專利名稱：純冰膜冷砂造型方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種冷砂造型方法及裝置，特別是屬于一種純冰膜冷砂造型方法及裝置。
經(jīng)檢索，國外冷砂造型采用的冷砂屬于特種冷砂，是在冷砂中加入了一定的附加物及采用冷板等技術(shù)措施，離生產(chǎn)應(yīng)用還有一段距離。
本發(fā)明的目的在于給出純冰膜冷砂造型方法及裝置。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的冷砂造型方法是僅在型砂中加入3～7%水，經(jīng)特殊設(shè)備混制成顆粒狀純冰膜冷砂，然后將其添加到砂箱內(nèi)進(jìn)行造型。其工藝過程是將加入3～7%水的型砂，倒入特制的混砂機(jī)中，啟動(dòng)混砂機(jī)及制冷設(shè)備后，再打開液氮存貯器或制氮機(jī)開關(guān)，混砂機(jī)是由冷底、冷圍壁及絕熱蓋板等組成。由制冷設(shè)備提供冷源。通過固定在混砂機(jī)內(nèi)筒壁上帶有小孔的低溫銅管，將液氮存貯器中的液氮噴射到型砂中，攪拌1.5～2.5分鐘即可混制成-50℃以下的純冰膜冷砂，拉開混砂機(jī)底部漏砂隔板，將冷砂漏出，漏出的冷砂放入型板的絕熱砂箱中高出50mm以上。開動(dòng)造型機(jī)，一般加壓到12kg/cm2以上即可成型(也可用氣壓造型機(jī)成型〈芯〉)。為均壓可在壓頭上加上厚橡膠均勻墊(也可不加放因冷砂流動(dòng)性好，其本身就可以起到均壓作用)。直接利用冰層脆性及型板等的反加熱作用直接拔膜。本發(fā)明的混砂機(jī)是在用于生產(chǎn)銷售的混砂機(jī)的內(nèi)筒壁上裝有低溫銅管，管上有小孔，孔徑D＝0.5～1.0mm，混砂機(jī)中的底部和內(nèi)筒壁上裝有冷板，混砂機(jī)的底部及其攪拌部件都置有絕熱層。造型機(jī)和制冷機(jī)是定型銷售產(chǎn)品。
純冰膜冷砂造型的基本原理是深冷冰膜冷砂在高壓力下或氣壓下成型〈芯〉。深冷使冰膜冷砂不結(jié)團(tuán)，不回融，能吸潮，使出砂后型砂由灰變白色呈松散的顆粒狀態(tài)，壓力或氣壓使其冷砂表面冰層的冰點(diǎn)下降、砂粒間相互移動(dòng)產(chǎn)生摩擦熱，在冰凍層的表面生產(chǎn)融解水，但其中由于熱傳導(dǎo)砂粒間相互粘著凍結(jié)。即利用冷態(tài)的粘性將砂粒間相互冰凍在一起，形成冷凍鑄型。冰的融點(diǎn)隨著壓力的增加而有所下降，每增加1atn，融點(diǎn)降低0.075℃，對(duì)于含有一定雜質(zhì)的冷砂混合體，融點(diǎn)下降尤甚。這是由于1、冰同硅砂表面接觸產(chǎn)生微量硅膠。2、水與硅砂接觸含有一定雜質(zhì)。3、水中溶解有氣體約29.18毫升/升。4、冷砂間相互移動(dòng)所產(chǎn)生的摩擦熱等。純冰膜冷砂造型過程是深低溫下急速冷卻，可使冷凍層厚度均勻一致，由于深冷使冰膜層形成無定型白霜，松散密度提高，易呈顆粒狀。壓力或氣壓成型〈芯〉是制造冷型的關(guān)鍵一步，根據(jù)冷砂溫度決定成型壓強(qiáng)，一般為12kg/cm2以上。為均壓可在壓頭上加放厚橡膠均勻墊(也可以不加放，因冷砂流動(dòng)性好，其本身就可起均壓作用)，以保證冷型各處壓力基本一致，氣壓成型壓力為5～6大氣壓。壓力成型易產(chǎn)生高壓回彈現(xiàn)象，但對(duì)冷型來講，由于強(qiáng)度大，表面硬度高，可以大大減少回彈現(xiàn)象發(fā)生。撥膜主要利用冰層脆性及型板等的反加壓作用。一般容易起型，不需要特殊工藝措施。但要求快造型，快起膜，這樣可加大溫差，又可防止與金屬接觸處冷砂的回融。各種與冷砂接觸的工裝設(shè)備應(yīng)絕熱。如貯砂斗，冷砂運(yùn)轉(zhuǎn)砂板、托板、上箱蓋板，以便延長冷型的保存時(shí)間，壓箱鐵請(qǐng)不要直接壓在冷型上，其上應(yīng)加放具有透氣孔的絕熱蓋板，以防止冷型過快回融、冷型存放除上述措施外，還可采用下列方式1、冷凍通道保存。2、定時(shí)向冷型內(nèi)通液氮。3、在砂箱內(nèi)加放制冷管道，通入致冷劑，但由于采用深冷復(fù)膜砂，故致冷劑的溫度應(yīng)低于冷砂溫度，否則變成熱源。冷型做好后應(yīng)合箱存放，這樣可大大延長存放時(shí)間，澆注時(shí)應(yīng)平穩(wěn)，可比普通砂型早打箱，有利于冷砂回用，溫度低可節(jié)省冷媒消耗。
