專利名稱：一種生產(chǎn)熱電偶鑄鐵保護(hù)管鑄件的合脂油砂制芯方法
一種生產(chǎn)熱電偶鑄鐵保護(hù)管鑄件的合脂油砂制芯方法
方法領(lǐng)域
本發(fā)明涉及鑄造制芯領(lǐng)域，尤其是涉及 一 種生產(chǎn)熱電偶鑄鐵保護(hù)管鑄 件的合脂油砂制芯方法。
背景方法
熱電偶是一種溫度測(cè)試裝置，主要用于冶金、化工、材料、食品和輕
工等行業(yè)中多種熱工設(shè)備的溫度控制。熱電偶鑄鐵保護(hù)管的作用 一是支 撐熱電偶安裝在所需測(cè)溫的介質(zhì)環(huán)境中；二是起保護(hù)作用，使熱電偶在工
作環(huán)境下，免于被測(cè)介質(zhì)的酸、堿腐蝕及高溫氧化。熱電偶鑄鐵保護(hù)管的 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是一端為開口端，另一端為盲孔封閉端，且管壁薄而細(xì)長，其壁
厚約為10 12mm,內(nèi)孔直徑約20mm，按照使用場合需要，熱電偶鑄鐵保 護(hù)管有多種長度規(guī)格，最長約2.8m,最短約1.0m。
熱電偶鑄鐵保護(hù)管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，決定了其鑄造生產(chǎn)有較大難度，如砂 芯要有很高的強(qiáng)度，在高溫鐵水的沖擊力及浮力作用下，要求砂芯不掉砂, 不變形，不漂芯，不破裂；砂芯的排氣要通暢，使其粘結(jié)劑在高溫鐵水作 用下發(fā)出的氣體能夠及時(shí)排除；砂芯表面光潔圓整，能夠保證鑄管內(nèi)孔的 光潔度。
目前，生產(chǎn)鑄鐵熱電偶鑄鐵保護(hù)管的制芯工藝是一次性制得芯子和芯 頭相結(jié)合的砂芯，以二氧化硅含量大于90%的石英砂作為耐火骨料，水溶
性樹脂為粘結(jié)劑，混制芯砂；釆用木制對(duì)開式芯盒；芯骨采用無縫鋼管； 制芯時(shí)，將混制好的芯砂填入兩半芯盒內(nèi)，舂實(shí)刮平，下芯骨，合并芯盒 后，用木榔頭輕輕敲打，使兩半芯結(jié)合嚴(yán)實(shí)；再向芯骨管內(nèi)通二氧化碳?xì)?體固化，然后脫模并修芯；繼而在砂芯上浸涂耐火涂料后，將砂芯進(jìn)窯烘 干。這種生產(chǎn)工藝雖然能夠制造出合格的砂芯，但生產(chǎn)中存在較多的問題，
4如工藝復(fù)雜，流程長，特別是要涂刷涂料后進(jìn)行烘干，其中涂刷、搬運(yùn)， 窯內(nèi)排列等過程中砂芯時(shí)有損傷；手工制芯，對(duì)工人的方法及熟練程度要
求高；成本高，成品率較低；砂芯的質(zhì)量不高，且直接影響鑄鐵保護(hù)管的 成品率和生產(chǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的方法問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有方法中的不足，提供一 種生產(chǎn)熱電偶鑄鐵保護(hù)管鑄件的合脂油砂制芯方法，簡化生產(chǎn)工藝的同 時(shí)，降低了生產(chǎn)成本，且制得的砂芯質(zhì)量好，且成品率高。
為解決上述方法問題，本發(fā)明釆用的方法方案是 一種生產(chǎn)熱電偶鑄鐵 保護(hù)管鑄件的合脂油砂制芯方法，其特征在于包括以下步驟
步驟一、制作芯砂以90-110目的鑄造原砂為耐火骨料，以合脂油 為粘結(jié)劑，將所述鑄造原砂和合脂油放入混砂機(jī)中混制成芯砂，其中，所 述鑄造原砂和合脂油的重量百分比為100: 2-2.8;
