一种具备特定排气结构的砂芯及其制备方法与流程

本发明涉及一种砂芯，尤其涉及一种具备特定排气结构的砂芯及其制备方法，属于砂芯及其制备方法的技术领域。

背景技术：

随着现代工业的发展，铸件结构也越来越复杂。对于包含大量复杂腔体和油路的传动系统壳体铸件来说，铸型中砂芯排气的好坏，会直接影响铸件的质量和合格率。在实际生产中，当铸造金属液充满砂型型腔后，铸件的油路只是在砂芯的前后两端有出口，同时也是靠这两个出口排气。目前多采用在砂芯上手电钻手工钻孔的方式形成排气通道，如果整个砂芯长度过长，钻孔十分困难，容易导致油路或细长砂芯中的气体无法排出，使产品产生气体类缺陷，使铸件报废。

传统的铸造工艺砂芯排气孔的制作方法是在芯盒模具中填入树脂砂，待芯砂固化后，开模取出砂芯。在砂芯修整或组装过程中，使用手电钻或者其他钻孔设备对砂芯钻排气通道，铸型浇注后，砂芯中的气体就会通过排气通道把气体排出。这种方法对于简单结构且尺寸较小的砂芯较为适用，但是对于复杂结构或尺寸较大砂芯，此方法操作非常不方便，由于钻孔工具和人为操作的原因，很难保证砂芯排气通道的畅通。受到钻孔工具和砂芯结构的限制，很多砂芯只能在芯头两端钻排气通道，砂芯内部仍然为实心结构，不能保证排气要求。复杂铸件只能在芯头两端钻，而且在工人使用手电钻手工钻砂芯排气通道时，很难保证钻孔的准确度，很容易发生将砂芯侧壁钻穿使砂芯报废的情况。大型铸件的砂芯会比普通砂芯长 ，钻孔的难度就加大了，这样就难以保证砂芯的排气畅通，有可能导致由于气体产生的铸件缺陷。

现使用的技术方法操作非常不方便，在手电钻来钻砂芯排气孔过程中，很容易出现钻偏或者将砂芯钻穿的现象，使砂芯报废。而且对于大型复杂件的砂芯较长而且结构复杂，很难钻贯穿的排气通道，使制作的砂芯排气效果差，无法将铸造过程中产生的气体顺利排出。

技术实现要素：

本发明是解决上述现有技术的不足，传统砂芯排气结构复杂且不稳定的情况，提供一种具备特定排气结构的砂芯及其制备方法。

本发明的第一个目的在于：提出一种具备特定排气结构的砂芯，包括：

金属丝骨架，用于所述砂芯的排气管道成型支撑；

耐高温排气纤维管，作为所述砂芯的排气管道主体，所述耐高温排气纤维管套接在所述金属丝骨架的外周上，并且所述耐高温排气纤维管的管壁具备透气性；

砂层，所述砂层固化包覆在所述耐高温排气纤维管的外周上。

优选地，所述耐高温排气纤维管与金属丝骨架之间为粘接或捆绑固定。

优选地，所述砂芯包括至少两根金属丝骨架，相连金属丝骨架之间由丝材捆绑固定。

优选地，所述金属丝骨架的直径小于5mm。

优选地，所述耐高温排气纤维管的管径至少为金属丝骨架直径的两倍。

本发明的第二个目的在于：提出一种具备特定排气结构的砂芯的制备方法，包括如下步骤：

S1、金属丝骨架成型步骤，根据砂芯的形状制作相匹配的金属丝骨架；

S2、耐高温排气纤维管装配步骤，将耐高温排气纤维管套接在金属丝骨架上，并通过粘接或捆绑的方式进行固定，形成排气管道；

S3、砂芯成型步骤，将排气管道放置于制芯芯盒模具中进行手工填砂或机械射砂，砂层固化后形成砂芯。

优选地，所述步骤S1中，采用成型弯折工具进行金属丝骨架的弯曲成型。

优选地，所述步骤S3中，首先在制芯芯盒模具中进行底部填砂，然后将排气管道放置在底部填砂上，通过射芯机进行机械射砂。

本发明的有益效果主要体现在：

1.增加了砂芯的排气效果，减少反应气体对铸件所造成的缺陷，显著提高了铸件的质量及合格率，有效降低生产成本。

2.采用耐高温排气纤维管，其管壁具备透气性，排气效果较为显著，耐高温性能满足工作环境需求。

3.金属丝骨架能对耐高温排气纤维管进行定型支撑，实现整体式预埋。

4.砂芯的制备方法简洁、易操作，适于推广应用。

附图说明

图1是本发明一种具备特定排气结构的砂芯的结构示意图。

图2是砂芯内金属丝骨架的结构示意图。

图3是耐高温排气纤维管套接在金属丝骨架上的结构示意图。

图4是金属丝骨架的制作示意图。

图5是优选实施例中金属丝骨架的结构示意图。

图6是优选实施例中耐高温排气纤维管套接在金属丝骨架上的结构示意图。

图7是排气管道放置于制芯芯盒模具中的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种具备特定排气结构的砂芯及其制备方法。以下结合附图对本发明技术方案进行详细描述，以使其更易于理解和掌握。

