排氣塞及一種鑄造工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鑄造砂芯時(shí)使用的排氣塞，設(shè)置在砂芯成型模具的排氣孔內(nèi)，所述排氣塞主體的一端為敞口，另一端開(kāi)設(shè)多個(gè)排氣槽，所述排氣槽與所述敞口連通，所述敞口與所述模具的排氣孔連通，在開(kāi)設(shè)排氣槽一端的排氣塞主體上設(shè)有錐臺(tái)，所述錐臺(tái)的軸向與砂芯成型模具的開(kāi)模方向一致。還公開(kāi)了一種鑄造工藝，使用本發(fā)明的排氣塞及鑄造工藝，可以提高鑄件質(zhì)量，減少鑄件上表面的廢渣、氣孔缺陷。
【專利說(shuō)明】
排氣塞及_種鑄造工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及鑄造領(lǐng)域，尤其涉及一種鑄造砂芯時(shí)使用的排氣塞，還涉及一種鑄造工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]鑄造是指將固態(tài)金屬溶化為液態(tài)倒入特定形狀的鑄型，待其凝固成形的加工方式。可鑄金屬有:銅、鐵、鋁、錫、鉛等，一般的鑄型材料是原砂、黏土、水玻璃、樹(shù)脂及其他輔助材料。砂芯是一種常見(jiàn)的鑄型。
[0003]砂芯制作時(shí)，由于鑄件內(nèi)部形狀、結(jié)構(gòu)的復(fù)雜，導(dǎo)致生產(chǎn)鑄件的砂芯的結(jié)構(gòu)也復(fù)雜化，在生產(chǎn)砂芯時(shí)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜處的空氣難以排出，出現(xiàn)了許多不易填充及不易離型的地方，造成砂芯生產(chǎn)不合格。目前，為了提高砂芯復(fù)雜結(jié)構(gòu)處的排氣效果，在結(jié)構(gòu)復(fù)雜處使用了排氣塞，一般排氣塞為圓柱體，在圓柱體上方設(shè)有多道排氣棱，排氣棱與排氣棱之間間隔一定的距離，形成一定的空間，在生產(chǎn)砂芯時(shí)，空氣可以從排氣棱之間的間隔中排出，解決了砂芯不易填充的問(wèn)題。
[0004]然而在鑄造成型的過(guò)程中，熔融后的高溫金屬液進(jìn)入砂芯與之接觸，由于制作砂芯時(shí)使用了一些粘結(jié)劑、固化劑，其中的成分含有樹(shù)脂，樹(shù)脂遇到高溫就會(huì)產(chǎn)生氣體，也會(huì)伴隨產(chǎn)生一些雜質(zhì)，此類雜質(zhì)由于氣體走向和浮力作用，多會(huì)漂浮到鑄件上表面，使得上表面存有廢渣和氣孔缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于上述，本發(fā)明的目的在于提供一種排氣塞和鑄造工藝，用于解決鑄件上表面的氣孔缺陷和廢渣集中的技術(shù)問(wèn)題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種排氣塞，設(shè)置在砂芯成型模具的排氣孔內(nèi)，所述排氣塞主體的一端為敞口，另一端開(kāi)設(shè)多個(gè)排氣槽，所述排氣槽與所述敞口連通，所述敞口與所述模具的排氣孔連通，在開(kāi)設(shè)排氣槽一端的排氣塞主體上設(shè)有錐臺(tái)，所述錐臺(tái)的軸向與砂芯成型模具的開(kāi)模方向一致。
[0007]作為優(yōu)選，所述錐臺(tái)為圓錐角度為3°?5°的圓形錐臺(tái)。
[0008]作為優(yōu)選，所述圓形錐臺(tái)的高度為15mm?20_。
[0009]作為優(yōu)選，所述排氣塞主體為圓柱體，所述圓柱體直徑大于10mm。
[0010]作為優(yōu)選，所述圓形錐臺(tái)的底面直徑為排氣塞主體直徑的50%左右。
[0011]作為優(yōu)選，所述排氣槽為上窄下寬的通道，截面為梯形。
[0012]作為優(yōu)選，所述排氣槽截面的兩側(cè)邊夾角為6°。
[0013]作為優(yōu)選，所述排氣槽的上方開(kāi)口為0.3mm。
[0014]作為優(yōu)選，所述敞口與所述模具的排氣孔同軸線。