步驟二、制作芯子將步驟一中的芯砂分別填入芯盒一的兩個(gè)半芯盒 中，舂實(shí)并刮平半芯盒中的芯砂，在其中一個(gè)半芯盒內(nèi)放置芯骨，使芯骨 在芯砂中下陷2.5-3. 5mm，芯骨的前端伸出在該半芯盒的平面端之外，且 芯骨的伸出段長度不小于100mm,再將兩個(gè)半芯盒合并形成芯盒一，用鋼制 卡緊件橫向卡裝在芯盒一的外部，使兩個(gè)半芯盒不產(chǎn)生相對(duì)位移，將卡緊 件和芯盒一整體放入電爐中烘烤，烘烤溫度為20(TC-26(TC，保溫烘烤時(shí) 間為3-4小時(shí)，烘烤完畢，將卡緊件和芯盒一出爐，取下卡緊件，打開芯 盒一，取出帶有芯骨的芯子，備用；其中，所述芯盒一為縱向?qū)﹂_式鋼制 管狀體結(jié)構(gòu)，且芯盒一的一端為盲孔封閉端，另一端為平面端，在芯盒一 的平面端上開有供芯骨伸出的芯盒中心孔，所述芯骨為直徑是10mm且壁 厚是lmm的無縫鋼管，且在芯骨的管壁上每間隔10mm開有直徑是2. 5mm 的圓形出氣孔；
步驟三、制作芯頭用步驟一中的芯砂，并使用鋼制對(duì)開式芯盒二制得芯頭，再將從芯盒二中取出的芯頭放入電爐中烘烤，烘烤溫度為200°C
-260°C，保溫烘烤時(shí)間為2-3小時(shí)，最后將芯頭出爐，備用；其中，所述 芯頭為長度不小于50隱的柱狀體，貫通芯頭開有芯頭中心孔，所述芯頭中 心孔前段部分的長度為25-30mm，且該芯頭中心孔前段部分的直徑與步驟 二中的芯子的直徑相配合，所述芯頭中心孔后段部分的直徑與步驟二中的 芯骨的直徑相配合；
步驟四、組裝芯子和芯頭將所述芯頭套裝在芯子的平面端，且芯頭 中心孔的前段部分與芯子的平面端相配合，并使芯骨的伸出段在穿過芯頭 中心孔的后段部分后，伸出在芯頭之外。
步驟三中使用芯盒二制得芯頭的過程為在芯盒二的對(duì)開模內(nèi)部并圍 繞芯模填充步驟一中的芯砂，舂實(shí)并刮平后，把敲擊模放置在芯模的上部， 使敲擊模底部的盲孔與芯模的上段部分配合，在敲擊模上端向下方均勾加 力使芯砂緊實(shí)成形后，使用木榔頭敲打敲擊模，取下敲擊模，脫去對(duì)開模 和芯模后，得到芯頭；其中，所述芯盒二包括底模，設(shè)置在底模上且用來 形成芯頭形狀的左右對(duì)開的對(duì)開模，設(shè)置在底模上且用來形成芯頭中心孔 的芯模，以及敲擊模，所述敲擊模底部的盲孔與芯模的上段部分相配合。
步驟一中所述鑄造原砂和合脂油的重量百分比為100: 2.2。
步驟二和步驟三中烘烤溫度均為22(TC。
本發(fā)明與現(xiàn)有方法相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明中芯子和芯頭單獨(dú) 制作，這是由于按照鑄造生產(chǎn)合箱要求而設(shè)計(jì)的芯頭橫截面積大，其直徑 一般為43mm,遠(yuǎn)大于芯子的直徑。經(jīng)工業(yè)化實(shí)踐證明，這種制作方法簡化 了芯盒結(jié)構(gòu)，芯子和芯頭在組裝操作方便，大大提高了生產(chǎn)效率；另一方 面，在制作芯子時(shí)釆取芯盒整體烘烤工藝，而無需在芯子表面浸涂耐火材 料，這樣簡化生產(chǎn)工藝的同時(shí)，使芯子成品率達(dá)到100%,制得的芯子質(zhì) 量好，繼而使原來因砂芯質(zhì)量問題造成的熱電偶鑄鐵保護(hù)管鑄件的廢品率 由30%下降到5%以下。2、釆用合脂油為粘結(jié)劑，鑄造原砂為耐火骨料 混制成芯砂，使砂芯生產(chǎn)成本大幅下降，以1.5m長的砂芯為例，由原每根2元的成本(包括原材料、人工、電費(fèi)等)降低到現(xiàn)在的1.2元。
下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的方法方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖l為本發(fā)明砂芯的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明芯頭的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為本發(fā)明芯盒一的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4為本發(fā)明裝有卡緊件的芯盒一結(jié)構(gòu)示意圖 圖5為本發(fā)明芯盒二的結(jié)構(gòu)示意圖。 附圖標(biāo)記說明
