本發明涉及一種砂芯排氣方法及裝置，尤其涉及一種澆注過程中提高砂芯排氣的裝置，屬于鑄造領域。

背景技術：

鑄造離不開模具的設計和制作，砂芯是用在模具制作過程中形成鑄件內腔、孔以及鑄件外形不易出砂的部位。砂芯在高溫金屬液的作用下，由于水分蒸發及有機物的揮發、分解和燃燒，在澆注后很短時間內會產生大量氣體。當砂芯排氣不良時，這些氣體會侵入到金屬液中，使鑄件產生氣孔缺陷。因此，砂芯的結構設計和制造方式，以及在下芯、合型操作中都要采取必要的措施使澆注時在砂芯中產生的氣體順利地通過芯頭及時排出。為此，在制芯方法上應采用透氣性好的芯砂制作砂芯，砂芯中應開設排氣通道，砂芯的芯頭尺寸要足夠大，以利于氣體的排出。在下芯時，應注意不要堵塞芯頭的出氣孔，在鑄型中與芯頭出氣孔對應的位置應開設排氣通道，以便將砂芯中產生的氣體引出型外。對于一些砂芯多而復雜的薄壁箱體類鑄件，更要改善砂芯的排氣條件。對于形狀復雜的大砂芯，應開設縱橫交叉的排氣道，排氣道必須通至芯頭端面，不得與砂芯工作面相通，以免金屬液鉆入。

現有的砂型排氣方式都是通過上述的排氣通道設計，自然排氣的方式將氣體導出到型外，排氣通道一般的設計都不大，以避免使砂芯的重量過小，在澆注過程中砂芯自重無法承受金屬液對砂芯的浮力而出現漂芯的現象；同時避免砂芯開設排氣通道而影響砂芯的強度。這種自然排氣方式在澆注過程中由于排氣通道較小，在澆注過程中產生的大量氣體不容易快速排出，而導致在排氣通道里堆積，導致排氣通道的效果大幅度下降甚至不產生作用。從而影響到鑄件的成型質量。

技術實現要素：

本發明的目的是為了可以在澆注過程中使砂型排氣通道中的氣體快速排出到型外而提供一種澆注過程中提高砂芯排氣的裝置。

本發明的目的是這樣實現的：包括下砂型、上砂型、設置在下砂型和上砂型之間的中空砂芯、排氣管、抽氣機，所述上砂型設置有至少兩根與中空砂芯的中空部分相通的排氣管道，上砂型上端還設置有階梯槽，排氣管的數量、階梯槽的數量均與排氣管道的數量相同，每個階梯槽包括圓形凹槽和設置在圓形凹槽下端的錐形槽，每個排氣管包括耐高溫陶瓷管和膠皮軟管，且耐高溫陶瓷管包括與錐形槽配合錐形管、與圓形凹槽下端面連接的法蘭和設置在法蘭上的圓柱管，圓柱管、圓錐管與對應的排氣管道相通，橡皮軟管的一端與圓柱管連接、另一端與安裝在抽氣機抽氣口上的六通管連接。

本發明還包括這樣一些結構特征：

1.錐形槽與圓錐管的錐度均是5°。

2.橡皮軟管通過卡箍與六通管連接。

3.所述排氣管道有兩根，且兩根排氣管道對稱設置在上砂型上，對應的排氣管和階梯槽也均有兩個。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：1、本發明通過真空抽氣機與砂型的配合實現在澆注過程中進行抽氣，這能夠將澆注時型腔中聚集的氣體和砂型在高溫下產生的氣體快速排出砂型的排氣通道，避免了由于氣體在排氣通道中聚集而導致型腔中氣體無法排出和砂型產生的氣體進入型腔。更好地提高了排氣通道的作用，使得鑄件出現氣孔缺陷的可能性大大降低，提高了鑄件的質量和合格率。2、本發明操作簡單，方便拆卸。

附圖說明

圖1為本發明的整體連接圖；

圖2為本發明的砂型凹槽圖；

圖3為本發明的排氣管圖；

圖4為本發明排氣管與砂型連接圖；

其中：1-下砂型；2-上砂型；3-中空砂芯；4-排氣通道；5-階梯槽；6-耐高溫陶瓷管；7-過濾網；8-膠皮軟管；9-金屬六通管；10-真空抽氣機；11-喉箍。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步詳細描述。

