用于制造铸造型芯的方法和铸造型芯技术

为了实现以简单的方式也能够制造形状复杂的或针对其特性优化的、为了以铸造技术制造铸件而设置的铸造型芯(G1‑G5)，其由粘合剂和型砂以及可选择性添加的添加剂混合形成的造型材料构成，本发明专利技术提出下列加工工序：a)通过将造型材料导入铸造型芯模具中而成型铸造型芯(G1‑G5)；b)造型材料凝固；c)从铸造型芯模具中取出铸造型芯(G1‑G5)；d)将铸造型芯(G1‑G5)加热至变形温度；e)通过在铸造型芯(G1‑G5)上施加变形力(K，KA，KX，M)使加热过的铸造型芯(G1‑G5)变形；f)冷却铸造型芯(G1‑G5)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造铸造型芯的方法和铸造型芯
本专利技术涉及一种用于制造铸造型芯的方法，此铸造型芯用于以铸造技术制造铸件，以及此种铸造型芯。在此，铸造型芯分别由以粘合剂与型砂以及选择性添加的添加剂混合形成的造型材料制成。
技术介绍
此处所述类型的铸造型芯典型地用于通过铸造技术由金属熔液制造铸件。铸造型芯描述为“损耗件”，因为，当铸件从相应的铸造模具中脱模后，铸造型芯损坏。为了铸造铸件，将金属熔液浇入由相应的铸造模具围绕形成的模具空腔中。在金属熔液凝固为铸件之后或此过程中，将铸造模具与铸件分离。通常，铸造模具包含多个铸造型芯。这些铸造型芯在铸件内部形成空腔、通道和其他缺口。但是，对于组装为所谓的“型芯组”的铸造模具，其也形成铸件的外部轮廓。铸造型芯在成型工具、即所谓的“射芯机”中制造，此成型工具包含分为型芯盒的上半部和下半部的型芯盒。型芯盒以其两个型芯盒部分围绕形成构造待制造的铸造型芯的模具空腔。在型芯盒关闭时，借助压力将造型材料射入此模具空腔中。此过程称为“射芯”。接着，铸造型芯在型芯盒中完成硬化。然后，通过移动至少一个型芯盒半部打开型芯盒，从而取出铸造型芯。在工业量产时，只要其尺寸允许，通常就在一个型芯盒中同时成型多个铸造型芯。用于制造所讨论种类的铸造型芯的造型材料通常由模具基本材料、例如无机耐火型砂和粘合剂混合形成。在实践中，为此使用无机的或有机的粘合剂。在使用无机粘合剂时，通过输入热量和排出湿度实现造型材料在型芯盒中的硬化(“热芯盒法(Hot-Box-Verfahren)”)，与此不同，在使用有机粘合剂时，通过反应气体对在模具工具中的型芯进行气体处理，从而通过粘合剂与反应气体的化学反应引起固化(“冷芯盒法(Cold-Box-Verfahren)”)。无论是基于无机粘合系统的、还是基于有机粘合系统的造型材料都能够在市场中以多种规格获得。在此，在需要时，此种造型材料也包含添加剂，从而调整其尤其储存能力、流动性能等方面的特性。借助已知的、市场上常见的造型材料可实现，制造形状纤细的铸造型芯，即具有小直径、延伸较长的细区段以及同样具有形状纤细的分支的铸造型芯，其形状稳定性足以使其从铸造型芯制造处运输到模具制造处，使其可靠地保持在相应的铸造模具中并且也能够吸收在浇铸熔液时出现的应力。但是，其制造方式以及其制造使用的造型材料的类型导致铸造型芯高度脆性并且因此易断。前述在工业量产中常见的方法和基于使用可重复使用的模具的制造类型和方式在成型铸造型芯时造成一些局限。因此，在型芯盒的模具空腔中必须设置脱模斜度，从而使制成的铸造型芯能够从型芯盒中操作可靠地、不造成损坏地脱出。在使用在企业实践中常见的、两件式的型芯盒时，铸造型芯无法具有会妨碍脱模的侧面凹部。如果仍需制造具有此种侧面凹部的铸造型芯，必须使用多件式的型芯盒构造，其需要高度的技术投入以及相应的高资金投入。为了在已知的铸造型芯制造中能够构造侧面凹部，使用所谓的“松动部件”。其装入型芯盒中，然后以造型材料环绕并与铸造型芯一同从型芯盒中取出。由于相应的待构造的侧面凹部而限定的松动部件和铸造型芯的造型材料彼此啮合，只有在脱模后松动部件才能从铸造型芯上取下。除了因其使用引起额外的工序以外，在批量生产时的生产技术方面，此种松动部件还有此缺点，为了保证合乎有序的、符合周期的生产流水线，必须循环转移很多松动部件。因此，即使在使用多件式型芯盒的情况下，铸造型芯造型的自由程度也受到限制。这样，无论如何都必须保证造型材料能够如此射入型芯盒的腔中，使造型材料完全填满模具空腔并且充分地压缩。因此，借助传统的铸造型芯制造方法根本无法制造、或者只有在极高投入的条件下才能制造出特定的型芯形状，例如沙漏类的、螺旋形状类的或类似的复杂形状的形体。因此，尽管原则上，基于固结成形原理的型芯制造提供了高度的结构自由，但是，无法完全用尽在借助损耗型芯铸造时理论上可能实现的构型潜力。
技术实现思路
在前述现有技术的背景下得出此目的，列举一种方法，其以简单的方式也能实现复杂形状的、或在其特性方面得到优化的铸造型芯的制造。同时，应完成相应形式的铸造型芯。针对此方法，本专利技术由此实现此目的，在制造铸造型芯时至少经过权利要求1中给出的加工步骤。相应地，根据本专利技术实现上述目的的铸造型芯的特征在于，其由一种造型材料制成，此造型材料由粘合剂和型砂以及选择性添加的添加剂的混合物构成，其中，铸造型芯通过由外部力作用引起的变形而形成其制成后的形状。此种铸造型芯尤其通过使用根据本专利技术的方法制造。本专利技术的有利的设计方案在从属权利要求中给出，并且在下文中与本专利技术的普遍构思一同详细说明。