2— 芯頭；
3- 1一封閉堵頭；
3- 4 —活動(dòng)堵頭；
4- 2 —芯模；
5- 芯骨；
l一芯子； 3—芯盒一；
3- 3—芯盒中心孔;
4- 1一敲擊模； 4-4一底模；
2- l —芯頭中心孔；
3- 2 —開孔堵頭； 4一芯盒二；
4- 3—對(duì)開模； 6 —卡緊件。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明包括以下步驟
步驟一、制作芯砂以90-110目的鑄造原砂為耐火骨料，以合脂油 為粘結(jié)劑，并將所述鑄造原砂和合脂油放入混砂機(jī)中混制成芯砂，其中， 合脂油是一種良好的芯砂粘結(jié)劑，而它作為石油裂解的副產(chǎn)品，來源廣泛, 成本低；鑄造原砂的耐火度足以符合本發(fā)明對(duì)耐火度的要求，且其成本遠(yuǎn) 低于高純石英砂。所述鑄造原砂和合脂油的重量百分比為100:2-100: 2.8,其中，優(yōu)選鑄造原砂和合脂油的重量百分比為100: 2.2。
步驟二、制作芯子1:將步驟一中混制好的芯砂分別填入縱向?qū)﹂_合 的芯盒一 3的兩個(gè)半芯盒中，舂實(shí)并刮平兩個(gè)半芯盒的芯砂，然后在其中 一個(gè)半芯盒內(nèi)放置芯骨5,使芯骨5在芯砂中下陷2. 5-3. 5mm,芯骨5的前端伸出在該半芯盒的平面端之外，且芯骨5的前端伸出部分即伸出段長
度不小于100mm,再將兩個(gè)半芯盒合并形成芯盒一 3，用鋼制卡緊件6橫向 卡裝在芯盒一3的外部，使兩個(gè)半芯盒不產(chǎn)生相對(duì)位移。如圖4所示，將 卡緊件6和芯盒一 3整體放入帶溫控裝置的電爐中烘烤，烘烤溫度為200 °C-260°C,保溫烘烤時(shí)間為3-4小時(shí)，烘烤完畢，將卡緊件6和芯盒一3 出爐，取下卡緊件6，打開芯盒一 3，取出帶有芯骨5的芯子1備用。其 中，優(yōu)選烘烤溫度為22(TC。
其中，芯子1為用于成形熱電偶鑄鐵保護(hù)管鑄件內(nèi)腔形狀的柱狀體， 且該柱狀體的一端為弧面端，另一端為平面端；芯子1內(nèi)部設(shè)置有芯骨5, 芯骨5的前端伸出芯子1的平面端。為增強(qiáng)芯子1的強(qiáng)度，在芯盒一 3內(nèi) 部的芯砂中設(shè)置芯骨5,芯骨5由無縫鋼管制得，且芯骨5的直徑為10mm, 壁厚為lmm,在芯骨5的管壁上每間隔10mm開有直徑為2. 5mm的圓形出氣 孔。芯骨5上出氣孔的設(shè)計(jì)使芯砂的透氣性良好，兼有增強(qiáng)芯砂與芯骨5 結(jié)合的作用。
芯盒一 3為縱向?qū)﹂_式鋼制管狀體結(jié)構(gòu)，且芯盒一 3的一端為盲孔封 閉端，另一端為平面端，該平面端上開有供芯骨5伸出的芯盒中心孔3-3。 在本實(shí)施方式中，芯盒一 3由縱向?qū)﹂_合的兩個(gè)鋼制半管體組成，在半管 體的兩端分別焊接有封閉堵頭3-1和開有半圓孔的開孔堵頭3-2，當(dāng)兩個(gè) 半管體組合形成芯盒一 3時(shí)，在芯盒一3的內(nèi)部，兩個(gè)封閉堵頭3-l的內(nèi) 腔組合形成弧面，該弧面用來成形芯子1的弧面端，兩個(gè)開孔堵頭3-2上 的半圓孔組合形成供芯子1中芯骨5伸出的芯盒中心孔3-3。