[发明专利]一种砂型出气冒口及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及铸造领域，具体为一种砂型出气冒口及制备方法。

背景技术

冒口是指为避免铸件出现缺陷而附加在铸件上方或侧面的补充部分，有防止缩孔、缩松、排气和集渣的作用。

现有技术中，独立的出气冒口一般通过使用快干胶将冒口砂芯与芯包粘结在一起，如图1所示，这种固定方式在浇注过程中，胶容易因铁液高温烘烤而失去粘结效果，从而导致出气冒口砂芯漂浮，降低了压力头，进而引起铸件内部产生缩松缺陷，造成铸件报废。而少部分现有技术中，采用螺纹连接固定出气冒口，但因螺纹连接的机械强度无法满足要求，也会导致冒口砂芯漂浮跑火，影响铸件质量。

发明内容

本发明提供一种砂型出气冒口，所述砂型出气冒口采用螺纹固定结构与芯包连接，并且螺纹结构通过各项参数的设定，大大提高了其机械强度。本发明还提供一种所述砂型出气冒口的制备方法，所述制备方法采用3D喷墨打印技术，在进一步改进造型材料的基础上，获得高强度，高机械性能，耐温耐热的造型材料，进而获得具有良好固定性能的出气冒口，本发明生产出的出气冒口，能牢固的固定在芯包上，在铸件生产过程中，不漂浮不跑火，大大提高了铸件的生产质量。

为解决上述问题，本发明提供一种砂型出气冒口，包括砂芯本体、出气孔，所述出气孔沿砂芯本体轴线设置，所述出气孔贯穿砂芯本体，其特征在于，所述砂芯本体下部还设置有外螺纹，所述外螺纹螺距为5-8mm，所述外螺纹线数为2-4。

优选的，所述外螺纹螺距为6mm，所述外螺纹线数为2。

优选的，所述外螺纹牙型角为55-62°，所述外螺纹牙型高度为3.000-4.800mm。

优选的，上述砂型出气冒口还包括与所述外螺纹相互配合的内螺纹，所述内螺纹设置于与所述砂型出气冒口配合使用的芯包内。

本发明还提供上述砂型出气冒口的制备方法，包括步骤：

1)提供打印材料；所述材料由以下重量份的原料混合而成：水玻璃石英砂30-50份、水玻璃铬铁矿砂50-70份、树脂自硬砂5-15份、石墨烯5-15份、纳米碳酸钙5-10份、纳米二氧化钛5-10份、交联剂5-10份；

2)提供3D打印参数；

3)利用3D打印设备，打印获得所述砂型出气冒口。

优选的，所述步骤1)中所述造型材料由以下重量份的原料混合而成：水玻璃石英砂40份、水玻璃铬铁矿砂60份、树脂砂10份、石墨烯10份、纳米碳酸钙8份、纳米二氧化钛8份、交联剂8份。

优选的，所述步骤1)中，纳米碳酸钙粒径为400-600纳米。

优选的，所述步骤1)中，纳米二氧化钛粒径为50-150纳米。

更为优选的，所述步骤1)中，交联剂为过氧化甲苯酰或四烃基丙烯酸丁酯中的一种。

铬铁矿砂属铬尖晶石类，主要矿物组成为FeO.Cr₂O₃，产于盐基性岩或富镁的超基性岩或由它演变的蛇纹岩中，实际的矿物是由各种尖晶石的混晶组成。一般可以用(Mg，Fe)O〃(Cr，Al，Fe)₂O₃的化学式表示。铬铁矿砂的密度为4-4.8g/cm³，莫氏硬度为5.5-6级，耐火度大于1900℃，但含杂质时其耐火度将降低。铬铁矿中最有害的杂质是碳酸盐(CaCO₃，MgCO₃)，它与高温金属液接触时分解出CO₂，易使铸件表面产生气孔。因此含有碳酸盐的铬铁矿应经900-950℃高温焙烧，使其中的碳酸盐分解。铬铁矿砂有很好的抗碱性渣的作用，不与氧化铁等发生化学反应。铬铁矿砂的热导率比硅砂大好几倍，而且在熔融金属浇注的过程中铬铁矿本身发生固相烧结，从而有利于防止熔融金属的渗透。

自然界的石英石或石英砂石，经人工破碎、筛选而得到的称为人工砂。一般SiO₂含量比天然砂高，为与天然砂区分，常称石英砂。其耐火度比较高，铸造有所采用。

水玻璃是我国自20世纪50年代以来用量仅次于粘土和膨润土的一种无机化学粘结剂，由水玻璃改造后的铸造原砂，在铸造行业得到了广泛的应用。