管模砂型芯的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种管模砂型芯，属于铸造的技术领域。
【背景技术】
[0002]管模全名金属水冷型球墨铸铁管管模，材质多为20CrMo等低合金钢，用于离心铸造生产球墨铸铁管。管模的工作环境比较恶劣，要承受高速旋转所产生的离心力、启动与开始时所产生的巨大扭矩和反复的水激冷作用。特别是大口径厚壁管模应用于高温、高压及腐蚀工况，因此对其组织及机械性能要求较高。
[0003]管模用水玻璃砂制作，水玻璃砂强度高、退让性及溃散性差。使用传统工艺内部组芯，就是将内部整体的圆柱状砂芯，分成若干等份，每一个砂芯由芯盒做出，使用时再将多个单体砂芯拼组成圆柱状砂芯。由于砂芯要保证整体性每块砂芯的型砂吃砂量都较大而内部退让性物质较少，因此制作出的砂芯对收缩的阻碍性大，极易在管模毛坯形成纵向裂纹，并且组芯形成的内圆易变形，导致内圆部分地方加工不到。由于水玻璃砂清砂基本上是人工清砂，溃散性差且残余强度较高，型砂与芯骨交错在一起，较难清理。每件管模毛坯清砂需要两个工人三个工时才可以清除干净。
【发明内容】
[0004]本发明目的在于提供一种不易在管模毛坯形成纵向裂纹，溃散性好，易于清砂的管模砂型芯，解决了现有技术存在的问题。
[0005]本发明的上述技术目的主要是通过以下技术方案解决的:它包括内部的砂芯和外部的砂型，砂芯和砂型之间形成型腔，所述砂芯包括筒形结构的水玻璃砂芯外壁和填充在水玻璃砂芯外壁围成的空腔内的砂块和锯末，所述水玻璃砂芯外壁为一体结构；所述砂型由层叠设置的若干砂型单体构成。
[0006]本发明砂芯采用一体结构的水玻璃砂芯外壁和和填充在水玻璃砂芯外壁围成的空腔内的砂块、锯末构成，其具有以下优点:
1、增加了砂芯的退让性，使铸件基本上达到自由收缩，极大的改善了管模具的组织性能，没有产生原来的纵向裂纹。
[0007]2、由于内部没有芯骨，且内部松散的退让性材料较多，大大提高了砂型的溃散性，清砂较以前容易很多，极大的提高了工作效率。一个工人两个小时即可完成清砂较原来工作效率提高了 24倍。
[0008]3、由于整体制芯使砂芯的圆度较好，因此做出的铸件内圆变形较小，不存在加工不到的区域。
[0009]作为优选，所述砂型单体包括上端的冒口段、下端的底段及介于冒口段和底段之间的若干中间段，从而使砂芯的制造较为简单。
[0010]作为优选，所述砂型底段及中间段均包括外层的背砂层和内层的型砂层，所述背砂层为水玻璃与型砂砂的混合物制成，水玻璃与型砂砂的重量比例为5%-6% ;所述型砂层为水玻璃与型砂砂的混合物制成，水玻璃与型砂砂的重量比例为8%-9% ;水玻璃为钠水玻璃或钾水玻璃，钠水玻璃分子式为Na20.nSi02，钾水玻璃分子式为K20.nSi02.式中的系数η称为水玻璃模数，η为2.1-2.5。本发明采用不同占比的水玻璃和型砂砂混合物来制造砂型底段及中间段均包括外层的背砂层和内层的型砂层，一方面保证了砂型的强度，另一方面则降低了砂型的制造成本。
[0011]作为优选，所述砂型的冒口段由冒口段上段和冒口段下段构成，冒口段上段为背砂制成，背砂为水玻璃与型砂砂的混合物制成，水玻璃与型砂砂的重量比例为5%-6% ；冒口段下段为型砂制成，型砂为水玻璃与型砂砂的混合物制成，水玻璃与型砂砂的重量比例为8%-9% ;水玻璃为钠水玻璃或钾水玻璃，钠水玻璃分子式为Na20.nSi02，钾水玻璃分子式为K20.nSi02.式中的系数η称为水玻璃模数，η为2.1-2.5。
[0012]作为优选，所述砂芯为水玻璃与型砂砂的混合物制成，水玻璃与型砂砂的重量比例为6%-7%，水玻璃为钠水玻璃或钾水玻璃，钠水玻璃分子式为Na20.nSi02，钾水玻璃分子式为K20.nSi02，式中的系数η称为水玻璃模数，η为2.1-2.5。
[0013]因此，本发明具有以下优点:
1、增加了砂芯的退让性，使铸件基本上达到自由收缩，极大的改善了管模具的组织性能，没有产生原来的纵向裂纹。
[0014]2、由于内部没有芯骨，且内部松散的退让性材料较多，大大提高了砂型的溃散性，清砂较以前容易很多，极大的提高了工作效率。一个工人两个小时即可完成清砂较原来工作效率提高了 24倍。
[0015]3、由于整体制芯使砂芯的圆度较好，因此做出的铸件内圆变形较小，不存在加工不到的区域。
【附图说明】
