一種帶直冷冷鐵的3D打印砂芯的制作方法技術

本發明專利技術涉及鑄造技術領域，特別涉及一種制作精度高，提高鑄件質量的帶冷鐵的3D打印砂芯的制作方法，依次包括如下過程：砂芯結構設計、砂芯3D打印、砂芯流涂、特征在于，所述砂芯結構設計過程中，在需要設置冷鐵的砂芯部位設計用于配合安裝冷鐵的凹坑,所述凹坑對應鑄件開口方位設有與砂芯一體成型的凸出砂芯對應的鑄件輪廓的密封蓋；所述砂芯3D打印過程中，將帶密封蓋的砂芯通過3D打印設備打印出來；然后進行砂芯流涂，待砂芯表面的流涂層干燥后進行冷鐵安裝，安裝時，將凸出的密封蓋打磨掉以露出凹坑對應鑄件側的開口，清除凹坑內的散沙，然后將冷鐵配合安裝并固定在凹坑內，最后在外露的冷鐵端面補刷耐火涂層，完成帶冷鐵的3D打印砂芯的制作。

Method for making 3D printing sand core with straight cold iron

The present invention relates to the technical field of casting, especially relates to a high precision method for making 3D printing sand core with cold iron to improve casting quality, which comprises the following steps: sand core sand core structure design, 3D printing, coating, sand core flow is characterized in that the core structure of the design process. Used for the installation of cold iron pit in the sand core site design need to chill the sealing cover casting the casting opening corresponding concave contour orientation is provided with a convex core corresponding integrally formed with the sand core; the sand core 3D printing process, the sand core with a sealing cover through 3D printing equipment printing out; then the sand core flow coating, coating the surface of the flow after the sand core drying after cold iron installation, installation, the sealing cover is removed to expose the corresponding casting pit side of the opening convex, pit sand removal, however After the cold iron is fitted and fixed in the pit, finally, the surface of the exposed cold iron is coated with a fireproof coating, and the 3D printing sand core made with cold iron is finished.