[0015]—種鑄造工藝，包括砂芯成型和鑄件成型，砂芯成型時(shí)，在成型砂芯的模具內(nèi)的排氣孔上設(shè)置上述的排氣塞，砂芯在模具內(nèi)成型時(shí)，由于排氣塞的圓形錐臺(tái)，對(duì)應(yīng)砂芯上形成一個(gè)倒置的圓形錐孔;鑄件成型時(shí)，熔融后的金屬液進(jìn)入砂芯，由于砂芯上的圓形錐孔使得鑄件的表面形成對(duì)應(yīng)的金屬錐臺(tái)，鑄造中產(chǎn)生的氣體和雜質(zhì)會(huì)集中在金屬錐臺(tái)內(nèi)；鑄件成型后，切割多余的金屬錐臺(tái)。
[0016]由于鑄件在成型過(guò)程中產(chǎn)生的氣體和廢渣會(huì)往鑄件的上表面移動(dòng)，在上表面形成缺陷。在不改變砂芯模具的結(jié)構(gòu)形狀、不增加新的成型配件的前提下，利用本發(fā)明的排氣塞在砂芯上形成圓錐孔，成型后的鑄件上表面會(huì)對(duì)應(yīng)多出金屬錐臺(tái)，多出的金屬錐臺(tái)高于鑄件表面，在鑄件成型過(guò)程中產(chǎn)生的廢渣和廢氣會(huì)移動(dòng)到金屬錐臺(tái)上，這樣，就將鑄件表面的缺陷集中到金屬錐臺(tái)上，而最終切割含有廢渣和氣孔缺陷的金屬錐臺(tái)。
[0017]使用本發(fā)明的排氣塞及鑄造工藝，可以提高鑄件質(zhì)量，減少鑄件上表面的廢渣、氣孔缺陷。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1顯示為本發(fā)明實(shí)施例1的排氣塞的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2顯示為本發(fā)明實(shí)施例1的排氣塞(圓形錐臺(tái)的軸心與排氣塞主體的軸心有夾角)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3顯示為本發(fā)明實(shí)施例，I的排氣塞在實(shí)施例2鑄造工藝中砂芯成型時(shí)，使用排氣塞在砂芯模具中的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖4顯示為本發(fā)明實(shí)施例2的鑄造工藝中的鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋(帶錐臺(tái))的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖5顯示為本發(fā)明實(shí)施例2的鑄造工藝中的鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋(去除錐臺(tái))的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]零件標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0024]100——排氣塞，
[0025]101——排氣塞主體，
[0026]102——敞口，
[0027]103——排氣槽，
[0028]104——錐臺(tái)，
[0029]200——模具，
[0030]201——排氣孔，
[0031 ]300——鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋，
[0032]301——金屬錐臺(tái)。
【具體實(shí)施方式】
[0033]以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過(guò)另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書(shū)中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒(méi)有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0034]實(shí)施例1
[0035]參見(jiàn)圖1、圖2，本實(shí)施例的排氣塞，采用不銹鋼材料制成，排氣塞主體101的一端為敞口 102，另一端開(kāi)設(shè)多個(gè)排氣槽103，排氣槽103與敞口 102連通，敞口 102與模具的排氣孔連通，在開(kāi)設(shè)排氣槽103—端的排氣塞主體101上設(shè)有錐臺(tái)104，錐臺(tái)104的軸向與砂芯成型模具的開(kāi)模方向一致。
