一种用于制造砂芯的覆膜砂模具热芯盒结构的制作方法

1.本发明涉及一种用于制造砂芯的覆膜砂模具热芯盒结构，具体适用于提高砂芯固化成型效果。


背景技术：

2.在发动机铸造过程中，需要用到砂芯，砂芯的生产制作质量直接影响着发动机的铸造质量和后期的加工量。
3.热芯盒制芯过程中，部分砂芯结构复杂、肥厚或离射嘴较远的位置不易固化，砂芯取出后易溃散；针对这类问题通常的解决办法是提升芯盒的加热温度、延长固化时间或在不易固化位置添加加热针，以上的方案解决砂芯固化问题的同时也会增加能耗，降低制芯、修芯效率。
4.未使用铍铜镶块的芯盒，在生产类似结构砂芯时，节温器结构靠近芯盒边缘，加热温度相比中心区域较低，且砂芯结构较厚大，加热不充分时砂芯固化差，砂芯表面壳层易脱落或形成砂芯疏松；砂芯断在模具芯盒内时（可能由砂芯疏松、设备不稳、原材料变质等原因造成），作业员频繁撬取残余砂芯时可能损坏模具表面，修复困难（焊补后表面硬度低，高温下射砂易被射伤）。


技术实现要素：

5.本发明的目的是克服现有技术中存在的砂芯厚重和薄弱处不成型的问题，提供了一种无需延长固化时间利用铍铜镶块优化成型效果的用于制造砂芯的覆膜砂模具热芯盒结构。
6.为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种用于制造砂芯的覆膜砂模具热芯盒结构，所述热芯盒结构包括：模具芯盒，所述模具芯盒的内部开设有模具型腔，所述模具芯盒内设置有铍铜镶块，所述铍铜镶块的一端与模具芯盒的外部平面相平齐，所述铍铜镶块的另一端与模具型腔的内部型面相匹配。
7.所述铍铜镶块设置于模具型腔内腔体高度大于等于4厘米的区域的顶部和/或底部平面上。
8.所述铍铜镶块设置于模具型腔的薄壁区域或环形薄壁区域，所述薄壁区域的壁厚小于8毫米，所述环形薄壁区域的壁厚小于10毫米。
9.所述铍铜镶块设置于模具型腔内截面积小于2平方厘米的腔体区域。
10.所述模具芯盒的顶部开设有多个射沙孔，所述模具型腔通过射沙孔连通模具芯盒外部。
11.所述射沙孔与覆膜砂芯制芯机的射砂嘴相配合。
12.所述模具芯盒设置有多组加热电偶，单组加热电偶上、下相对设置，单根加热电偶贯穿模具芯盒设置。
13.所述铍铜镶块采用qbe2的铍铜合金材料制作。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果为：1、本发明一种用于制造砂芯的覆膜砂模具热芯盒结构中由于铍铜合金在淬火状态下塑性很好，可以加工成各种半成品；且铍铜具有很高的硬度、弹性极限、疲劳极限和耐磨性，还具有良好的耐蚀性、导热性，受冲击时不产生火花，十分适用于制作耐磨零件。且铍铜在200-300℃下（模具加热温度300℃左右）导热系数195w/(m.k)远大于模具芯盒1（ht250）的导热系数50w/(m.k)；故针对砂芯不易固化的部位，将模具部分替换为铍铜合金材料制作的镶块，在制芯过程中由于铍铜的导热性能远强于模具本体，镶块部分能更快达到要求的固化温度，从而提升固化效果，有效减少砂芯溃散的概率。因此，本设计能够稳定提升固化效果，有效减少砂芯溃散的概率。
15.2、本发明一种用于制造砂芯的覆膜砂模具热芯盒结构中使用铍铜镶块，在实际生产过程中，不需特意调节制芯参数或更改模具结构（即增加加热装置）即可达到预期的加热固化效果，得到符合预期的合格砂芯。因此，本设计改动范围小，改动成本低。
16.3、本发明一种用于制造砂芯的覆膜砂模具热芯盒结构中铍铜由于硬度高、耐磨，可减少此类现象，即使镶块表面出现严重损伤，直接更换镶块即可修复模具，对生产及质量影响较小。因此，本设计易于维修，降低模具损耗。
附图说明
17.图1是本发明的结构示意图。
18.图2是图1的剖视图。
19.图3是本发明的立体结构示意图。
20.图4是图3的顶面示意图。
21.图5是本发明铍铜镶块的安装示意图。