根据本专利技术的用于制造由粘合剂和型砂以及选择性添加的添加剂混合形成的造型材料构成的、用于以铸造技术制造铸件的铸造型芯的方法包含以下加工步骤：a)通过将造型材料导入铸造型芯模具中而成型铸造型芯；b)造型材料凝固；c)从铸造型芯模具中取出铸造型芯；d)将铸造型芯加热至变形温度；e)通过在铸造型芯上施加变形力使加热过的铸造型芯变形；f)冷却铸造型芯。本专利技术基于令人惊讶的、与专业领域内迄今为止的评估不同的认知，当以传统方式制造的铸造型芯已经在传统射芯机中获得其基本形状之后，再在合适的温度下变形。变形可通过折弯变形、压变形、拉变形、推变形、扭转变形或任何其他通过施加外力引起的变形而施加到相应的型芯上。通过根据本专利技术的变形，由行业内常见的造型材料制成的铸造型芯能够后续获得借助传统的射芯机完全无法制成的、或仅能以有限的质量或仅能以极高的投入制成的形状。因此，本专利技术提供了铸件研发中很高的结构自由度和复杂度。从而，可技术简单地实施新型的铸造型芯的设计。尤其通过根据本专利技术的后续的型芯变形，无须为此使用具有松动部件的复杂的型芯盒即可实现侧面凹部的制造。根据本专利技术的方法也可用于射芯后获得的铸造型芯的特性的后续优化。这样，以根据本专利技术的方法后续压缩铸造型芯，使其具有高的形状稳定性和优化的表面特性。由于相应的造型材料在加热时还表现出的脆性，并且考虑到相应的铸造型芯在从射芯机中取出后具有的基本形状，根据本专利技术进行的变形应以缓慢的变形速度完成。相应分别合适的最大变形速度可以简单的方式通过试验获取。根据实际测试在此可说明，当变形速度限定在最高2mm/s时，精细铸造的型芯也可运行可靠地以根据本专利技术的方式变形，其中，在实践中，变形速度通常应为至少0.01mm/s。最佳的变形速度在0.1-1.0mm/s的区间中，尤其在0.3-0.7mm/s的区间中。在选择这些变形速度时，尤其具有长的精细易损形状的铸造型芯也能够可靠地弯曲、扭转、拉伸或压缩。在根据本专利技术的变形中待施加的、从外部作用到相应的铸造型芯上的变形力也可通过简单的试验得出。在此，实际测试显示，借助在直径为8mm、截面为圆形的试件的情况下在5-100N的区间中的、或者相当于铸造型芯的0.2-0.6N/mm2的强度系数的变形力，形状精细的铸造型芯也能够后续地以根据本专利技术的方式变形。这在以下情况下尤其适用，即，变形以位于上一段中所述的区间中的变形速度完成。在此，20-80N的变形速度(即0.1-0.4N/mm2的强度系数)、尤其30-70N的变形速度(即0.15-0.35N/mm2的强度系数)证实为尤其有效。基本上，本专利技术可用于任何类型的由在此考虑的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造用于以铸造技术制造铸件的铸造型芯(G1‑G5)的方法，其中，所述铸造型芯(G1‑G5)由粘合剂和型砂以及可选择性添加的添加剂混合形成的造型材料构成，包含以下加工步骤：a)通过将所述造型材料导入铸造型芯模具中而成型所述铸造型芯(G1‑G5)；b)所述造型材料凝固；c)从所述铸造型芯模具中取出所述铸造型芯(G1‑G5)；d)将所述铸造型芯(G1‑G5)加热至变形温度；e)通过在所述铸造型芯(G1‑G5)上施加变形力(K，KA，KX，M)使加热过的所述铸造型芯(G1‑G5)变形；f)冷却所述铸造型芯(G1‑G5)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.14 DE 102015111418.61.一种用于制造用于以铸造技术制造铸件的铸造型芯(G1-G5)的方法，其中，所述铸造型芯(G1-G5)由粘合剂和型砂以及可选择性添加的添加剂混合形成的造型材料构成，包含以下加工步骤：a)通过将所述造型材料导入铸造型芯模具中而成型所述铸造型芯(G1-G5)；b)所述造型材料凝固；c)从所述铸造型芯模具中取出所述铸造型芯(G1-G5)；d)将所述铸造型芯(G1-G5)加热至变形温度；e)通过在所述铸造型芯(G1-G5)上施加变形力(K，KA，KX，M)使加热过的所述铸造型芯(G1-G5)变形；f)冷却所述铸造型芯(G1-G5)。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述变形力(K，KA，KX，M)引起所述铸造型芯(G1-G5)的折弯变形、压变形、拉变形、推变形或扭转变形。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述变形以最高2mm/s的变形速度进行。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述变形力为5-100N。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述铸造型芯(G1-G5)在加工步骤b)中完全硬化。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，造型材料的所述粘合剂为有机粘合剂。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述变形温度为180-300℃。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在将所述铸造型芯加热至变形温度时的加热速率为1-15℃/s。9.根据前...

【专利技术属性】
技术研发人员：塞巴斯蒂安·特韦斯，弗朗茨约瑟夫·法伊克斯，
申请(专利权)人：尼玛克股份有限公司，
类型：发明
国别省市：墨西哥,MX