一种砂型制造组件及铸造方法技术

技术编号:15605584 阅读:144 留言:0更新日期:2017-06-14 00:37
本发明专利技术公开了一种砂型制造组件及铸造方法,属于铸造领域。所述砂型制造组件包括模具主体、冷铁及固定在模具主体上表面的定位柱和多个支撑柱,所述冷铁上设有通孔,通过所述通孔,所述冷铁套设在定位柱外侧,且由所述支撑柱支撑冷铁的底部,所述冷铁与模具主体之间为形成覆砂的空间,所述覆砂用于在进行砂型铸造时,延缓冷铁的激冷速度,以实现铸造过程中气体的排出;所述定位柱的上端与冷铁的通孔口齐平或伸出通孔。本发明专利技术的砂型制造组件制造的砂型有利于在铸造过程中,同时发挥冷铁的激冷作用和冷铁上通孔的排气作用,使制造得到的铸件防止出现缩松缺陷和气孔缺陷,提高铸件的气密性和生产合格率。

Sand mould making component and casting method

The invention discloses a sand mould manufacturing component and a casting method, belonging to the casting field. The sand mold assembly includes a mold body, cold iron and fixed on the upper surface of the main body of the mold positioning columns and a plurality of supporting pillars, the cold iron is provided with a through hole, via the through hole, the cold iron is sheathed on the outside of the location column, and by the support column support cold iron bottom the formation of sand space between the cold iron and die body, the sand used in sand casting, chilling and slow the pace of cold iron, in order to achieve the discharge gas in casting process; through hole of the positioning column and the upper end of the cold iron flush or extended through hole. The invention of the sand mold component manufacturing sand is advantageous in the casting process, and exert the function of the through hole exhaust the chilling effect of cold iron and cold iron, making the resulting casting to prevent shrinkage and porosity, improve the air tightness and the qualified rate of production.

