[发明专利]强化砂型及其制作方法

说明书

一种强化砂型及其制作方法，包括砂型、内腔、强化层，砂型内部设置有至少一个内腔，内腔至少一端与外界连通，内腔表面覆盖强化层，或者强化层渗入内腔表面，内腔设置有强化层的砂型抗拉强度不低于4MPa。特别是适用于复杂内腔管道砂型或者强度不够的砂型。使得结构脆弱的砂型在施涂、运输或者组芯、浇注过程砂型不会断裂，减少返工次数，提高效率。

技术领域

本发明涉及砂型领域，尤其涉及一种强化砂型及其制作方法。

背景技术

在一些像发动机机匣、壳体、壳盖等结构复杂砂型的生产过程中，其产品 砂型中的一些细小异形管道结构的砂型数量多，直径小，弯曲度大，形状极不 规整，生产难度极大，要是通过模具制作这类砂型，难度非常大，且模具的制 作过程也极其困难，同时此类砂型大都需要做增加其强度的芯骨，而这种异形 结构的芯骨制作难度更是可想而知。

随着3D打印技术的推广与应用，使得砂型的制作变得异常简单，该技术无 需再制作模具，无需考虑传统工艺的起模和撤料问题，可实现各种复杂结构型 芯的一次性高精度打印，增加了铸造工艺设计方法的灵活性，同时节约了模具 制造成本，缩短了砂型的制作周期。

但是针对一些结构脆弱的砂型，在施涂、运输及组芯浇注过程中极易发生 断裂，3D打印砂型不能满足其高强度和不能放置芯骨的问题随之暴露，特别是 一些细小管道砂型，其结构弯曲度大，直径小，即使是采用3D打印技术进行制 作，也很难达到其应有使用要求。

鉴于以上问题，发明一种3D打印砂型的强化方法很有必要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种强化砂型及其制作方法，本发明公 开的一个方面解决的一个技术问题是提高结构脆弱砂型的强度，使得砂型在施 涂、运输或者组芯、浇注过程砂型不会断裂。通过结合3D打印砂型的优势和成 形特点，此发明能有效提高3D打印型芯的强度和韧性，解决其强度要求高、施 涂、运输及组芯浇注过程中易发生断裂断裂等问题，达到铸件的生产要求。

本发明解决其技术问题所采用的一个技术方案是：

一种强化砂型，包括砂型、内腔、强化层，砂型内部设置有至少一个内腔， 内腔至少一端与外界连通，内腔表面覆盖强化层，或者强化层渗入内腔表面， 内腔设置有强化层的砂型抗拉强度不低于4MPa。

尤其是大型砂型，内部结构复杂，有很多细长的管道或者薄的板状或者长 条板状结构，因为结构本身就是比较容易断裂的，所以在施涂、运输或者组芯、 浇注任意一个环节都有可能出现断裂的情况，如此一来废品率提高，返工次数 提高，严重影响工作效率，所本方案就是将这些需要强化的脆弱结构，需要强 化的砂型内部设置至少一个内腔，然后再内腔中设置强化层，使得该砂型的抗 拉强度不低于4MPa，这样的抗拉强度完全可以保证在砂型施涂、运输或者组芯、 浇注任意一个环节都不会断裂，从而提高效率。

优选的，所述内腔设置有强化层的砂型抗压强度不低于4MPa。

内腔在浇注的时候有可能会通入冷却液体或者一定压力的冷却气体，所以 需要有一定的抗压能力，且设置强化层之后的内腔抗压强度达到了4MPa，足以 应对上述情况。

优选的，所述砂型由硅砂、陶粒砂、铬矿砂、宝珠砂、锆砂中至少一种颗 粒材料制成，且颗粒材料粒度为50-200目。

选择耐火程度高的颗粒材料，可以保护强化层，尤其是在浇注的时候保护 强化层。颗粒度会影响材料之间的缝隙，从而影响强化层的渗入难易程度和渗 入厚度。

优选的，所述内腔孔径不低于2毫米。

内腔截面可以是圆形或者四边形或者三角形等图形，但是孔径最小是2毫 米，因为还需要清砂，过于小会造成清砂困难，所以有孔径最低要求。

优选的，所述内腔内表面距离砂型外表面的距离大于或者等于2毫米。