阅读说明：本技术 一种铸造砂芯型腔内的排气结构 (Exhaust structure in casting sand core die cavity ) 是由 张勇 于 2019-12-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种铸造砂芯型腔内的排气结构,在上箱体与下箱体的砂芯接触面处开设第一通气孔道和第二通气孔道,第一通气孔道内穿接第一排气管,第一排气管连接第一缓冲罐,第一缓冲罐设第一导热活塞、第一气门嘴及第一气泵；第二通气孔道内穿接第二排气管,第二排气管连接第二缓冲罐,第二缓冲罐设第二导热活塞、第二气门嘴及第二气泵；上箱体砂芯的顶面处开设浇冒口及漏斗塞。本发明通过导热的活塞筒体将型腔与有机气体的压缩及气液变化联系起来,使浇注初始阶段型腔内气温及气压的骤升经过缓冲罐的缓冲,大幅度减小气流对型腔的冲击力,避免现有排气过程对型腔结构性的破坏,从而减少铸件表面缺陷的生成。(The invention discloses an exhaust structure in a casting sand core cavity, wherein a first vent hole and a second vent hole are formed in the sand core contact surface of an upper box body and a lower box body, a first exhaust pipe penetrates through the first vent hole and is connected with a first buffer tank, and the first buffer tank is provided with a first heat-conducting piston, a first air valve and a first air pump; a second exhaust pipe is connected in the second vent hole in a penetrating manner, the second exhaust pipe is connected with a second buffer tank, and the second buffer tank is provided with a second heat-conducting piston, a second valve and a second air pump; and a casting head and a funnel plug are arranged on the top surface of the upper box sand core. The invention relates the compression of the cavity and the organic gas and the gas-liquid change through the heat-conducting piston cylinder, so that the sudden rise of the air temperature and the air pressure in the cavity at the initial pouring stage is buffered by the buffer tank, the impact force of the air flow on the cavity is greatly reduced, the structural damage of the cavity in the existing exhaust process is avoided, and the generation of the surface defect of the casting is reduced.)

一种铸造砂芯型腔内的排气结构

技术领域

本发明涉及砂型铸造技术领域，尤其涉及一种铸造砂芯型腔内的排气结构。

背景技术

当前砂型铸造依然是生铁铸件的主要成型方法，砂型铸造一般要采用两个或三个箱体进行组装最终形成所需的砂芯形状。在几个箱体组装后，砂芯基本成型，此时型腔的结构稳定性非常重要。如型腔内压过大则浇注时铸液不易流动到各个拐角位置；而如型腔内压过小则由于负压作用砂芯过于疏松，造成砂子、煤灰或其他粉末从型腔内壁脱落，造成更多的铸造缺陷。

但现有砂型铸造的排气系统主要依赖排气针孔、排气塞或排气冒头，在铸液浇注的瞬间，型腔内压及气温极度变化，极易造成内压骤变，采用现有的排气结构不能迅速将此内压差转移至模具外，此也是当前砂型铸造而成的生铁铸件缺陷过多、次品率较高的原因之一。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种铸造砂芯型腔内的排气结构。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种铸造砂芯型腔内的排气结构，在上箱体与下箱体的砂芯接触面处开设有第一通气孔道和第二通气孔道，第一通气孔道由上箱体砂芯底面开设的半圆凹槽和下箱体砂芯顶面开设的半圆凹槽组成，第二通气孔道由上箱体砂芯底面开设的另一个半圆凹槽和下箱体砂芯顶面开设的另一个半圆凹槽组成，第一通气孔道和第二通气孔道均为水平设置且在一条直线上；

第一通气孔道内穿接有第一排气管，第一排气管一端伸入到砂芯型腔内，第一排气管另一端伸出砂芯型腔外且连接有第一缓冲罐，第一缓冲罐内密封套接有第一导热活塞，第一导热活塞将第一缓冲罐拆分为气体室和液体室，液体室内填充有挥发有机气体，第一缓冲罐外侧壁的顶部开设有第一气门嘴，第一排气管连接在第一缓冲罐外侧壁的下部位置，且第一排气管距离第一缓冲罐底壁的垂直距离小于第一导热活塞的厚度，第一缓冲罐底壁通过管道连接有第一气泵，第一气泵另一端出口与大气连通；