采用純冰膜冷砂造型方法可節(jié)省型砂中的粘土及各種粘接劑、防粘砂材料、煤粉、涂料及敷料等原材料。型砂混制簡化，配方簡單，不用混砂、“松砂調(diào)勻”。型砂中間控制取消，混制后的冷砂可以立即使用，型砂處理設(shè)備簡單，節(jié)省型砂測(cè)試項(xiàng)目，僅檢驗(yàn)含水量，冰凍溫度。造型中節(jié)省脫膜劑，提高生產(chǎn)率，落砂清理設(shè)備簡單。舊砂可立即回用，不用再生設(shè)備。無粉塵、毒氣、煙霧污染、節(jié)省環(huán)衛(wèi)設(shè)備投資。改善勞動(dòng)條件，鑄造質(zhì)量高，尺寸一致。勞動(dòng)生產(chǎn)率可達(dá)60～120箱/小時(shí)。冷砂制備時(shí)間2～3分/次，保型2～3小時(shí)，實(shí)現(xiàn)了鑄造工藝的一次真正的大變革，具有重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。


圖1是純冰膜冷砂造型方法及裝置示意圖。
結(jié)合附圖1詳細(xì)說明純冰膜冷砂造型方法及其裝置純冰膜冷砂造型方法是將加入5%水的型砂倒入混砂機(jī)1，啟動(dòng)混砂機(jī)1、打開液氮存貯器5開關(guān)，通過固定在混砂機(jī)1內(nèi)筒壁上帶有的孔徑D＝1mm，內(nèi)半徑R＝500mm，外半徑R＝550mm的低溫銅管2，將液氮存貯器中的液氮噴射到混砂中，混制2分鐘即可得到-50℃以下的純冰膜冷砂，拉開混砂機(jī)1底部漏砂隔板6，將砂漏出，漏出的砂放入造型機(jī)7上的絕熱砂箱中高出50mm以上，開動(dòng)造型機(jī)7，加壓到12kg/cm2即可成型。為均壓可在壓頭上加放厚橡膠均勻墊。純冰膜冷砂成型后利用冰層脆性及型板等的反加熱作用直接拔膜。
本發(fā)明的混砂機(jī)1是在用于生產(chǎn)銷售的混砂機(jī)的內(nèi)筒壁上裝上孔徑D＝1mm的外半徑R＝550mm，內(nèi)半徑R＝500mm的低溫銅管，混砂機(jī)1的底部及內(nèi)筒壁上置有冷板11、絕熱板3。混砂機(jī)1內(nèi)有攪拌部件4、漏砂隔板6?；焐皺C(jī)上頂部置有絕熱蓋10、蓋上有加砂口9。制冷機(jī)8、底座12、刮板13。
權(quán)利要求
1.純冰膜冷砂造型方法，其特征在于將含有3～7%水的型砂倒入裝有制冷設(shè)備的混砂機(jī)，打開液氮存貯器(或制氨設(shè)備)開關(guān)，通過固定在裝有制冷設(shè)備的混砂機(jī)內(nèi)筒壁上的有小孔的低溫銅管，將液氮存貯器的液氮噴射到混砂中，經(jīng)混砂即可混制成-50℃以下的純冰膜冷砂，拉開混砂機(jī)的底部漏砂隔板，將冷砂漏出，漏出的冷砂放入造型機(jī)上的型板砂箱，開動(dòng)造型機(jī)加壓到12～20kg/cm2即可成型，利用冰層脆性及型板等的反加熱作用直接拔膜。
2.純冰膜冷砂造型方法所用的裝置，其特征在于混砂機(jī)的內(nèi)筒壁上裝有冷板及低溫銅管，混砂機(jī)的底部及其攪拌部件置有絕熱層，混砂機(jī)的頂部置有絕熱蓋、加砂口。
全文摘要
純冰膜冷砂造型法系指將含有3-7％水的型砂倒入置有冷板及低溫銅管的混砂機(jī)中，通過低溫銅管將液氮存貯器中的液氮噴射到型砂中，經(jīng)攪拌即可混制成-50℃以下的純冰膜冷砂。將純冰膜冷砂放到造型機(jī)型板砂箱內(nèi)，加壓12kg/cm
文檔編號(hào)B22C23/00GK1048995SQ8910513
公開日1991年2月6日 申請(qǐng)日期1989年7月25日 優(yōu)先權(quán)日1989年7月25日
發(fā)明者李文彬 申請(qǐng)人:沈陽工業(yè)學(xué)院