在本實(shí)施方 式中，兩個(gè)半管體的內(nèi)腔中均設(shè)置有活動(dòng)堵頭3-4，且每個(gè)半管體上活動(dòng) 堵頭3-4的內(nèi)腔形狀與該半管體上封閉堵頭3-1的內(nèi)腔形狀對(duì)應(yīng)一致，這 樣，根據(jù)所需制作芯子1的長度，將兩個(gè)活動(dòng)堵頭3-4粘結(jié)固定在該半管 體內(nèi)的相對(duì)應(yīng)位置，當(dāng)兩個(gè)半管體合并形成芯盒一 3時(shí)，兩個(gè)活動(dòng)堵頭3-4 的內(nèi)腔組合形成弧面。由此可見，活動(dòng)堵頭3-4使一個(gè)芯盒一 3能制作出 不同長度的芯子l，實(shí)現(xiàn)了一盒多用。
8步驟三、制作芯頭2:用步驟一中混制好的芯砂，使用鋼制對(duì)開式芯 盒二4制得芯頭2，其制作過程為在對(duì)開模4-3的內(nèi)部并圍繞芯模4-2 填充步驟一中混制好的芯砂，舂實(shí)并刮平后，把敲擊模4-1放置在芯模4-2 的上部，使敲擊模4-l底部的盲孔與芯模4-2的上段部分配合，在敲擊模 上端向下方均勻加力使芯砂緊實(shí)成形后，使用木榔頭敲打敲擊模4-1，取 下敲擊模4-1,脫去對(duì)開模4-3和芯模4-2后，得到芯頭2。將從芯盒二4 中取出的芯頭2放入電爐中烘烤，烘烤溫度為20(TC-26(TC,保溫烘烤時(shí) 間為2-3小時(shí)，最后將芯頭2出爐，備用。其中，優(yōu)選烘烤溫度為22(TC。
芯頭2為長度不小于50隱的柱狀體，貫通芯頭2開有芯頭中心孔2-1, 該芯頭中心孔2-1前段部分的長度為25-30mm，且芯頭中心孔2-1前段部 分的直徑與步驟二中所述的芯子1的直徑相配合，所述芯頭中心孔2-1后 段部分的直徑與步驟二中所述的芯骨5的直徑相配合。
所述芯盒二 4包括底模4-4、對(duì)開模4-3、芯模4-2和敲擊模4-1,對(duì) 開模4-3為左右對(duì)開式結(jié)構(gòu)，該對(duì)開模4-3可拆卸安裝在底模4-4上且用 來形成芯頭2的形狀；芯模4-2為柱狀體，芯模4-2的直徑與芯子1直徑 的相同，該芯模4-2活動(dòng)安裝在底模4-4上并位于對(duì)開模4-3的兩個(gè)模體 內(nèi)腔的中心線上，并用來形成芯頭中心孔2-1的形狀；所述敲擊模4-l底 部開有盲孔，且該盲孔與芯模4-2的上段部分相配合。
步驟四、組裝芯子1和芯頭2:將步驟三得到的芯頭2套裝在步驟二 得到的芯子1的平面端上，且芯頭中心孔2-1的前段部分與芯子1的平面 端相配合，并使芯骨5的伸出段在穿過芯頭中心孔2-1的后段部分后，伸 出在芯頭2之外。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡 結(jié)構(gòu)變換，均仍屬于本發(fā)明方法方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種生產(chǎn)熱電偶鑄鐵保護(hù)管鑄件的合脂油砂制芯方法，其特征在于包括以下步驟步驟一、制作芯砂以90-110目的鑄造原砂為耐火骨料，以合脂油為粘結(jié)劑，將所述鑄造原砂和合脂油放入混砂機(jī)中混制成芯砂，其中，所述鑄造原砂和合脂油的重量百分比為100∶2-2.8；步驟二、制作芯子(1)將步驟一中的芯砂分別填入芯盒一(3)的兩個(gè)半芯盒中，舂實(shí)并刮平半芯盒中的芯砂，在其中一個(gè)半芯盒內(nèi)放置芯骨(5)，使芯骨(5)在芯砂中下陷2.5-3.5mm，芯骨(5)的前端伸出在該半芯盒的平面端之外，且芯骨(5)的伸出段長度不小于100mm，再將兩個(gè)半芯盒合并形成芯盒一(3)，用鋼制卡緊件(6)橫向卡裝在芯盒一(3)的外部，使兩個(gè)半芯盒不產(chǎn)生相對(duì)位移，將卡緊件(6)和芯盒一(3)整體放入電爐中烘烤，烘烤溫度為200℃-260℃，保溫烘烤時(shí)間為3-4小時(shí)，烘烤完畢，將卡緊件(6)和芯盒一(3)出爐，取下卡緊件(6)，打開芯