結合圖1-4，本發明的裝置的制作方法包括以下步驟：

1.砂型和中空砂芯的制作；

2.耐高溫陶瓷管的安放與真空抽氣機的組裝；

3.澆注時真空抽氣。

上述步驟1包括以下步驟：

1.1.設計澆注系統；

1.2.設計砂型以及中空砂芯并制作；

1.3.組裝砂型和砂芯。

其中步驟1.2中砂型的設計要考慮到中空砂芯3的排氣，需要在砂型中芯頭放置處開設排氣通道4，排氣通道4開口位置應與砂芯3中空部分相匹配，以保證中空砂芯3排氣的順暢。在上砂型2排氣通道4處，開設階梯槽5，階梯槽由圓形凹槽和錐形槽組成，圓形凹槽直徑為140mm高為80mm，圓形凹槽底部中心有向砂型延伸的錐形槽，錐形槽大圓直徑為60mm錐度為5°，高度為40mm。圓形凹槽底部開設有四個Ф8螺孔，鄰近螺孔成90°排列。在下砂型1、上砂型2和中空砂芯3制作完成后，需要用風槍對砂型的排氣通道4和中空砂芯3的中空位置吹砂，保證其內部清潔沒有浮砂。

上述步驟2包括以下步驟：

2.1.排氣管的制作；

2.2.排氣管與砂型的連接與固定；

2.3.排氣管與真空抽氣機的連接與固定。

步驟2.1的具體實現方式是排氣管包括耐高溫陶瓷管6和膠皮軟管8；耐高溫陶瓷管是一個一端為圓柱管，另一端為圓錐管，中間由帶四個螺孔的法蘭圈形成的特殊形狀管。圓柱管內徑為60mm，厚度為5mm，長度為200mm；法蘭圈直徑為140mm，厚度為10mm，4個Ф8螺孔成90°對稱排列在法蘭圈上；圓錐管大圓內徑為60mm，錐度為5°，厚5mm，長度為40mm。其中，圓柱管一端連接內徑為63mm，厚度為2mm，長為3000-10000mm的膠皮軟管8，并由喉箍11緊固。并在圓柱管和膠皮軟管8連接處放置圓形過濾網7，圓形過濾網7直徑為63mm，目數為80-500。用喉箍11將過濾網7緊固在圓柱管末端處的膠皮軟管8內。

步驟2.2的具體實現方式是：將排氣管中法蘭圈和圓錐管部分放入砂型階梯槽5中，法蘭圈中的四個螺孔與砂型階梯槽5中的螺孔位置對應。使用Ф8螺釘將耐高溫陶瓷管6與砂型連接緊固，并在緊固后用散沙將階梯槽5填滿并壓實。

步驟2.3的具體實現方式是：在抽氣機抽氣口10裝有金屬六通管9，將排氣管的膠皮軟管8連接在金屬六通管9上，并用喉箍11緊固，不連接排氣管的六通管9的管口用蓋子蓋上并用密封圈密封，保證在真空抽氣機10抽氣時不會在通管9處漏氣。

上述步驟3的具體實施方式是：將組裝好的下砂型1、上砂型2、中空砂芯3、排氣管與真空抽氣機10放置在澆注平臺上。根據砂型的尺寸大小、用砂種類和排氣通道4的尺寸來估算可能產生的排氣量，然后根據估算的排氣量制定真空抽氣機10的工作功率。在澆注時通過抽氣將下砂型1、上砂型2和中空砂芯3釋放的氣體排除到砂型外。

本發明的步驟1中空砂芯3的中空部分直徑應小于砂型中排氣通道4的直徑，這樣可以更有利于鑄型中產生的氣體和中空砂芯3產生的氣體進入排氣通道4。階梯槽5的設計能有效的為排氣管提供定位，并能在定位后保證排氣管與砂型之間的氣密性。吹砂可以將制作完成后的砂芯和砂型中的浮砂去除，降低了在抽氣過程中浮砂被抽入真空抽氣機10中，造成對機器的破壞。

本發明的步驟2排氣管中的耐高溫陶瓷管6是為了保證在澆注過程中排氣管與砂型連接部分在溫度較高的情況下不發生變形。膠皮軟管8可以很好的連接耐高溫陶瓷管6和抽氣機10，在耐高溫陶瓷管6和膠皮軟管8連接部分放置的過濾網7可以將抽氣過程中抽出的砂子擋在過濾網7外而不進入抽氣機10，從而保證抽氣機10的安全。利用喉箍11將三者固定，可以簡單有效的拆分和進行替換。六通管9能提供多個抽氣通道，對于擁有數量不同排氣通道4的砂型可以同時進行抽氣。在砂型和耐高溫陶瓷管6連接部分，連接后用散沙將砂型階梯槽5填滿并壓實，可以保證連接處的氣密性，使抽氣工作可以良好的進行。

在澆注前開始抽氣，將排氣管和砂芯的中空部分抽至0.1-0.4MPa的負壓，然后再開始澆注。

當中空砂芯較多鑄型復雜時，排氣通道數量可能大于5個，因此在六通管9處再連接其他形式的通管，使得通管口數量與砂型排氣通道數量一致。