆膜时， 在覆膜表面外留出最少 50-80 毫 米左右。
7、余量 EVA 薄膜 ( 利于表面密封 )， 各芯盒覆膜表面喷涂料， 烘干。之后进行合模、 卡 紧。再按上述工艺步骤往下进行， 最终起模后把各芯盒模块接缝处的多余薄膜去掉。再用 胶带沿芯盒模块的接缝粘贴， 避免漏气， 此方法非常适用于制做箱体， 管件 ( 如直通、 三通、 弯头 )， 泵壳， 阀体类铸件砂芯的制做。 8. 根据权利要求书 1 至， 7 所述有箱 V 法制芯工艺， 其特征在于， 对于两个或多个芯头 的砂芯， 只要其中一个芯头带有 “砂箱芯头” ， 其余芯头按正常芯头设计。 9. 根据权利要求书 1 至 8 所述有箱 V 法制芯工艺， 其特征在于，“砂箱芯头” 周围与砂 型间留有间隙。
8、， 下芯后， 用散砂填满下型的间隙并覆膜密封使散砂与下型一同抽真空， 结为 一体， 增加砂芯稳定性。 10. 根据权利要求书 1 至 9 所述有箱 V 法制芯工艺， 其特征在于，“砂箱芯头” 可放在型 内， 根据铸件结构， 也可把 “砂箱芯头” 放在型外。 权 利 要 求 书 CN 103639367 A 2 1/4 页 3 有箱 V 法制芯工艺 技术领域 0001 本发明涉及铸造领域， 具体涉及一种有箱V法制芯工艺， 适应于V法造型生产中大 型铸件的砂芯。不仅适用于制做铸件四周侧面的砂芯， 更适用于制做箱体， 管件 ( 如直通、 三通、 弯头 )， 泵壳， 阀体等铸件的砂芯。 背景技术 00。
9、02 V 法造型在铸造行业作为第三代造型方法， 在造型时不使用粘结剂， 从而铸件落 砂， 清理过程简单， 铸件制造成本低， 设备投资少。并且铸件尺寸精度高， 表面光洁度高。最 大优势是生产环境清洁， 无刺激性气味， 旧砂几乎全部回用， 铸件生产过程的废弃物少， 称 为绿色铸造。近年来得到广泛应用。 0003 虽然 V 法铸造有很多优点， 但 V 法铸造应用受到很大局限性。由于 V 法制芯技术 没有得到解决， V 法铸造只适用于部分结构简单， 无芯或少芯的铸件。现在， V 法铸造中使用 的砂芯， 一般用树脂砂、 水玻璃砂、 覆膜砂等方法制做， 这一方面增加了设备投资， 增加了生 产制造成本， 也。
10、给后期的砂处理带来一定困难。特别是树脂砂芯较大、 较多时， 由于发气量 大， 造成铸件缺陷， 严重时造成铸件废品。因此， V 法制芯技术一直以来是 V 法铸造发展的 桎梏。 发明内容 0004 为了克服现有 V 法铸造技术中的 V 法制芯问题， 使 V 法铸造得到更广泛的应用， 本 发明提供了一种有箱 V 法制芯工艺。 0005 一种有箱 V 法制芯工艺， 具体为 ： 铸造工艺设计把砂芯的定位芯头部 分延伸到一 定长度， 把延伸部分放在砂箱内。此砂箱称做 “芯砂箱” ， 砂箱与砂箱中的芯头称做 “砂箱芯 头” ， 它组成整个芯子的一部分。 芯盒模样的内腔形状由实际铸件的砂芯形状及定位芯头部 分。
11、形成， 不含 “砂箱芯头” 部分。砂芯的定位靠定位芯头完成。芯盒模样为带真空箱的模样 结构。 砂芯的制做用 V 法造型， 工艺步骤为 ： 芯盒模样抽真空， 覆膜 ； 喷涂料， 烘干 ； 在芯盒上 表面放入 “芯砂箱” ； 加砂， 震实 ； 刮平砂箱上表面砂， 盖膜 ；“芯砂箱” 抽真空， 芯盒去真空 ； 起模， 制芯即完成。 0006 进一步地， 所述有箱 V 法制芯工艺带有砂箱， 称作 “芯砂箱” ， 箱壁为双层中空密封 结构， 材质为钢铁或其他金属， 内壁有抽气孔及过滤网， 上箱口和下箱口与塑料薄膜接触， 要求无毛刺， 平整， 光滑。外壁设置有箱轴， 吊环， 真空管接头。 0007 砂芯的。