第二通气孔道内穿接有第二排气管，第二排气管一端伸入到砂芯型腔内，第二排气管另一端伸出砂芯型腔外且连接有第二缓冲罐，第二缓冲罐内密封套接有第二导热活塞，第二导热活塞将第二缓冲罐拆分为气体室和液体室，液体室内填充有挥发有机气体，第二缓冲罐外侧壁的顶部开设有第二气门嘴，第二缓冲罐外侧壁的下部位置通过管道连接有第二气泵，第二气泵与第二缓冲罐连通的管道与第二缓冲罐底壁的垂直距离小于第二导热活塞的厚度，第二气泵另一端出口与大气连通，第二排气管连接在第二缓冲罐的底壁位置；

上箱体砂芯的顶面处开设有浇冒口，浇冒口的顶端开口为漏斗状，浇冒口的顶端开口套接有漏斗塞。

优选地，第一通气孔道和第二通气孔道的内壁均经过涂料涂抹，当第一排气管和第二排气管抽出时，第一通气孔道内套接有第一堵头，第二通气孔道内套接有第二堵头，第一堵头和第二堵头一端与型腔内壁齐平，另一端均设有法兰圈并分别通过销钉紧固在上箱体与下箱体的外箱壁上。第一堵头和第二堵头用于替换第一排气管和第二排气管，来堵住第一通气孔道和第二通气孔道，避免在浇注的中间时间段铸液进入第一通气孔道和第二通气孔道，减少由于开设第一通气孔道和第二通气孔道而带来的铸造缺陷。

而实际上本发明的目的就在于，通过第一通气孔道和第二通气孔道的加强排气，降低其他部位的缺陷生成概率，可能会增加第一通气孔道和第二通气孔道出的管状毛刺缺陷，这一缺陷在出厂时较容易处理。

优选地，第一导热活塞和第二导热活塞均由聚氟塑料的圆柱体内穿接有弧形导热铝条，并通过密封胶处理接缝处而成的活塞体，且弧形导热铝条一端位于气体室，另一端位于液体室。第一缓冲罐和第二缓冲罐用来减缓气泵中气体的喷射力，举例说明，当第一气泵充气时，第一导热活塞上升，对上部有机气体进行压缩，缓慢打开第一排气管，从第一排气管对型腔进行加压；当第一气泵气压过高时，促进第一导热活塞进一步上升，当达到有机气体的临界压力值时，有机气体迅速变成液体，造成第一导热活塞达到最高位置，在此气液变化的瞬间，第一缓冲罐可将型腔内的气体部分吸到第一缓冲罐，从而避免型腔内气压过高；而在当浇注的瞬间，第一气泵抽气，型腔内陡增的内压和高温气体对第一导热活塞进行推进和加热，造成第一导热活塞内液体临界压力增高而瞬时变成气体，而将第一缓冲罐内气体部分返回到型腔内，从而避免型腔内压骤变及其导致的砂芯变形等不利现象；而在后续的浇注过程中，型腔内温度及压力变化较小，即可抽走第一排气管，使型腔的排气通过砂芯中的细孔经过其他的排气针孔或排气冒口与大气保持恒压。

优选地，第一缓冲罐液体室内填充的挥发有机气体具体是***、丙酮、乙醇、正丁烷中的任意几种，此几种有机气体的临界压力较低且毒性较小，利于吸收型腔中的瞬间温差及压力差，提高缓冲能力，避免气流冲击过大而造成型腔变形。