盒一(3)，取出帶有芯骨(5)的芯子(1)，備用；其中，所述芯盒一(3)為縱向?qū)﹂_式鋼制管狀體結(jié)構(gòu)，且芯盒一(3)的一端為盲孔封閉端，另一端為平面端，在芯盒一(3)的平面端上開有供芯骨(5)伸出的芯盒中心孔(3-3)，所述芯骨(5)為直徑是10mm且壁厚是1mm的無縫鋼管，且在芯骨(5)的管壁上每間隔10mm開有直徑是2.5mm的圓形出氣孔；步驟三、制作芯頭(2)用步驟一中的芯砂，并使用鋼制對(duì)開式芯盒二(4)制得芯頭(2)，再將從芯盒二(4)中取出的芯頭(2)放入電爐中烘烤，烘烤溫度為200℃-260℃，保溫烘烤時(shí)間為2-3小時(shí)，最后將芯頭(2)出爐，備用；其中，所述芯頭(2)為長度不小于50mm的柱狀體，貫通芯頭(2)開有芯頭中心孔(2-1)，所述芯頭中心孔(2-1)前段部分的長度為25-30mm，且該芯頭中心孔(2-1)前段部分的直徑與步驟二中的芯子(1)的直徑相配合，所述芯頭中心孔(2-1)后段部分的直徑與步驟二中的芯骨(5)的直徑相配合；步驟四、組裝芯子(1)和芯頭(2)將所述芯頭(2)套裝在芯子(1)的平面端，且芯頭中心孔(2-1)的前段部分與芯子(1)的平面端相配合，并使芯骨(5)的伸出段在穿過芯頭中心孔(2-1)的后段部分后，伸出在芯頭(2)之外。
2. 按照權(quán)利要求1所述的 一種生產(chǎn)熱電偶鑄鐵保護(hù)管鑄件的合脂油砂 制芯方法，其特征在于步驟三中使用芯盒二 (4)制得芯頭(2)的過程為 在芯盒二 (4)的對(duì)開模(4-3)內(nèi)部并圍繞芯模(4-2)填充步驟一中的 芯砂，舂實(shí)并刮平后，把敲擊模(4-1)放置在芯模(4-2)的上部，使敲 擊模(4-1)底部的盲孔與芯模(4-2)的上段部分配合，在敲擊模上端向 下方均勻加力使芯砂緊實(shí)成形后，使用木榔頭敲打敲擊模(4-1),取下 敲擊模(4-1),脫去對(duì)開模(4-3)和芯模U-2)后，得到芯頭(2); 其中，所述芯盒二 (4)包括底模(4-4),設(shè)置在底模(4-4)上且用來 形成芯頭(2)形狀的左右對(duì)開的對(duì)開模(4-3),設(shè)置在底模(4-4)上 且用來形成芯頭中心孔(2-1)的芯模(4-2)，以及敲擊模(4-1),所 述敲擊模(4-1)底部的盲孔與芯模(4-2)的上段部分相配合。
3. 按照權(quán)利要求l或2所述的一種生產(chǎn)熱電偶鑄鐵保護(hù)管鑄件的合脂 油砂制芯方法，其特征在于步驟一中所述鑄造原砂和合脂油的重量百分 比為100 : 2. 2。
4. 按照權(quán)利要求l或2所述的一種生產(chǎn)熱電偶鑄鐵保護(hù)管鑄件的合脂 油砂制芯方法，其特征在于步驟二和步驟三中烘烤溫度均為22(TC。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種生產(chǎn)熱電偶鑄鐵保護(hù)管鑄件的合脂油砂制芯方法，其包括以下步驟首先，以合脂油為粘結(jié)劑，鑄造原砂為耐火骨料混制成芯砂，再以芯砂為原料分別制作芯子和芯頭，最后將芯子和芯頭組裝在一起構(gòu)成砂芯，其中，用于制造芯子的芯盒一為縱向?qū)﹂_式鋼制管狀體結(jié)構(gòu)，且在制造芯子時(shí)采用整盒烘烤工藝，用于制造芯頭的芯盒二為鋼制芯盒。本發(fā)明簡化生產(chǎn)工藝的同時(shí)，降低了生產(chǎn)成本，且制得的砂芯質(zhì)量好，且成品率高。
文檔編號(hào)B22C9/10GK101480702SQ20091002115
公開日2009年7月15日 申請(qǐng)日期2009年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月17日
發(fā)明者河 閆, 閆惠來 申請(qǐng)人:西安鑫龍機(jī)械鑄造有限公司