12、定位靠定位芯头完成， 而 “砂箱芯头” 不起定位作用， 在工艺设计时要在砂 型中留出 “砂箱芯头” 占用的空间。并在 “砂箱芯头” 周围留出足够的间隙 (20-40 毫米 )。 0008 对于较大砂芯， 如长、 宽、 高在一米以上。 “芯砂箱” 内设置芯骨真空管， 一方面起到 芯骨作用， 另一方面， 使砂芯内真空度均匀， 砂芯强度一致。 真空管管壁有通气小孔， 壁外有 不锈钢过滤网。此种砂箱见图 3-1， 图 3-2。 说 明 书 CN 103639367 A 3 2/4 页 4 0009 进一步地， 所述芯盒为带真空箱的模样结构， 真空箱外壁设有真空管接头， 与真空 管路相连。 芯盒模样的内。
13、腔形状由实际铸件的砂芯形状及定位芯头部分形成， 不含 “砂箱芯 头” 部分。芯盒的上表面是定位芯头与砂箱心头分界面的外延平面。此平面相当于普通 V 法造型模样的型板面。此面制芯时与 “芯砂箱” 接触， 并覆膜， 需要平整光滑。 外边界尺寸略大于 “芯砂箱” 的外壁尺寸。如图 1-1， 图 1-2， 图 1-3。 0010 进一步地， 对于较结构复杂， 一个方向出模有困难的砂芯， 芯盒采用分成两个或多 个模盒块， 各模块有独立的真空箱， 各芯盒模块间有定位销定位， 并且芯盒上表面沿分模方 向有起模斜度 (0 -3 )。 0011 进一步地， 对于合模后， 由于砂芯内腔横向尺寸大于芯头尺寸， 使芯。
14、盒内部空间比 上口大， 芯盒凹深， 难于覆膜的砂芯， 在各芯盒模块的对应砂芯的表面单独覆膜 ( 覆膜时， 在覆膜表面外留出最少 50-80 毫米左右余量薄膜， 利于表面密封 )， 各芯盒覆膜表面喷涂 料， 烘干。之后进行合模、 卡紧。再按上述工艺步骤进行。最终起模后把各芯盒模块接缝处 的多余薄膜去掉。再用胶带沿接缝粘贴， 避免漏气。 0012 进一步地， 在下芯后， 用散砂充填下型中 “芯头砂箱” 周围的间隙。之后用铁钎扎 透散砂与下型之间的塑料薄膜几处， 使之相通。 然后， 再用塑料薄膜把散砂表面与下型的分 型面覆膜密封。 这样所填散砂就与下型通过抽真空成为一整体， 具备一定强度， 保证合型。
15、后 浇注过程中砂芯的稳定。 0013 进一步地， 对于两个或多个芯头的砂芯， 只要一个芯头带有 “砂箱芯头” ， 其余芯头 按正常自硬砂工艺芯头设计。 0014 “砂箱芯头” 可放在型内， 根据铸件结构， 也可把 “砂箱芯头” 放在型外。见图 4-2、 图 5-2、 图 5-3 0015 进一步地， 此有箱 V 法制芯工艺， 使 V 法制芯过程的覆膜， 盖膜等工序变得简单可 行。 可解决V法铸造的大部分中、 大型砂芯的制做。 并且， 砂芯的吊运、 下芯都比较方便。 不 仅适用于铸件四周侧面的砂芯， 更适用于制做箱体， 管件 ( 如直通、 三通、 弯头 )， 泵壳， 阀体 类铸件的砂芯。适用于中。
16、、 大型铸件砂芯的制做。充分发挥了 V 法铸造的优势， 是 V 法铸造 的开拓性发展。 附图说明 0016 图 1-1， 图 1-2， 图 1-3 是 “芯砂箱” 、 芯盒结构及制芯示意图 图中1-芯砂箱 2-箱轴 3-吊环 4砂箱真空管接头 5-定位芯头6-砂芯 7-芯盒上表 面 8-“砂箱芯头” 9- 芯盒内壁、 外壁 10- 芯盒模样 11- 芯盒真空管接头 0017 图 2-1， 图 2-2， 图 2-3 是砂芯和上、 下型的合型示意图 图中 201- 上型 202- 下型 203- 砂芯 204- 上砂箱真空管接头缺口 205- 芯砂箱真 空管接头 图 2-2 为下型和砂芯 ( 去掉。