【技术实现步骤摘要】
一种砂型制造组件及铸造方法
本专利技术涉及铸造领域,特别涉及一种砂型制造组件及铸造方法。
技术介绍
砂型铸造是在砂型中生产铸件的铸造方法。钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得,作为铸造生产中的基本工艺,较之其它铸造方法具有成本低、生产工艺简单、生产周期短的优点,因此,砂型铸造在汽车零部件的铸造产业中应用越来越广泛。但是,砂型铸件在生产过程中经常会发生各种不同的铸造缺陷,例如缩松缺陷,缩松的产生与铸件的冷凝速度有关,当铸造合金结晶温度范围较宽时,在铸件表面结壳后,铸件内部有一个较宽的液、固两相共存的凝固区域,凝固后期,先生成的树枝晶相互接触,将合金液分割成许多小的封闭区域,当封闭区域内合金液凝固收缩得不到补充时,就形成了缩松。现有技术中,解决缩松缺陷的惯用手段之一是在铸件的厚大部位表面直接使用冷铁,但是随着冷铁的使用,随之而来的是气孔问题,在使用冷铁的情况下,铸造熔液中会产生气体向上流动现象,容易造成气孔缺陷。尤其是对于一些特殊结构的涡轮壳,其缩松位置出现在铸件顶部,且铸件顶部的面积狭小,无法在铸件的上方平稳放置冷铁,目前采用的解决方式为在铸型模具中设置一个放置冷铁的凹槽,但是冷铁阻挡了由下往上的气体排出,严重降低了涡轮壳的气密性。现有技术至少存在以下缺点:1、特殊结构的涡轮壳的顶部狭小,无法固定冷铁;2、涡轮壳顶部放置冷铁,阻碍气体排出,造成铸件产生气孔缺陷,影响铸件的气密性和合格率。
技术实现思路
为了解决现有技术的问题,本专利技术提供了一种砂型制造组件及铸造方法,能够有效减少涡轮壳铸件的缩松缺陷,且提高铸件的气密性和合格率。所述技术方案如下:一方面,本专利技术提供了一种砂型制造组件,包括:模具主体、冷铁及固定在模具主体上表面的定位柱和多个支撑柱,所述冷铁上设有通孔,通过所述通孔,所述冷铁套设在定位柱外侧,且由所述支撑柱支撑冷铁的底部,所述冷铁与模具主体之间为形成覆砂的空间,所述覆砂用于在进行砂型铸造时,延缓冷铁的激冷速度,以实现铸造过程中气体的排出;所述定位柱的上端与冷铁的通孔口齐平或伸出通孔。优选地,所述定位柱竖直固定在所述模具主体上表面的中心处,所述冷铁上通孔的孔径大于所述定位柱的外径,所述定位柱用于使冷铁保持竖立。可选地,所述定位柱为圆柱体,更优选地,所述定位柱设置为上窄下宽的锥体。优选地,所述冷铁上通孔开设在冷铁的竖直中心轴处,所述冷铁的底面面积与模具主体的上表面面积的比例值范围为0.6-1.5。进一步地,所述冷铁为上宽下窄结构。可选地,所述支撑柱的长度范围为1mm-6mm,所述定位柱的长度大于或等于支撑柱长度与冷铁上通孔长度之和。进一步地,所述模具主体的上表面面积小于10cm2。另一方面,本专利技术提供了一种利用上述组件制造得到的砂型,所述砂型的型腔包括主型腔和排气通道,所述主型腔由脱模前的模具主体区域形成,所述排气通道由脱模前的定位柱区域形成,所述冷铁位于主型腔的上方,所述冷铁与主型腔相对的表面上形成有覆砂,所述排气通道将所述主型腔与冷铁的通孔连通,所述排气通道用于排出砂型铸造过程中的气体。另一方面,本专利技术提供了一种铸造方法,方法流程包括:步骤一、利用上述的组件将型砂制作成砂型;步骤二、对砂型上由支撑柱形成的孔洞进行填平修补;步骤三、向砂型的型腔内注入铸造熔液;步骤四、待铸造熔液冷却后,起模得到铸件。本专利技术还提供了一种铸件,所述铸件利用上述的砂型进行铸造得到。本专利技术提供的技术方案带来的有益效果如下:1)通过对模型的优化,利用在狭小的顶面设置定位柱对冷铁实现定位,防止冷铁在顶面发生偏移和掉落;2)使用冷铁,消除铸件内部的缩松缺陷;3)利用支撑柱在冷铁工作面上形成覆砂,有利于延缓冷铁的激冷效果,为气体排出提供了时间保障;4)定位柱为成型后的砂型制造了排气通道,降低逐渐内部产生气孔的概率,改善产品的气密性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的用于制造砂型的模具的主视图;图2是本专利技术实施例提供的用于制造砂型的模具的俯视图;图3是本专利技术实施例提供的砂型制造组件的主视图;图4是本专利技术实施例提供的砂型制造组件的剖视图;图5是本专利技术实施例提供的砂型成品的俯视图;图6是图5中A-A方向的剖视图;图7是本专利技术实施例提供的铸造方法的流程图;图8是本专利技术实施例提供的制造砂型的方法流程图。其中,附图标记如下:1-定位柱,2-支撑柱,3-模具主体,4-冷铁,5-砂型主体,6-排气通道,7-覆砂,8-主型腔。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案,下面将结合本专利技术实施例中的附图,对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本专利技术保护的范围。需要说明的是,本专利技术的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”及其任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本专利技术是针对砂型铸造的改进,体现在对冷铁的使用,具体涉及对制造砂型的模具的改进及对模具上冷铁安置方式的改进,相应地,得到改进后的砂型成品,及利用砂型进行铸造的方法和铸件产品。实施例1:在铸件过程中会产生缩松缺陷,所谓缩松,是指铸件最后凝固的区域内没有得到液态金属或合金的补缩而形成分散和细小的缩孔,缩松缺陷严重影响了成型铸件的质量,缩松一般出现在铸件壁的轴线区域、热节处、厚大部位、冒口根部和内浇口附近,也常分布在集中缩孔的下方。现有技术中,通常采用设计冒口和安置冷铁的方法来解决缩松缺陷,利用冒口来放置液态金属补充液,利用冷铁来增加铸件局部冷却速度,使整个铸件接近于同时凝固。但是,在使用冷铁的情况下,铸造熔液中会产生气体向上流动现象,因此,如果所述冷铁安放的位置为铸件的上方,由于冷铁的阻挡,导致所述气体无法从铸件熔液中排出,从而在铸件内部形成气孔,严重影响铸件的气密性和生产合格率。在本专利技术的一个实施例中,针对于一些特殊结构的铸件,其顶部会出现缩松缺陷的情况,本专利技术提供了解决问题的技术方案,即对用于制造砂型的模具进行优化改进,参见图1,改进后的模具包括模具主体3、定位柱1和支撑柱2,所述定位柱1和支撑柱2固定设置在模具主体3的上表面,所述定位柱1的高度高于支撑柱2的高度。所述支撑柱2的数量为一个或多个,为了提高支撑柱的支撑稳定性,优选设置为多个支撑柱2,参见图2,本实施例中所述支撑柱2的数量为三个,支撑柱2以定位柱1为中心设置在定位柱1的周围,即三个支撑柱2形成一个正三角形,所述定位柱1为该正三角形的中心,此设置仅为提高支撑稳定性的优选设置的具体例子,本专利技术对支撑柱2的具体数量及支撑柱2的设置位置不作特定限定。优化后的模具与用于激冷的冷铁组成砂型制造组件,参见图3,两者配合使用来制造砂型,与本文档来自技高网
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一种砂型制造组件及铸造方法

