一种超长内腔芯的防漂芯结构及其制作方法与流程

本发明涉及砂芯铸造，尤其涉及一种铸造用超长内腔芯的防漂芯结构。

背景技术：

1、在大型、长轴类、管状类铸钢件生产中，长度≥2000mm、长径比≥20:1的超长内腔结构广泛应用于阀体、泵体、缸体、管道类铸件产品。浇注作业过程中，超长砂芯持续承受高温钢液极强浮力与流体冲击载荷，极易发生砂芯上浮、偏移、扭曲等漂芯缺陷，进而造成铸件内腔尺寸超差、周向壁厚不均、内腔内壁变形等质量问题。传统超长内腔制芯工艺存在诸多技术缺陷：其一，手工制芯难以保证超长砂芯整体紧实均匀度，砂芯局部强度偏弱，受钢液浮力、冲击力作用易发生形变；其二，现有芯骨搭接形式单一、整体结构刚度不足，难以抵御高温钢液超大上浮力，浇注阶段易出现漂芯、芯体断裂故障，铸件内腔壁厚不均问题频发，产品废次品率居高不下。

2、除此之外，现有单一制芯工艺均存在固有短板：纯3d打印一体式超长内腔芯制备成本高昂，芯体整体高温韧性不足；纯手工制芯生产效率低下，复杂异形内腔成型难度大、成型精度较差。

技术实现思路

1、针对现有技术中针对长度≥2000mm、长径比≥20:1超长内腔铸钢件，现有手工制芯、纯3d打印制芯工艺及常规芯骨搭接结构，难以抵御钢液浮力冲击，普遍存在砂芯易漂芯断裂、砂芯强度与成型精度不足、生产成本或生产效率失衡等问题，提供一种超长内腔芯的防漂芯结构及其制作方法。所述超长内腔芯的防漂芯结构由若干个分段成型的内腔芯、主芯骨、若干辅助芯组成，每两个相邻的内腔芯主体之间固定设置有辅助芯，所述主芯骨穿过若干个所述内腔芯体以及所述辅助芯，若干个所述内腔芯体以及所述辅助芯设置于对应芯盒中。

2、在其中一实施例中，还包括若干个搭接芯骨，所述搭接芯骨分别设置于若干个所述内腔芯的两侧。

3、在其中一实施例中，所述搭接芯骨与所述主芯骨轴向垂直。

4、在其中一实施例中，所述辅助芯两端为倒拔摸结构。

5、在其中一实施例中，所述芯盒包括底层芯盒及上层芯盒，所述底层芯盒中设置有卡槽结构，用于放置所述辅助芯。

6、在其中一实施例中，所述辅助芯中间设置有孔洞。

7、在其中一实施例中，所述芯盒中填充有铬矿砂。

8、在其中一实施例中，所述内腔芯的结构根据铸件形状设计。

9、在其中一实施例中，所述内腔芯及所述辅助芯3d打印方式成型。

10、一种超长内腔芯的防漂芯结构的制作方法，包括以下步骤：

11、s1：根据所述铸件形状分段设计若干个所述内腔芯的结构；

12、s2：放置底层芯盒，在底层芯盒的预定卡槽内，放置分段的内腔芯及辅助芯；

13、s3：将主芯骨穿过所有对接辅助芯的中间孔洞，形成纵向骨架；

14、s4：将搭接芯骨从芯盒侧面插入，并搭接固定在主芯骨上；

15、s5：依次放置上层芯盒，并在芯盒内填充铬矿砂；使用芯盒辅助芯进行紧实，形成手工砂芯段；通过对接辅助芯将相邻的手工砂芯段可靠连接，最终形成完整的超长内腔芯。

16、本发明经多批次大型铸钢件生产验证，应用于长度2000mm、长径比20:1的阀体铸钢件、长度2500mm的缸体铸钢件生产，取得以下效果：本发明经验证，可彻底解决超长内腔芯的漂芯与断裂问题（实现浇注过程零缺陷），将内腔尺寸一次达标率提升至99.5%、壁厚公差控制在±0.5~1.0mm以内，相比纯3d打印制芯成本降低60%~70%、相比纯手工制芯综合成本降低25%~35%，制芯周期缩短50%以上，且工艺参数标准化、重复性好，适合批量化生产，显著提高了铸钢件成品合格率与内腔质量。芯骨搭接采用标准化参数，无需现场调试，适合批量规模化生产。

1.一种超长内腔芯的防漂芯结构，其特征在于，所述超长内腔芯的防漂芯结构由若干个分段成型的内腔芯、主芯骨、若干辅助芯组成，每两个相邻的内腔芯主体之间固定设置有辅助芯，所述主芯骨穿过若干个所述内腔芯体以及所述辅助芯，若干个所述内腔芯体以及所述辅助芯设置于对应芯盒中。

2.根据权利要求1所述的超长内腔芯的防漂芯结构，其特征在于，还包括若干个搭接芯骨，所述搭接芯骨分别设置于若干个所述内腔芯的两侧。

3.根据权利要求2所述的超长内腔芯的防漂芯结构，其特征在于，所述搭接芯骨与所述主芯骨轴向垂直。

4.根据权利要求1所述的超长内腔芯的防漂芯结构，其特征在于，所述辅助芯两端为倒拔摸结构。

5.根据权利要求1所述的超长内腔芯的防漂芯结构，其特征在于，所述芯盒包括底层芯盒及上层芯盒，所述底层芯盒中设置有卡槽结构，用于放置所述辅助芯。

6.根据权利要求1所述的超长内腔芯的防漂芯结构，其特征在于，所述辅助芯中间设置有孔洞。

7.根据权利要求1所述的超长内腔芯的防漂芯结构，其特征在于，所述芯盒中填充有铬矿砂。

8.根据权利要求1所述的超长内腔芯的防漂芯结构，其特征在于，所述内腔芯的结构根据铸件形状设计。

9.根据权利要求1所述的超长内腔芯的防漂芯结构，其特征在于，所述内腔芯及所述辅助芯3d打印方式成型。

10.一种如权利要求1所述超长内腔芯的防漂芯结构的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：