17、上型 ) 的俯视图 图 2-3 为 P 向视图 ( 带上箱 ) 0018 图 3-3 是由左右两个分模盒组成的芯盒及制芯示意图。其中 “芯砂箱” 带有芯骨 真空管。图 3-1， 图 3-2 是 “芯砂箱” 简图， 图中省去了真空管的抽气孔、 过滤网等。图中 301- 左分芯盒 302- 右分芯盒 303- 砂芯 304- 芯砂箱 305 芯骨真空管 0019 图4-1， 图4-2是管件、 三通类砂芯的芯盒、 制芯及下芯示意图图4-1为后半芯盒及 带芯骨真空管的砂箱， 制芯示意图。图 4-2 是下芯示意图，“芯砂箱” 在砂型的外面。图中 说 明 书 CN 103639367 A 4 3/4 页 。
18、5 401- 芯砂箱 402- 后半芯盒 403- 芯盒上表面 404- 砂芯 405- 芯盒定位销或孔 406- 下型 407- 铸件型腔 0020 图5-1， 图5-2.图5-3是管接头砂芯的芯盒、 制芯及下芯示意图图5-1为后半芯盒 及带芯骨真空管的砂箱、 制芯示意图。图 5-2， 图 5-3 是下芯示意图，“芯砂箱” 在砂型的外 面。图中 501- 芯砂箱 502- 芯骨真空管 503- 后半芯盒 504 芯盒上表面 505 定位销或孔 506- 砂芯 507- 下型 508- 铸件型腔 具体实施方式 0021 芯头设计 ： 铸造工艺中， 一般的砂芯都有芯头， 芯头的作用是在砂型中定位。
19、并固定 砂芯的。本发明把芯头长度延伸， 把延伸部分放在砂箱内， 此砂箱称做 “芯砂箱” ， 砂箱与砂 箱中的芯头称做 “砂箱芯头” ， 它组成整个芯子的一部分。 “砂箱芯头” 的长度主要考虑在下芯过程中， 吊挂 “芯砂箱” 的吊环能基本使砂芯在水平 方向保持平衡， 便于下芯。 对于较长砂芯， 可考虑吊挂砂芯本体部分， 但必须用软带吊挂， 以免损坏砂芯。 砂芯的定位靠芯头完成。芯头设计的工艺参数 ( 芯头尺寸、 芯头间隙等 ) 与普通自硬 砂相同。不同之处是这种 V 法制做的砂芯多了 “砂箱芯头” ， 它是芯头的一部分， 砂芯的定位 靠定位芯头完成， 而 “砂箱芯头” 不起定位作用。在工艺设计时。
20、要在砂型中留出 “砂箱芯头” 占用的空间。并在 “砂箱芯头” 周围留出足够的间隙。这样下芯过程中，“芯砂箱” 不与砂型 接触， 便于下芯， 也不影响砂芯定位。 在砂型中留出 “砂芯箱” 外壁的真空管接头及吊环、 箱轴占用的空间， 并保留一定间隙， 使真空管接头伸出砂箱外。 0022 根据铸件结构， 对有些箱体、 泵壳、 管类铸件， 可将 “砂箱芯头” 放在砂型外。使砂 型形状更简单。如图 4-2、 图 5-2 所示。 0023 “芯砂箱” 设计 ：“芯砂箱” 结构与普通 V 法砂箱相似， 为箱壁双层中 空密封结构， 材质为钢铁或其他金属， 内壁有抽气孔及过滤网， 砂箱外壁设置有真空管接头、 吊。
21、环、 箱轴。 如图 1-1， 图 1-2。图 1-3 所示。 砂箱的尺寸根据芯头大小设计， 砂箱内壁尺寸基本和定位芯头外轮廓尺寸相同。见图 1-1， 图 1-3。 若砂芯尺寸较大 ( 如长、 宽、 高在 1 米以上 )， 砂箱内部可增设芯骨真空管， 真空管的长 度及横向尺寸与砂芯大小和形状相关， 长度可伸出砂箱下表面外延伸至砂芯内部， 使砂芯 内部真空度均匀， 增加芯的强度。真空管也起到芯骨作用， 更增加了砂芯的强度。真空管管 壁有通气小孔。壁外有不锈钢过滤网。见图 5-1， 图 5-2. “芯砂箱” 的长度就是 “砂箱芯头” ， 的长度， 两者统一 ( 不含内置芯骨真空管 )。见图 1-1 。
22、及图 2-1， 图 2-2. 0024 芯盒的设计 ： 芯盒模样结构与 V 法造型模样相似， 由带真空箱的模样组成， 真空箱 与真空管路相连。芯盒模样的内腔形状由实际铸件的砂芯形状及定位芯头部分形成， 不含 “砂箱芯头” 部分。芯盒的上表面是沿定位芯头与砂箱芯头的分界面向外延展， 形成一平面， 此平面相当于普通 V 法模具的型板面。此平面要平整光滑， 边界尺寸略大于 “芯砂箱” 的外 壁尺寸。如图 1-1， 图 1-2 说 明 书 CN 103639367 A 5 4/4 页 6 0025 砂芯的制做 ： 首先， 对芯盒抽真空， 再把加热的 EVA 膜覆在芯盒内腔及芯盒上表 面， EVA 膜要。