【技术保护点】
一种砂型制造组件,包括模具主体(3),其特征在于,还包括冷铁(4)及固定在模具主体(3)上表面的定位柱(1)和多个支撑柱(2),所述冷铁(4)上设有通孔,通过所述通孔,所述冷铁(4)套设在定位柱(1)外侧,且由所述支撑柱(2)支撑冷铁(4)的底部,所述冷铁(4)与模具主体(3)之间为形成覆砂(7)的空间,所述覆砂(7)用于在进行砂型铸造时,延缓冷铁(4)的激冷速度,以实现铸造过程中气体的排出;所述定位柱(1)的上端与冷铁(4)的通孔口齐平或伸出通孔。

【技术特征摘要】
1.一种砂型制造组件,包括模具主体(3),其特征在于,还包括冷铁(4)及固定在模具主体(3)上表面的定位柱(1)和多个支撑柱(2),所述冷铁(4)上设有通孔,通过所述通孔,所述冷铁(4)套设在定位柱(1)外侧,且由所述支撑柱(2)支撑冷铁(4)的底部,所述冷铁(4)与模具主体(3)之间为形成覆砂(7)的空间,所述覆砂(7)用于在进行砂型铸造时,延缓冷铁(4)的激冷速度,以实现铸造过程中气体的排出;所述定位柱(1)的上端与冷铁(4)的通孔口齐平或伸出通孔。2.根据权利要求1所述的砂型制造组件,其特征在于,所述定位柱(1)竖直固定在所述模具主体(3)上表面的中心处,所述冷铁(4)上通孔的孔径大于所述定位柱(1)的外径,所述定位柱(1)用于使冷铁(4)保持竖立。3.根据权利要求2所述的砂型制造组件,其特征在于,所述定位柱(1)为圆柱体或上窄下宽的锥体。4.根据权利要求2所述的砂型制造组件,其特征在于,所述冷铁(4)上通孔开设在冷铁(4)的竖直中心轴处,所述冷铁(4)的底面面积与模具主体(3)的上表面面积的比例值范围为0.6-1.5。5.根据权利要求1所述的砂型制造组件,其特征在于,所述冷铁(4...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈呈祥
申请(专利权)人:常州中车汽车零部件有限公司中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司
类型:发明
国别省市:江苏,32

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