[发明专利]一种带直冷冷铁的3D打印砂芯的制作方法

说明书

本发明涉及铸造技术领域内一种带直冷冷铁的3D打印砂芯的制作方法，依次包括如下过程：砂芯结构设计、砂芯3D打印、砂芯流涂、特征在于，所述砂芯结构设计过程中，在需要设置冷铁的砂芯部位设计用于配合安装冷铁的凹坑,所述凹坑对应铸件开口方位设有与砂芯一体成型的凸出砂芯对应的铸件轮廓的密封盖；所述砂芯3D打印过程中，将带密封盖的砂芯通过3D打印设备打印出来；然后进行砂芯流涂，待砂芯表面的流涂层干燥后进行冷铁安装，安装时，将凸出的密封盖打磨掉以露出凹坑对应铸件侧的开口，清除凹坑内的散沙，然后将冷铁配合安装并固定在凹坑内，最后在外露的冷铁端面补刷耐火涂层，完成带冷铁的3D打印砂芯的制作。

技术领域

本发明涉及铸造砂芯制作技术领域，特别涉及一种带直冷冷铁的3D打印砂芯的制作方法。

背景技术

随着3D打印技术的推广与应用，目前使用3D打印砂芯进行铸造生产的方法已经在行业内逐渐流行。该方法无需考虑类似传统工艺的起模和撤料问题，可实现各种复杂结构砂芯的一次性高精度打印，大大提高铸造工艺设计的灵活性。球墨铸铁件浇注中，由于凝固过程金相组织的转变，晶粒间隙很难得到铁液充分补充，故比灰铁更容易产生缩松缩孔。在工艺设计时，需要使用冷铁控制凝固顺序，降低热节处模数，以保证铸件的缩松等级要求。手工制芯时冷铁可以提前预埋，冷铁和砂芯之间不存在配合间隙，而对于3D打印砂芯，由于不能提前预埋冷铁，需要在砂芯打印完成后再进行冷铁粘接，这就加大了冷铁使用的难度。特别是与铸件直接接触的直冷冷铁，在以往的生产过程中，我们首先在砂芯需要放置冷铁部位打印出一个放置冷铁的凹坑，在砂芯完成流涂烘干后，将冷铁粘入凹坑中。若先粘冷铁后流涂，涂料钻入冷铁与砂芯配合间隙，冷铁沿周的涂料无法烘干。所使用的冷铁通常为铸铁冷铁，但这种操作方法存在以下问题：1、冷铁槽在经过流涂烘干后，由于有涂料层的覆盖，冷铁难以粘接，特别是直冷冷铁在组芯过程中容易脱落；2、铸铁冷铁尺寸精度差，与砂芯凹坑的配合间隙不均匀，缝隙通常较大，浇注过程铁水易钻入冷铁间隙冲掉冷铁，尤其是粘接在顶面的冷铁；3、铁水容易与冷铁间隙中的胶发生反应而产生气体，造成冷铁周围铸件的气孔类质量缺陷问题。

发明内容

本发明针对现有技术中带直冷冷铁的3D打印砂芯的冷铁放置工艺存在的问题，提供一种带冷铁的3D打印砂芯的制作方法，以解决直冷冷铁易脱落，安装间隙大的问题。

本发明的目的是这样实现的，一种带直冷冷铁的3D打印砂芯的制作方法，依次包括如下过程：砂芯结构设计、砂芯3D打印、砂芯流涂、冷铁安装；所述砂芯结构设计过程中，在需要设置冷铁的砂芯部位设计用于配合安装冷铁的凹坑,所述凹坑对应铸件开口方位设有与砂芯一体成型的凸出砂芯对应的铸件轮廓的密封盖；所述砂芯3D打印过程中，将带密封盖的砂芯通过3D打印设备打印出来；然后进行砂芯流涂，待砂芯表面的流涂层干燥后进行冷铁安装，安装时，将凸出的密封盖打磨掉以露出凹坑对应铸件侧的开口，清除凹坑内散沙，然后将冷铁配合安装并固定在凹坑内，最后在外露的冷铁端面补刷耐火涂层，完成带冷铁的3D打印砂芯的制作。

本发明的砂芯制作方法，改变了冷铁安装和流涂工艺，并在安装冷铁的凹坑口部设有密封盖可以壁免流涂时，涂料进入凹坑内，以防止冷铁粘接不牢固的问题。