本发明还提供一种铸造砂芯型腔内的排气结构的使用方法，包括以下步骤：

a.铸液浇注之前，将第一排气管和第二排气管分别设置在第一通气孔道内和第二通气孔道内，打开浇冒口的漏斗塞，开启第一气泵和第二气泵，使第一排气管和第二排气管的通量均为0.1-0.15T，并使第一排气管和第二排气管气流对吹，再关闭浇冒口，当第一缓冲罐和第二缓冲罐内的气压为0.3-0.35MPa，停止第一气泵和第二气泵，并通过关闭第一气泵与第一缓冲罐之间的管道阀门以及第二气泵与第二缓冲罐之间的管道阀门；

b.铸液浇注时，稍放气，打开第一气泵和第二气泵，使第一排气管和第二排气管同时将砂芯型腔内的气体抽出，第一排气管和第二排气管的通量均为0.03-0.05T，当铸液占1/3型腔体积时，快速抽出第一排气管和第二排气管，并通过第一堵头和第二堵头堵住第一通气孔道和第二通气孔道，在此过程中，浇注不停歇，直至浇注完成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明具体是针对现有砂型铸造浇注的初始阶段中，型腔内压不稳极易造成型腔结构破坏的不足之处，而提出的一种新型的排气结构，通过导热的活塞筒体将型腔与有机气体的压缩及气液变化联系起来，使浇注初始阶段型腔内气温及气压的骤升，经过缓冲罐的缓冲，大幅度减小气流对型腔的冲击力，避免现有排气过程对型腔结构性的破坏，从而减少铸件表面缺陷的生成。

附图说明

图1为本发明提出的一种铸造砂芯型腔内的排气结构的结构示意图；

图中：上箱体1、下箱体2、第一通气孔道3、第二通气孔道4、第一排气管5、第一缓冲罐6、第一导热活塞7、第一气门嘴8、第一气泵9、第二排气管10、第二缓冲罐11、第二导热活塞12、第二气门嘴13、第二气泵14、浇冒口15、漏斗塞16、第一堵头17、第二堵头18。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1，一种铸造砂芯型腔内的排气结构，在上箱体1与下箱体2的砂芯接触面处开设有第一通气孔道3和第二通气孔道4，第一通气孔道3由上箱体1砂芯底面开设的半圆凹槽和下箱体2砂芯顶面开设的半圆凹槽组成，第二通气孔道4由上箱体1砂芯底面开设的另一个半圆凹槽和下箱体2砂芯顶面开设的另一个半圆凹槽组成，第一通气孔道3和第二通气孔道4均为水平设置且在一条直线上；第一通气孔道3内穿接有第一排气管5，第一排气管5一端伸入到砂芯型腔内，第一排气管5另一端伸出砂芯型腔外且连接有第一缓冲罐6，第一缓冲罐6内密封套接有第一导热活塞7，第一导热活塞7将第一缓冲罐6拆分为气体室和液体室，液体室内填充有挥发有机气体，第一缓冲罐6外侧壁的顶部开设有第一气门嘴8，第一排气管5连接在第一缓冲罐6外侧壁的下部位置，且第一排气管5距离第一缓冲罐6底壁的垂直距离小于第一导热活塞7的厚度，第一缓冲罐6底壁通过管道连接有第一气泵9，第一气泵9另一端出口与大气连通；第二通气孔道4内穿接有第二排气管10，第二排气管10一端伸入到砂芯型腔内，第二排气管10另一端伸出砂芯型腔外且连接有第二缓冲罐11，第二缓冲罐11内密封套接有第二导热活塞12，第二导热活塞12将第二缓冲罐11拆分为气体室和液体室，液体室内填充有挥发有机气体，第二缓冲罐11外侧壁的顶部开设有第二气门嘴13，第二缓冲罐11外侧壁的下部位置通过管道连接有第二气泵14，第二气泵14与第二缓冲罐11连通的管道与第二缓冲罐11底壁的垂直距离小于第二导热活塞12的厚度，第二气泵9另一端出口与大气连通，第二排气管10连接在第二缓冲罐11的底壁位置；上箱体1砂芯的顶面处开设有浇冒口15，浇冒口15的顶端开口为漏斗状，浇冒口15的顶端开口套接有漏斗塞16。