[0036]參見(jiàn)圖3，排氣塞100設(shè)置在砂芯成型模具200的排氣孔201內(nèi)，用于排出砂芯成型時(shí)產(chǎn)生的氣體。排氣槽103與敞口 102連通，敞口 102與模具200的排氣孔201連通，為了便于氣體排出，敞口 102與排氣孔201同軸設(shè)計(jì)。在具體使用排氣塞100時(shí)，為了便于脫模，保證圓形錐臺(tái)104的軸向與砂芯成型模具200的開(kāi)模方向一致。由此，在具體制造排氣塞100的時(shí)候，圓形錐臺(tái)104的軸心與排氣塞主體101的軸心夾角，由砂芯成型模具200的排氣孔201的方向和開(kāi)模方向決定(參見(jiàn)圖2)。
[0037]進(jìn)一步的，排氣塞主體101為圓柱體，圓柱體直徑大于10mm，一般在1mm大的排氣塞主體101上設(shè)置圓錐臺(tái)104，否則，錐臺(tái)104會(huì)堵塞部分排氣槽103，導(dǎo)致不能完全排氣。錐臺(tái)104設(shè)置為圓形錐臺(tái)，圓錐角度為3°?5°，這個(gè)角度范圍更有利于脫模。圓形錐臺(tái)104的高度在15mm?20mm。圓形錐臺(tái)104的底面直徑大約是排氣塞主體101直徑的50%，排氣槽103的上方開(kāi)口為0.3mm，使得砂粒不易進(jìn)入排氣槽103內(nèi)，砂粒的大小一般為0.25mm-0.30mm。排氣槽103為上窄下寬的通道，截面為梯形，排氣槽103截面的兩側(cè)邊夾角為6°。由于排氣塞103本身的結(jié)構(gòu)影響，在生產(chǎn)過(guò)程中，砂粒容易堵塞排氣槽103，需要經(jīng)常更換，降低生產(chǎn)效率，增加維修成本。6°斜角的設(shè)計(jì)，使得部分進(jìn)入排氣槽103的細(xì)小砂粒，不會(huì)滯留在排氣槽103內(nèi)，也便于清理。角度太小，排氣塞容易堵塞，角度太大，排氣塞強(qiáng)度不夠好。
[0038]具體的，排氣塞主體1I直徑I Omm、高I Omm，敞口 102直徑7.6mm，敞口 102深8mm，排氣槽103平行設(shè)置6個(gè)，排氣槽103上部寬0.3mm，排氣槽103兩側(cè)邊夾角為6°。圓形錐臺(tái)104的底面直徑5mm，圓錐角度為3°，圓形錐臺(tái)104高15mm。圓形錐臺(tái)104的軸心與排氣塞主體101的軸心夾角為22.5° (參見(jiàn)圖2)。
[0039]實(shí)施例2
[0040]本實(shí)施例的鑄造工藝，主要包括砂芯成型和鑄件成型兩個(gè)步驟，并采用了實(shí)施例1中具體描述的排氣塞。
[0041 ] 砂芯成型時(shí)，在成型砂芯的模具200內(nèi)的排氣孔201上設(shè)置上述的排氣塞100，砂芯在模具200內(nèi)成型時(shí)，由于排氣塞100的圓形錐臺(tái)104，對(duì)應(yīng)砂芯上形成一個(gè)倒置的圓形錐孔;鑄件成型時(shí)，熔融后的金屬液進(jìn)入砂芯，由于砂芯上的圓形錐孔使得鑄件的表面形成對(duì)應(yīng)的金屬錐臺(tái)301(可參見(jiàn)圖4)，鑄造中產(chǎn)生的氣體和雜質(zhì)會(huì)集中在金屬錐臺(tái)301內(nèi)；鑄件成型后，切割多余的金屬維臺(tái)301。
[0042]具體的鑄造鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋300的工藝。
[0043]第一步，砂芯成型:
[0044]1.參見(jiàn)圖3，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)尺寸，準(zhǔn)備成型砂芯的模具200。
[0045]2.根據(jù)模具排氣孔201和砂芯的位置，確定選用實(shí)施例1中的排氣塞或者無(wú)錐臺(tái)的排氣塞。
[0046]3.根據(jù)模具的排氣孔201走向和開(kāi)模方向確定排氣塞100圓形錐臺(tái)104的軸心與排氣塞主體101的軸心夾角22.5°。
[0047]4.將排氣塞I O O對(duì)應(yīng)安裝在模具排氣孔2 O I內(nèi)，然后注砂。設(shè)備選用LAEMPE40SCH00T MACHINE L40，射砂壓力5BAR，射砂時(shí)間4秒，吹胺硬化時(shí)間25秒。
[0048]5.開(kāi)模，取出砂芯。
[0049]第二步，鑄件成型:
