一种纤维及其增强砂芯制造技术

一种纤维及其增强砂芯，属于铸造生产用砂芯及其原材料。该纤维及其增强砂芯是将一定形状的纤维或其制品置于芯盒中，在纤维周围填入芯砂并制成砂芯，获得纤维增强砂芯。这种纤维及增强方法可用于有机粘结剂砂芯、硅酸盐粘结剂砂芯或有机粘结剂-硅酸盐粘结剂复合粘结剂砂芯的增强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铸造生产用材料，具体涉及一种用于铸造生产的砂芯及其原材料。
技术介绍
砂芯(包括组芯造型中的砂块，下同)是获得铸件内腔及外形的重要铸型材料之 一，生产形状十分复杂的铸件时，砂芯通常具有不可替代性。砂芯制作、搬运、存贮、安装等过程中，均需其有一定的强度、刚度，以免变形、损 坏。而且，砂芯还应当具备良好的热性能，以承受浇铸后金属液的冲击，被高温金属液(及 其凝固过程中形成的固液两相体、固体等)长时间、大面积包裹及金属不均勻凝固造成的 非平衡应力挤压等严峻考验。现有技术中，应对砂芯强度、刚度问题的主要方法有增强粘结剂用量能增加强度、刚度。不足之处增加粘结剂成本；可能增大发气 量进而增加铸件气孔危险；可能增大残留强度进而增强铸件热裂及冷凝危险并增大出砂难度。使用铁条砂芯芯部置入铁(钢)条(棒)，提升砂芯承受力。不足之处铁丝数 量、形状、位置可能受制于取丝工艺并可能因此而影响增强效果；铁丝的热膨胀性能与砂芯 的差异大，浇铸后，铁丝与砂芯间的结合可能被破坏，还可能引起砂芯变形、损坏。使用芯撑定位、支撑效果较好。不足之处芯撑特性与铸件特性、铸造工艺等的 耦合要求高。
技术实现思路
本专利技术提供一种在砂芯芯部置入纤维，获得高强度、高刚度及高综合性能的纤维 增强砂芯的新材料及新方法。本专利技术的纤维及其增强砂芯是将一定形状的纤维或其制品置于芯盒中，在纤维周 围填入芯砂并制成砂芯，获得纤维增强砂芯，纤维质量与砂的质量之比为0. 001-10 ；纤维 为玻璃纤维、矿物纤维、有机纤维、金属纤维、氧化铝纤维、陶瓷纤维中的一种或它们的二 元、多元混合物；纤维为多支纤维的集束或其制品；纤维表面覆有与砂芯粘结剂相同、相似 或相兼容的粘结剂以提高其与芯砂间的结合性；纤维形状根据赋予砂芯优良增强效果的 原则而设计。这种纤维及增强方法可用于有机粘结剂砂芯、硅酸盐粘结剂砂芯或有机粘结 剂-硅酸盐粘结剂复合粘结剂砂芯的增强。本专利技术的纤维及其增强砂芯的显著优点包括(1)发挥了纤维材料高强、高韧的优点，将纤维置于砂芯芯部并与芯砂良好结合 后，能赋予砂芯高强度、高刚度。(2)纤维位于砂芯芯部，浇铸金属后，纤维不与金属直接接触，不会出现不良物理 及化学作用。而且，通过纤维增强后，芯砂中的粘结剂用量可适当降低，既节省粘结剂成本， 又降低发气量并减小气孔倾向。(3)清砂时，经历高温后的纤维呈柔软、分散状态，易于清除。(4)纤维集束及织造的便利性和其在清砂时的易清除性为纤维在砂芯中的合理、 灵活布局提供了可能。可将线状、绳状、带状、布状、网状、笼状、三维立体状等形状的纤维及 其织物合理放置在需要增强砂芯的各个部位，获得优良的增强效果。具体实施例方式实施本专利技术的纤维及其增强砂芯的主要方式为根据砂芯自身及服役特性，选择 适宜纤维，分析并设计出增强方案；将纤维预制成特定形状，必要时，进行浸渍、定型等处 理；将预成型的纤维放入芯盒内的适当位置；向纤维周围填入芯砂并制成砂芯，获得纤维 增强砂芯。以下结合实施例，进一步说明本专利技术的实施方式。实施例1玻璃纤维及其增强覆膜砂砂芯玻璃纤维经捻线后编制为网状，浸渍热固性酚醛 树脂并在模具内热压定型，再在其表面浸渍热塑性酚醛树脂及配套固化剂，得到预成型的 砂芯增强用纤维。