参照图1，第一通气孔道3和第二通气孔道4的内壁均经过涂料涂抹，当第一排气管5和第二排气管10抽出时，第一通气孔道3内套接有第一堵头17，第二通气孔道4内套接有第二堵头18，第一堵头17和第二堵头18一端与型腔内壁齐平，另一端均设有法兰圈并分别通过销钉紧固在上箱体1与下箱体2的外箱壁上。第一堵头17和第二堵头18用于替换第一排气管5和第二排气管10，来堵住第一通气孔道3和第二通气孔道4，避免在浇注的中间时间段铸液进入第一通气孔道3和第二通气孔道4，减少由于开设第一通气孔道3和第二通气孔道4而带来的铸造缺陷。而实际上本发明的目的就在于，通过第一通气孔道3和第二通气孔道4的加强排气，降低其他部位的缺陷生成概率，可能会增加第一通气孔道3和第二通气孔道4出的管状毛刺缺陷，这一缺陷在出厂时较容易处理。

参照图1，第一导热活塞7和第二导热活塞12均由聚氟塑料的圆柱体内穿接有弧形导热铝条，并通过密封胶处理接缝处而成的活塞体，且弧形导热铝条一端位于气体室，另一端位于液体室。第一缓冲罐6和第二缓冲罐11用来减缓气泵中气体的喷射力，举例说明，当第一气泵9充气时，第一导热活塞7上升，对上部有机气体进行压缩，缓慢打开第一排气管5，从第一排气管5对型腔进行加压；当第一气泵9气压过高时，促进第一导热活塞7进一步上升，当达到有机气体的临界压力值时，有机气体迅速变成液体，造成第一导热活塞7达到最高位置，在此气液变化的瞬间，第一缓冲罐6可将型腔内的气体部分吸到第一缓冲罐6，从而避免型腔内气压过高；而在当浇注的瞬间，第一气泵9抽气，型腔内陡增的内压和高温气体对第一导热活塞7进行推进和加热，造成第一导热活塞7内液体临界压力增高而瞬时变成气体，而将第一缓冲罐6内气体部分返回到型腔内，从而避免型腔内压骤变及其导致的砂芯变形等不利现象；而在后续的浇注过程中，型腔内温度及压力变化较小，即可抽走第一排气管5，使型腔的排气通过砂芯中的细孔经过其他的排气针孔或排气冒口与大气保持恒压。

参照图1，第一缓冲罐6液体室内填充的挥发有机气体具体是***、丙酮、乙醇、正丁烷中的任意几种，此几种有机气体的临界压力较低且毒性较小，利于吸收型腔中的瞬间温差及压力差，提高缓冲能力，避免气流冲击过大而造成型腔变形。

本发明的使用示例如下：

a.铸液浇注之前，将第一排气管5和第二排气管10分别设置在第一通气孔道3内和第二通气孔道4内，打开浇冒口15的漏斗塞16，开启第一气泵9和第二气泵14，使第一排气管5和第二排气管10的通量均为0.135T，并使第一排气管5和第二排气管10气流对吹，再关闭浇冒口15，当第一缓冲罐6和第二缓冲罐11内的气压为0.31MPa，停止第一气泵9和第二气泵14，并通过关闭第一气泵9与第一缓冲罐6之间的管道阀门以及第二气泵14与第二缓冲罐11之间的管道阀门；

b.铸液浇注时，稍放气，打开第一气泵9和第二气泵14，使第一排气管5和第二排气管10同时将砂芯型腔内的气体抽出，第一排气管5和第二排气管10的通量均为0.042T，当铸液占1/3型腔体积时，快速抽出第一排气管5和第二排气管10，并通过第一堵头17和第二堵头18堵住第一通气孔道3和第二通气孔道4，在此过程中，浇注不停歇，直至浇注完成。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。