【技術實現步驟摘要】
一種帶直冷冷鐵的3D打印砂芯的制作方法
本專利技術涉及鑄造砂芯制作
，特別涉及一種帶直冷冷鐵的3D打印砂芯的制作方法。
技術介紹
隨著3D打印技術的推廣與應用，目前使用3D打印砂芯進行鑄造生產的方法已經在行業內逐漸流行。該方法無需考慮類似傳統工藝的起模和撤料問題，可實現各種復雜結構砂芯的一次性高精度打印，大大提高鑄造工藝設計的靈活性。球墨鑄鐵件澆注中，由于凝固過程金相組織的轉變，晶粒間隙很難得到鐵液充分補充，故比灰鐵更容易產生縮松縮孔。在工藝設計時，需要使用冷鐵控制凝固順序，降低熱節處模數，以保證鑄件的縮松等級要求。手工制芯時冷鐵可以提前預埋，冷鐵和砂芯之間不存在配合間隙，而對于3D打印砂芯，由于不能提前預埋冷鐵，需要在砂芯打印完成后再進行冷鐵粘接，這就加大了冷鐵使用的難度。特別是與鑄件直接接觸的直冷冷鐵，在以往的生產過程中，我們首先在砂芯需要放置冷鐵部位打印出一個放置冷鐵的凹坑，在砂芯完成流涂烘干后，將冷鐵粘入凹坑中。若先粘冷鐵后流涂，涂料鉆入冷鐵與砂芯配合間隙，冷鐵沿周的涂料無法烘干。所使用的冷鐵通常為鑄鐵冷鐵，但這種操作方法存在以下問題：1、冷鐵槽在經過流涂烘干后，由于有涂料層的覆蓋，冷鐵難以粘接，特別是直冷冷鐵在組芯過程中容易脫落；2、鑄鐵冷鐵尺寸精度差，與砂芯凹坑的配合間隙不均勻，縫隙通常較大，澆注過程鐵水易鉆入冷鐵間隙沖掉冷鐵，尤其是粘接在頂面的冷鐵；3、鐵水容易與冷鐵間隙中的膠發生反應而產生氣體，造成冷鐵周圍鑄件的氣孔類質量缺陷問題。
技術實現思路
本專利技術針對現有技術中帶直冷冷鐵的3D打印砂芯的冷鐵放置工藝存在的問題，提供一種帶冷鐵的3D打印砂芯的制作方法，以解決直冷冷鐵易脫落，安裝間隙大的問題。本專利技術的目的是這樣實現的，一種帶直冷冷鐵的3D打印砂芯的制作方法，依次包括如下過程：砂芯結構設計、砂芯3D打印、砂芯流涂、冷鐵安裝；所述砂芯結構設計過程中，在需要設置冷鐵的砂芯部位設計用于配合安裝冷鐵的凹坑,所述凹坑對應鑄件開口方位設有與砂芯一體成型的凸出砂芯對應的鑄件輪廓的密封蓋；所述砂芯3D打印過程中，將帶密封蓋的砂芯通過3D打印設備打印出來；然后進行砂芯流涂，待砂芯表面的流涂層干燥后進行冷鐵安裝，安裝時，將凸出的密封蓋打磨掉以露出凹坑對應鑄件側的開口，清除凹坑內散沙，然后將冷鐵配合安裝并固定在凹坑內，最后在外露的冷鐵端面補刷耐火涂層，完成帶冷鐵的3D打印砂芯的制作。本專利技術的砂芯制作方法，改變了冷鐵安裝和流涂工藝，并在安裝冷鐵的凹坑口部設有密封蓋可以壁免流涂時，涂料進入凹坑內，以防止冷鐵粘接不牢固的問題。作為本專利技術的進一步改進，所述冷鐵包括附壁冷鐵和懸臂冷鐵，所述附壁冷鐵指冷鐵在重力方向有砂芯支撐，位于形成鑄件向下的面或側面對應的砂芯的頂面或側面，所述懸臂冷鐵位于形成鑄件向上的面所對應的砂芯的向下面上，所述附壁冷鐵安裝前在與鑄件非接觸的與凹坑配合的表面涂膠后對應粘接于凹坑一內，所述附壁冷鐵的截面形狀與凹坑一的對應的截面形狀相同并且間隙配合；所述懸臂冷鐵對應安裝于凹坑二內，所述懸臂冷鐵對應凹坑二內部的一端設有徑向外凸的臺階，所述凹坑二對應懸臂冷鐵的臺階端設有與臺階外形尺寸相同的向砂芯背對凹坑二一側貫通的通孔，所述通孔內配合粘接有頂部粘芯，所述頂部粘芯與砂芯材料相同，單獨制作，懸臂冷鐵安裝時，將懸臂冷鐵從凹坑二對應的通孔側配合裝入凹坑二內，然后將頂部粘芯配合粘接在凹坑二對應的通孔內，最后對冷鐵的外露面補刷耐火涂層，完成懸臂冷鐵的安裝。本專利技術的結構中，附壁冷鐵借助砂芯的支撐，配合粘接在凹坑內，結構簡單，安裝方便。懸臂冷鐵結構與凹坑之間通過設置相互配合的臺階結構，實現冷鐵重力方向的支撐固定，解決了懸臂冷鐵重力方向無法固定支撐的問題；凹坑背側對應的砂芯部位設置通孔，便于冷鐵的安裝，安裝后采用頂部粘芯封堵通孔，操作方便，結構簡單可靠。為提高冷鐵的尺寸精度，所述冷鐵為機械切削加工而成，并且冷鐵外周與凹坑內壁之間設有0.2—0.3mm的安裝間隙。作為本專利技術的進一步優選方案所述密封蓋的厚度為3—5mm，截面尺寸比對應的凹坑尺寸大3—5mm。附圖說明圖1為本專利技術的帶附壁冷鐵的下砂芯的結構示意圖（未裝冷鐵前的結構）。圖2為安裝附壁冷鐵后的下砂芯結構示意圖。圖3為帶臂冷鐵的下砂芯的結構示意圖（未裝冷鐵前的結構）。圖4為安裝懸臂冷鐵后的下砂芯結構示意圖。圖5為砂芯的裝配示意圖。其中，1為下砂芯；2凹坑一；3密封蓋一；4附壁冷鐵；5密封蓋二；6上砂芯；7凸坑二；8通孔；9懸臂冷鐵；10頂部粘芯；11鑄件。具體實施方式下面結合附圖詳細說明本專利技術的帶直冷冷鐵的3D打印砂芯的制作方法。如圖1—圖5所示，本專利技術的帶直冷冷鐵的3D打印砂芯的制作方法，依次包括如下過程：芯結構設計、砂芯3D打印、砂芯流涂、冷鐵安裝。如圖1所示和圖3所示，砂芯結構設計過程中，在需要設置冷鐵的砂芯的相應部位設計用于配合安裝冷鐵的凹坑,凹坑對應鑄件開口方位設有與砂芯一體成型的凸出砂芯對應的鑄件輪廓的密封蓋。本實施例中以用于3D打印的的直冷冷鐵為例，該類直冷冷鐵包括附壁冷鐵和懸臂冷鐵。如圖5所示，附壁冷鐵4指冷鐵在重力方向有砂芯支撐，位于形成鑄件11向下面或側面對應的砂芯的頂面或側面，懸臂冷鐵9位于形成鑄件11向上的面所對應的上砂芯6的向下面上。下面分別說明帶附壁冷鐵的下砂芯和帶懸壁冷鐵的上砂芯的制作方法。帶附壁冷鐵的下砂芯在3D打印砂芯的結構設計時，如圖1所示，在設置附壁冷鐵的部位設置凹坑一2，凹坑一2對應鑄件的口部設有與下砂芯1一體的密封蓋一3，該密封蓋一3與下砂芯1通過3D打印整體成形。砂芯3D打印過程中，將帶密封蓋一的下砂芯通過3D打印設備打印出來；然后進行砂芯流涂，待砂芯表面的流涂層干燥后進行附壁冷鐵的安裝，如圖2所示，將下砂芯2上凸出的密封蓋一3打磨掉以露出凹坑一2對應鑄件側的開口，清除凹坑一2內散沙，然后將附壁冷鐵4與砂芯的接觸部位涂一層粘結劑與凹坑一2的內壁配合粘接牢固，最后在外露的附壁冷鐵端面補刷耐火涂層，完成帶冷鐵的3D打印下砂芯的制作。如圖3所示，帶懸臂冷鐵的上砂芯結構設計時，在放置懸臂冷鐵9的上砂芯6的部位對應設置凹坑二7，凹坑二7對應鑄件的口部設有與上砂芯6一體的密封蓋二5，該密封蓋二與上砂芯通過3D打印整體成形。為便于懸臂冷鐵的安裝，懸臂冷鐵9對應凹坑二7內部的一端設有徑向外凸的臺階，凹坑二7對應懸臂冷鐵9的臺階端設有與臺階外形尺寸相同的向砂芯背對凹坑二一側貫通的通孔8。帶密封蓋二、凹坑二和通孔的上砂芯通過3D打印一體成形后，進行砂芯流涂，接著進行冷鐵安裝。如圖4所示，懸臂冷鐵安裝時，將懸臂冷鐵9從上方的通孔8一側配合裝入凹坑二7內，然后在通孔內配合粘接一頂部粘芯10，該頂部粘芯10與砂芯材料相同單獨制作的，最后對懸臂冷鐵9的下端的外露端面補刷耐火涂層，完成懸臂冷鐵的安裝。本結構中，懸臂冷鐵結構與凹坑之間通過設置相互配合的臺階結構，實現冷鐵重力方向的支撐固定，解決了懸臂冷鐵重力方向無法固定支撐的問題；凹坑二7背側對應的砂芯部位設置通孔8，便于冷鐵的安裝，安裝后采用頂部粘芯10封堵通孔，操作方便，結構簡單可靠。為提高冷鐵與砂芯凹坑的配合精度，上述各冷鐵為機械切削加工而成，并且冷鐵的截面形狀與凹坑的對應部位的截面形狀相同本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種帶直冷冷鐵的3D打印砂芯的制作方法，依次包括如下過程：砂芯結構設計、砂芯3D打印、砂芯流涂、冷鐵安裝；其特征在于，所述砂芯結構設計過程中，在需要設置冷鐵的砂芯部位設計用于配合安裝冷鐵的凹坑,所述凹坑對應鑄件開口方位設有與砂芯一體成型的凸出砂芯對應的鑄件輪廓的密封蓋；所述砂芯3D打印過程中，將帶密封蓋的砂芯通過3D打印設備打印出來；然后進行砂芯流涂，待砂芯表面的流涂層干燥后進行冷鐵安裝，安裝時，將凸出的密封蓋打磨掉以露出凹坑對應鑄件側的開口，清除凹坑內的散沙，然后將冷鐵配合安裝并固定在凹坑內，最后在外露的冷鐵端面補刷耐火涂層，完成帶冷鐵的3D打印砂芯的制作。