一种具备特定排气结构的砂芯，如图1至图3所示，包括金属丝骨架1、耐高温排气纤维管2和砂层3，其中金属丝骨架1用于砂芯的排气管道成型支撑；耐高温排气纤维管2作为砂芯的排气管道主体，耐高温排气纤维管2套接在金属丝骨架1的外周上，并且耐高温排气纤维管2的管壁具备透气性；砂层3固化包覆在耐高温排气纤维管2的外周上。

对耐高温排气纤维管2进行更细化地描述，其可耐受温度至少为600℃，更优地，其可耐受温度为1000℃，并且耐高温排气纤维管2具备阻燃性。

对耐高温排气纤维管2的结构进行细化描述，其由纤维编织而成，经纬编织后成管或轴向纤维与环状纤维编织而成，具备较强的柔性，并具备一定的支撑硬度，在非受外力的状态下能保持固有界面直径，不会坍陷或收缩影响气体通过。

在砂芯中预制了耐高温排气纤维管2，使砂芯内部具备连续贯穿的中空排气管道，管壁的透气性可以将高温下砂芯中产生的气体迅速透过并沿耐高温排气纤维管2排出，而耐高温排气纤维管2呈柔性的可弯曲结构，通过预先制作金属丝骨架1可实现对耐高温排气纤维管2的成型支撑，制造简便易行。

耐高温排气纤维管2与金属丝骨架1之间为粘接或捆绑固定，使得耐高温排气纤维管2与金属丝骨架1相结合，金属丝骨架1作为耐高温排气纤维管2的支撑定型。

优选实施例中，针对多通道的砂芯，如图5所示，砂芯采用至少两根金属丝骨架1，相连金属丝骨架1之间由丝材捆绑固定。具体采用金属丝进行捆绑，而耐高温排气纤维管2亦套接于每根金属丝骨架上，并且相拼接处亦进行管路拼合，实现贯通，耐高温排气纤维管2套接后如图6所示，采用丝材捆绑便于后期抽离。

对本案进行细化描述，金属丝骨架1的直径小于5mm。该直径的金属丝骨架1便于曲折成型，后期也较容易抽离，耐高温排气纤维管2的管径至少为金属丝骨架1直径的两倍，如此设计能留有贯通空间，保障排气管道的排气通畅。

对本案一种具备特定排气结构的砂芯的制备方法进行详细描述，包括如下步骤：

金属丝骨架成型步骤，根据砂芯的形状制作相匹配的金属丝骨架，即金属丝骨架按照砂芯的芯线进行制作，弯曲及弧度完全匹配；

耐高温排气纤维管装配步骤，将耐高温排气纤维管套接在金属丝骨架上，并通过粘接或捆绑的方式进行固定，形成排气管道；

砂芯成型步骤，将排气管道放置于制芯芯盒模具中进行手工填砂或机械射砂，砂层固化后形成砂芯。

如图4所示，采用成型弯折工具进行金属丝骨架的弯曲成型，通过基座和弯折定型桩进行有效的可靠的整形，整形后与砂芯匹配度高。

如图7所示，首先在制芯芯盒模具中进行底部填砂，然后将排气管道放置在底部填砂上，通过射芯机进行机械射砂，通过底部填砂能进行初始定位，然后进行机械射砂，使得砂层均匀包裹在耐高温排气纤维管2上。

需要说明的是，在铸件铸造后，砂层消融后会腾出较大的空间，此时可实现金属丝骨架1和耐高温排气纤维管2的抽离，当然，也可以采用化学消融的方式实现对金属丝骨架1和耐高温排气纤维管2的去除。

通过以上描述可以发现，本发明一种具备特定排气结构的砂芯及其制备方法，增加了砂芯的排气效果，减少反应气体对铸件所造成的缺陷，显著提高了铸件的质量及合格率，有效降低生产成本。采用耐高温排气纤维管，其管壁具备透气性，排气效果较为显著，耐高温性能满足工作环境需求。金属丝骨架能对耐高温排气纤维管进行定型支撑，实现整体式预埋。砂芯的制备方法简洁、易操作，适于推广应用。

以上对本发明的技术方案进行了充分描述，需要说明的是，本发明的具体实施方式并不受上述描述的限制，本领域的普通技术人员依据本发明的精神实质在结构、方法或功能等方面采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。