22.图中：模具芯盒1、铍铜镶块11、射沙孔12、加热电偶13、模具型腔2。
具体实施方式
23.以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
24.参见图1至图，一种用于制造砂芯的覆膜砂模具热芯盒结构，所述热芯盒结构包括：模具芯盒1，所述模具芯盒1的内部开设有模具型腔2，所述模具芯盒1内设置有铍铜镶块11，所述铍铜镶块11的一端与模具芯盒1的外部平面相平齐，所述铍铜镶块11的另一端与模具型腔2的内部型面相匹配。
25.所述铍铜镶块11设置于模具型腔2内腔体高度大于等于4厘米的区域的顶部和/或底部平面上。
26.所述铍铜镶块11设置于模具型腔2的薄壁区域或环形薄壁区域，所述薄壁区域的壁厚小于8毫米，所述环形薄壁区域的壁厚小于10毫米。
27.所述铍铜镶块11设置于模具型腔2内截面积小于2平方厘米的腔体区域。
28.所述模具芯盒1的顶部开设有多个射沙孔12，所述模具型腔2通过射沙孔12连通模具芯盒1外部。
29.所述射沙孔12与覆膜砂芯制芯机的射砂嘴相配合。
30.所述模具芯盒1设置有多组加热电偶13，单组加热电偶13上、下相对设置，单根加热电偶13贯穿模具芯盒1设置。
31.所述铍铜镶块11采用qbe2的铍铜合金材料制作。
32.本发明的原理说明如下：射砂板与设备射砂嘴直接连接。当模具为上下开模时，上模型的背部即可作为射砂板使用，模具射嘴贯穿上模本体，直接连接砂芯部品，如9#（左图绿色零件即为射嘴，如右图所示贯穿上模本体，凭借射砂时的压力将覆膜砂送入模具内）所示；加热电偶13贯穿模具前后两端，上下模的电偶位置、数量布置一致，加热电偶为电阻式加热，故中间部位加热温度整体较两端高30-50℃。
33.影响砂芯结构致密的主要因素为：1、砂量，送入模具内的覆膜砂能否将此处结构完全充实；2、固化效果，覆膜砂本质为擦洗砂（矿物杂质较少的石英硅砂），砂粒表面覆盖热塑性酚醛树脂硬膜，通过模具加热，使树脂软化、粘连，成型后开模取出砂芯，室温下冷却最终完全固化得到成品砂芯；由于本产品结构复杂，整体上薄壁位置较多，最薄处不足8mm，工艺参数（射砂压力、射砂时间）设置要求十分严格，可调整范围小，且固化温度不宜过高，固化时间不宜过长，否则树脂过反应失效，薄壁处强度反而降低，最终影响铸件性能；由于产品特性要求，工艺参数的设定需考虑薄壁位置的致密，但该部品的节温器结构却较肥大，整体厚度超过50mm，同模具下，同工艺下固化较其他位置差，且位于模具端面边缘，加热温低偏低，射砂压力偏小。故引入镶块结构，并使用铍铜这一导热能力强的金属作为材料，在不必调节工艺参数的前提下，提升局部结构的加热性能，且砂在流动时，表面温度越高流动性越好，故也有益于局部砂芯充实（节温器结构整体较肥大，树脂总量大，适当提升温度也不会影响砂芯结构硬度，反而有助于反应完全）实施例1：一种用于制造砂芯的覆膜砂模具热芯盒结构，所述热芯盒结构包括：模具芯盒1，所述模具芯盒1的内部开设有模具型腔2，所述模具芯盒1内设置有铍铜镶块11，所述铍铜镶块11的一端与模具芯盒1的外部平面相平齐，所述铍铜镶块11的另一端与模具型腔2的内部型面相匹配。
34.所述铍铜镶块11设置于模具型腔2内腔体高度大于等于4厘米的区域的顶部和/或底部平面上。
35.所述铍铜镶块11设置于模具型腔2的薄壁区域或环形薄壁区域，所述薄壁区域的壁厚小于8毫米，所述环形薄壁区域的壁厚小于10毫米。
36.所述铍铜镶块11设置于模具型腔2内截面积小于2平方厘米的腔体区域。
37.所述模具芯盒1的顶部开设有多个射沙孔12，所述模具型腔2通过射沙孔12连通模具芯盒1外部。
38.实施例2：实施例2与实施例1基本相同，其不同之处在于：所述射沙孔12与覆膜砂芯制芯机的射砂嘴相配合。
39.所述模具芯盒1设置有多组加热电偶13，单组加热电偶13上、下相对设置，单根加热电偶13贯穿模具芯盒1设置。
40.所述铍铜镶块11采用qbe2的铍铜合金材料制作。