[0016]图1是本发明的一种结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0018]实施例1:如图1所示，管模砂型芯包括内部的砂芯I和外部的砂型2，砂芯I和砂型2之间形成型腔，砂芯I包括筒形结构的水玻璃砂芯外壁3和填充在水玻璃砂芯外壁围成的空腔内的砂块和锯末4，水玻璃砂芯外壁3为一体结构；砂型由层叠设置的四个砂型单体构成，四个砂型单体包括上端的冒口段5、下端的底段6及介于冒口段5和底段6之间的上中间段7和下中间段8。砂型底段6及上中间段7和下中间段8均包括外层的背砂层9和内层的型砂层10，背砂层9为水玻璃与型砂砂的混合物制成，水玻璃与型砂砂的重量比例为5.5% ;型砂层10为水玻璃与型砂砂的混合物制成，水玻璃与型砂砂的重量比例为8.5% ;水玻璃为钠水玻璃或钾水玻璃，钠水玻璃分子式为Na20.nSi02，钾水玻璃分子式为K20.nSi02.式中的系数η称为水玻璃模数，η为2.3。
[0019]砂型的冒口段5由冒口段上段51和冒口段下段52构成，冒口段上段为背砂制成，背砂为水玻璃与型砂砂的混合物制成，水玻璃与型砂砂的重量比例为5.5% ;冒口段下段为型砂制成，型砂为水玻璃与型砂砂的混合物制成，水玻璃与型砂砂的重量比例为8.5% ；水玻璃为钠水玻璃或钾水玻璃，钠水玻璃分子式为Na20.nSi02，钾水玻璃分子式为K20.nSi02.式中的系数η称为水玻璃模数，η为2.3。砂芯为水玻璃与型砂砂的混合物制成，水玻璃与型砂砂的重量比例为6.5%，水玻璃为钠水玻璃或钾水玻璃，钠水玻璃分子式为Na20.nSi02，钾水玻璃分子式为K20.nSi02.式中的系数η称为水玻璃模数，η为2.3。
[0020]采用一体结构的水玻璃砂芯外壁和和填充在水玻璃砂芯外壁围成的空腔内的砂块、锯末构成，其具有以下优点:
1、增加了砂芯的退让性，使铸件基本上达到自由收缩，极大的改善了管模具的组织性能，没有产生原来的纵向裂纹。
[0021 ] 2、由于内部没有芯骨，且内部松散的退让性材料较多，大大提高了砂型的溃散性，清砂较以前容易很多，极大的提高了工作效率。一个工人两个小时即可完成清砂较原来工作效率提高了 24倍。
[0022]3、由于整体制芯使砂芯的圆度较好，因此做出的铸件内圆变形较小，不存在加工不到的区域。
【主权项】
1.一种管模砂型芯，其特征在于包括内部的砂芯和外部的砂型，砂芯和砂型之间形成型腔，所述砂芯包括筒形结构的水玻璃砂芯外壁和填充在水玻璃砂芯外壁围成的空腔内的砂块和锯末，所述水玻璃砂芯外壁为一体结构；所述砂型由层叠设置的若干砂型单体构成。
2.根据权利要求1所述的管模砂芯，其特征在于所述砂型单体包括上端的冒口段、下端的底段及介于冒口段和底段之间的若干中间段。
3.根据权利要求2所述的管模砂芯，其特征在于所述砂型底段及中间段均包括外层的背砂层和内层的型砂层，所述背砂层为水玻璃与型砂砂的混合物制成，水玻璃与型砂砂的重量比例为5%-6% ;所述型砂层为水玻璃与型砂砂的混合物制成，水玻璃与型砂砂的重量比例为8%-9% ;水玻璃为钠水玻璃或钾水玻璃，钠水玻璃分子式为Na20.nSi02，钾水玻璃分子式为K20.nSi02.式中的系数η称为水玻璃模数，η为2.1-2.5。
4.根据权利要求2所述的管模砂芯，其特征在于所述砂型的冒口段由冒口段上段和冒口段下段构成，冒口段上段为背砂制成，背砂为水玻璃与型砂砂的混合物制成，水玻璃与型砂砂的重量比例为5%-6% ;冒口段下段为型砂制成，型砂为水玻璃与型砂砂的混合物制成，水玻璃与型砂砂的重量比例为8%-9% ;水玻璃为钠水玻璃或钾水玻璃，钠水玻璃分子式为Na20.nSi02，钾水玻璃分子式为K20.nSi02.式中的系数η称为水玻璃模数，η为2.1-2.5。
5.根据权利要求1或2或3所述的管模砂芯，其特征在于所述砂芯为水玻璃与型砂砂的混合物制成，水玻璃与型砂砂的重量比例为6%-7%，水玻璃为钠水玻璃或钾水玻璃，钠水玻璃分子式为Na20.nSi02，钾水玻璃分子式为K20.nSi02.式中的系数η称为水玻璃模数，η 为 2.1-2.5ο
【专利摘要】本发明涉及一种管模砂型芯，属于铸造的技术领域。它包括内部的砂芯和外部的砂型，砂芯和砂型之间形成型腔，所述砂芯包括筒形结构的水玻璃砂芯外壁和填充在水玻璃砂芯外壁围成的空腔内的砂块和锯末，所述水玻璃砂芯外壁为一体结构；所述砂型由层叠设置的若干砂型单体构成。
【IPC分类】B22C9-10
【公开号】CN104550756
【申请号】CN201410821157
【发明人】侯先龙
【申请人】中核苏阀横店机械有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月26日