[0050]1.使用上述砂芯，選用壓鑄機(jī)，注入熔融后的鋁液。采用重力鑄造，澆鑄時(shí)間15s，留模時(shí)間170s。
[0051 ] 2.取出冷卻成型、去除砂芯后的鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋300鑄件，參見(jiàn)圖4，鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋300鑄件的上表面成型有圓形的金屬錐臺(tái)301的結(jié)構(gòu)。
[0052]3.使用切割裝置切割掉多余的金屬錐臺(tái)301，得到鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋300鑄件，參見(jiàn)圖5。
[0053]本實(shí)施例的排氣塞裝在鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋300的彈簧座支撐面。統(tǒng)計(jì)彈簧座支撐面、孔周圍有縮孔導(dǎo)致的廢品數(shù)目:
[0054]統(tǒng)計(jì)1000個(gè)產(chǎn)品，其中，廢品從之前的12個(gè)廢品變成了2個(gè)廢品，廢品率從從1.2%降為0.2%。
[0055]上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.排氣塞，設(shè)置在砂芯成型模具的排氣孔內(nèi)，所述排氣塞主體的一端為敞口，另一端開(kāi)設(shè)多個(gè)排氣槽，所述排氣槽與所述敞口連通，所述敞口與所述模具的排氣孔連通，其特征在于，在開(kāi)設(shè)排氣槽一端的排氣塞主體上設(shè)有錐臺(tái)，所述錐臺(tái)的軸向與砂芯成型模具的開(kāi)模方向一致。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣塞，其特征在于，所述錐臺(tái)為圓錐角度為3°?5°的圓形錐臺(tái)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的排氣塞，其特征在于，所述圓形錐臺(tái)的高度為15mm?20_。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的排氣塞，其特征在于，所述排氣塞主體為圓柱體，所述圓柱體直徑大于I Omm。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的排氣塞，其特征在于，所述圓形錐臺(tái)的底面直徑為排氣塞主體直徑的50%左右。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣塞，其特征在于，所述排氣槽為上窄下寬的通道，截面為梯形。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的排氣塞，其特征在于，所述排氣槽截面的兩側(cè)邊夾角為6°。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的排氣塞，其特征在于，所述排氣槽的上方開(kāi)口為0.3mm。9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一所述的排氣塞，其特征在于，所述敞口與所述模具的排氣孔同軸線。10.一種鑄造工藝，包括砂芯成型和鑄件成型，其特征在于，砂芯成型時(shí)，在成型砂芯的模具內(nèi)的排氣孔上設(shè)置權(quán)利要求1?9任一所述的排氣塞，砂芯在模具內(nèi)成型時(shí)，由于排氣塞的圓形錐臺(tái)，對(duì)應(yīng)砂芯上形成一個(gè)倒置的圓形錐孔;鑄件成型時(shí)，熔融后的金屬液進(jìn)入砂芯，由于砂芯上的圓形錐孔使得鑄件的表面形成對(duì)應(yīng)的金屬錐臺(tái)，鑄造中產(chǎn)生的氣體和雜質(zhì)會(huì)集中在金屬錐臺(tái)內(nèi)；鑄件成型后，切割多余的金屬錐臺(tái)。
【文檔編號(hào)】B22C9/10GK105921695SQ201610331452
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年5月18日
【發(fā)明人】黃挺挺, 趙瑞, 林國(guó)平, 趙海峰
【申請(qǐng)人】上海皮爾博格有色零部件有限公司