【技術特征摘要】
1.一種帶直冷冷鐵的3D打印砂芯的制作方法，依次包括如下過程：砂芯結構設計、砂芯3D打印、砂芯流涂、冷鐵安裝；其特征在于，所述砂芯結構設計過程中，在需要設置冷鐵的砂芯部位設計用于配合安裝冷鐵的凹坑,所述凹坑對應鑄件開口方位設有與砂芯一體成型的凸出砂芯對應的鑄件輪廓的密封蓋；所述砂芯3D打印過程中，將帶密封蓋的砂芯通過3D打印設備打印出來；然后進行砂芯流涂，待砂芯表面的流涂層干燥后進行冷鐵安裝，安裝時，將凸出的密封蓋打磨掉以露出凹坑對應鑄件側的開口，清除凹坑內的散沙，然后將冷鐵配合安裝并固定在凹坑內，最后在外露的冷鐵端面補刷耐火涂層，完成帶冷鐵的3D打印砂芯的制作。2.根據權利要求1所述的帶直冷冷鐵的3D打印砂芯的制作方法，其特征在于，所述冷鐵包括附壁冷鐵和懸臂冷鐵，所述附壁冷鐵指冷鐵在重力方向有砂芯支撐，位于形成鑄件向下的面或側面對應的砂芯的頂面或側面，所述懸臂冷鐵位于形成鑄件向上的面所對應的砂芯的向下面上，所述附壁...

【專利技術屬性】
技術研發人員：杜文強，李嘉豪，
申請(專利權)人：寧夏共享模具有限公司，
類型：發明
國別省市：寧夏,64