23、在砂箱四周流出最少 50-80 毫米宽余量。以便于与砂箱外壁密封。覆膜修整 后在薄膜表面喷涂料， 烘干。 0026 接着， 在芯盒上表面放上 “芯砂箱” ； 加砂， 震实 ； 将砂箱上表面砂刮平， 覆盖普通塑 料薄膜， 砂箱四周流出 50-80 毫米宽余量。放砂箱时注意砂箱的吊环、 箱轴及真空管接头位 置， 要便于砂芯的吊运、 下芯及合型。 然后给 “芯砂箱” 抽真空， 把预留的薄膜贴向砂箱壁表面， 密封。 0027 再次是去掉芯盒真空， 吊挂 “芯砂箱” 的箱轴进行起模， 使砂芯与芯盒分离， 取出砂 芯。 0028 最后把砂芯放在软垫或散砂上面， 转换砂芯的吊挂位置， 由吊挂砂箱的箱轴改为 。
24、吊挂砂箱的吊环， 以利于砂芯水平放置， 准备下芯。 0029 砂芯起模后及吊运、 下芯、 合型和浇注过程中， 砂芯一直保持真空， 浇注完后过一 段时间去除。 图 1-1 是 “芯砂箱” 、 芯盒结构及制芯示意图 ； 图 2-1， 图 2-2， 图 2-3 是砂芯和上型、 下型的合型示意图 0030 进一步地， 对于较结构复杂， 一个方向出模有困难的砂芯， 芯盒采用分成两块或多 块芯盒模块， 各模块有独立的真空箱， 各芯盒模块间有定位销定位。为了方便分模盒， 芯盒 上面在分模方向有一定的起模斜度。一般 0 -3。 这时制芯的工艺步骤为 ： 合模卡紧各模块抽真空覆膜、 喷涂料、 烘干放入砂箱 填砂。
25、震实砂箱上口盖膜砂箱抽真空各模盒块去真空起模 ( 分模 )。 0031 进一步地， 对于合模后， 由于砂芯内腔横向尺寸大于芯头尺寸， 使芯盒内部空间比 上口大， 芯盒凹深， 难于覆膜的砂芯， 要在各芯盒模块的对应砂芯的表面单独覆膜 ( 覆膜 时， 在覆膜表面外留出最少 50-80 毫米左右余量薄膜， 利于表面密封 )， 各芯盒覆膜表面喷 涂料， 之后进行合模、 卡紧。再按上述工艺步骤往下进行。最终起模后把各芯盒模块接缝处 的多余薄膜去掉。再用胶带沿接缝粘贴， 避免漏气。见图 3-3、 图 4-1、 图 5-1 0032 在下芯后， 用散砂充填下型的 “砂箱芯头” 周围的间隙。之后用铁钎扎 透散。
26、砂与 下型之间的塑料薄膜几处， 使之相通。 然后， 再用塑料薄膜把散砂表面与下型的分型面覆膜 密封。 这样所填散砂就与下型通过抽真空成为一整体， 具备一定强度， 保证合型后浇注过程 中砂芯的稳定。 0033 根据铸件结构， 有些箱体、 管类铸件， 可将 “砂箱芯头” 放在砂型外。使砂型形状更 简， 体积减小。见图 4-1、 图 4-2 及图 5-1、 图 5-2 0034 本方案的实施对专业技术人员容易理解。 以上所述案例、 示意并不限制本发明。 凡 在本发明的精神和原则之内， 所作的任何修改， 等同替换和改进等， 均应包含在本发明的保 护范围之内。 说 明 书 CN 103639367 A 。
27、6 1/6 页 7 图 1-1 图 1-2 图 1-3 图 2-1 说 明 书 附 图 CN 103639367 A 7 2/6 页 8 图 2-2 说 明 书 附 图 CN 103639367 A 8 3/6 页 9 图 2-3 说 明 书 附 图 CN 103639367 A 9 4/6 页 10 图 3-1 图 3-2 图 3-3 说 明 书 附 图 CN 103639367 A 10 5/6 页 11 图 4-1 图 4-2 图 5-1 图 5-2 说 明 书 附 图 CN 103639367 A 11 6/6 页 12 图 5-3 说 明 书 附 图 CN 103639367 A 12 。