将该纤维放入芯盒，向其周围填入覆膜砂并加热使其固化，得到玻璃纤维 增强覆膜砂砂芯。实施例2玻璃纤维及其增强呋喃树脂砂砂芯在往芯盒中装填呋喃树脂砂的过程中，在需 要增强的部位，放置玻璃纤维带、绳、布、网若干，再装填呋喃树脂砂直到将芯盒填满，等待 呋喃树脂砂自硬或烘焙硬化(依呋喃树脂砂特性而定)，得到玻璃纤维增强呋喃树脂砂砂-I-H心。实施例3矿物纤维及其冷硬法树脂砂砂芯将矿物纤维绳编制成三维网络状，浸渍冷硬法 树脂并固化定型。将定型后的纤维放入芯盒，填入冷硬法树脂砂，通入气态固化剂使树脂砂 固化，得到矿物纤维增强冷硬法树脂砂砂芯。实施例4混合纤维及其增强亚麻油砂砂芯将金属纤维、氧化铝纤维、陶瓷纤维混捻成绳， 浸渍亚麻油，放入芯盒，在其周围填入亚麻油砂，固化后得到混合纤维增强亚麻油砂砂芯。实施例5纺织纤维及其增强水玻璃-粘土砂砂芯将棉、麻、化纤混捻成绳并编织成笼状， 浸渍水玻璃，放入芯盒，在其周围填入水玻璃-粘土砂，固化后得到纺织纤维及其增强水玻 璃-粘土砂砂芯。实施例6矿物纤维及其增强环氧树脂砂砂芯将矿物纤维线编织成三维网络状，浸渍硅溶 胶并加热固化定型，放入芯盒，在其周围填入环氧树脂砂，固化后得到矿物纤维增强环氧树 脂砂砂芯。权利要求1.一种纤维及其增强砂芯，其特征在于，将一定形状的纤维或其制品置于芯盒中，在纤 维周围填入芯砂并制成砂芯，获得纤维增强砂芯，纤维质量与砂的质量之比为0. 001-10。2.根据权利要求1所述的纤维及其增强砂芯，其特征在于，所述的纤维为玻璃纤维、矿 物纤维、有机纤维、金属纤维、氧化铝纤维、陶瓷纤维中的一种或它们的二元、多元混合物。3.根据权利要求1所述的纤维及其增强砂芯，其特征在于，所述的纤维为多支纤维的 集束或其制品。4.根据权利要求1所述的纤维及其增强砂芯，其特征在于，所述的纤维呈线状、绳状、 带状、布状、网状、笼状或三维立体状。5.根据权利要求1所述的纤维及其增强砂芯，其特征在于，以获得优良增强效果为原 则，确定纤维形状及纤维放置在砂芯中的位置。6.根据权利要求1所述的纤维及其增强砂芯，其特征在于，所述的纤维表面覆有与砂 芯粘结剂相同、相似或相兼容的粘结剂。7.根据权利要求1所述的纤维及其增强砂芯，其特征在于，所述的芯砂为有机粘结剂 砂、硅酸盐粘结剂砂或有机粘结剂-硅酸盐粘结剂复合粘结剂砂。全文摘要一种纤维及其增强砂芯，属于铸造生产用砂芯及其原材料。该纤维及其增强砂芯是将一定形状的纤维或其制品置于芯盒中，在纤维周围填入芯砂并制成砂芯，获得纤维增强砂芯。这种纤维及增强方法可用于有机粘结剂砂芯、硅酸盐粘结剂砂芯或有机粘结剂-硅酸盐粘结剂复合粘结剂砂芯的增强。文档编号B22C9/10GK102069149SQ20111000955公开日2011年5月25日 申请日期2011年1月18日 优先权日2011年1月18日专利技术者彭晓东, 李文娟, 杨浩邈, 谢卫东, 陈杰, 魏群义 申请人:重庆大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纤维及其增强砂芯，其特征在于，将一定形状的纤维或其制品置于芯盒中，在纤维周围填入芯砂并制成砂芯，获得纤维增强砂芯，纤维质量与砂的质量之比为０．００１－１０。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢卫东，杨浩邈，陈杰，李文娟，彭晓东，魏群义，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：85