專利名稱：熱電偶保護(hù)管的鑄造工藝、方法及其砂芯、芯撐的設(shè)計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鑄造領(lǐng)域，特別是一種熱電偶保護(hù)管的鑄造工藝方法及其砂芯、芯撐的設(shè)計。
熱電偶是高溫測量中的傳感部分，主要用于金屬冶煉，工業(yè)爐窯測溫。在進(jìn)行熱電偶測溫時，必須采用保護(hù)管以保證熱電偶的一對偶絲不受損傷，在目前，熱電偶的保護(hù)管大致有三種，一種是采用陶瓷或石英陶瓷管，但這種保護(hù)管存在有易碎及壽命短等問題；另外一種是不銹鋼管，存在著價格昂貴、壽命短等問題，以上兩者由于上述問題在國外已逐漸被淘汰；還有一種就是目前被國外采用的耐熱鑄鐵管，這種鑄鐵管由耐熱鑄鐵合金鑄成，具有成本低，使用壽命長等優(yōu)點，我國曾于七十年代開始研制這種保護(hù)管，但未見投放市場及用于生產(chǎn)的報導(dǎo)。國外對該產(chǎn)品已進(jìn)入生產(chǎn)使用階段，但仍然存在以下問題1.由于孔小，深且不通，故其生產(chǎn)的許多產(chǎn)品排氣十分困難，鑄件容易形成氣孔及多孔；2.砂芯只能在一端可靠地定位，多數(shù)產(chǎn)品往往形成另一端偏心。由于上述兩點原因，常常使得鑄鐵保護(hù)管的成品率較低；另外，國外在生產(chǎn)鑄鐵管時采用松香砂芯，該砂芯存在的主要問題是需要專用設(shè)備生產(chǎn)，且造價昂貴，芯子很長時，形狀的穩(wěn)定性及強度存在一定問題。
本發(fā)明的目的在于提出一種能夠使成品率大大提高的熱電偶保護(hù)管的鑄造系統(tǒng)，同時對這種系統(tǒng)設(shè)計砂芯和芯撐，所設(shè)計的砂芯不僅具有強度高、穩(wěn)定性好、排氣性好的特點，而且生產(chǎn)成本低；所設(shè)計的芯撐能夠?qū)ι靶緶?zhǔn)確定位，進(jìn)而使得鑄造出的保護(hù)管基本不存在偏心等問題，使成品率大為提高。
實現(xiàn)本發(fā)明的基本方案如下
首先，設(shè)計了合理的澆注系統(tǒng)，本發(fā)明采有了中心橫澆道，小斷面內(nèi)澆道的方案，這樣，它不僅可以保證產(chǎn)品完滿地澆注成型；而且可以合理地阻擋熔渣，不因澆注產(chǎn)生過熱、疏松、冷隔等問題；其次，本發(fā)明還設(shè)計了專門的芯撐以保證澆注過程中砂芯處于砂型的中間位置，該芯撐由鍍鋅鐵絲制成中心彎曲的上芯撐和下芯撐，上、下芯撐放置在澆注設(shè)備中可以有效地將砂芯固定在砂型的中心部位，以保證所鑄的保護(hù)管不存在偏心現(xiàn)象。另外，為了保證砂芯的強度及形狀穩(wěn)定，本發(fā)明設(shè)計了一種帶有芯骨的砂芯，即采用一種空心薄壁鋼管作為芯骨，且在管壁交錯排列有多個小孔，保證了砂芯的透氣性。在芯骨的外部采用呋喃樹脂砂或聚丙烯酸鈉樹脂砂，作為芯砂，由芯盒成形，烘干后即制成強度高、穩(wěn)定性和排氣性較為理想的砂芯。
由于本發(fā)明設(shè)計了合理的澆注系統(tǒng)，在系統(tǒng)中采用了中心橫澆道及小斷面內(nèi)澆道的設(shè)計方案，使得設(shè)備在鑄造過程中能合理的阻擋熔渣，且不產(chǎn)生疏松、冷隔等問題，而且還針對本設(shè)備，設(shè)計了專門的芯撐，良好地保證了將砂芯固定在砂型的中心部位，使得澆注過程中不會存在偏心現(xiàn)象；同時本發(fā)明所設(shè)計的砂芯，不僅具有強度高，穩(wěn)定性好，排氣性好等優(yōu)點，而且可以重復(fù)使用，從而使得產(chǎn)品的成本大為降低，實踐表明，采用上述方案后，產(chǎn)品的良品率可達(dá)到95％。
以下結(jié)合附圖和實施對本發(fā)明作更進(jìn)一步的描述

圖1為本發(fā)明澆注系統(tǒng)的總體圖；圖2為本發(fā)明澆注系統(tǒng)的剖面圖；圖3為本發(fā)明所設(shè)計的砂芯結(jié)構(gòu)剖面示意圖；圖4為本發(fā)明所設(shè)計的芯撐示意圖；圖5為本發(fā)明所設(shè)計的另一種芯撐示意圖；圖6為本發(fā)明芯撐和系統(tǒng)在砂型中的布置情況示意圖；圖7為圖6的A—A剖面圖。
圖1、圖2中，1.上砂箱；2.下砂箱；3.直澆道；4.砂箱墊；5.橫澆道；6.內(nèi)澆道；7.冒口；8.管子型腔。
熔化的鐵水由直澆道3注入砂型中，然后通過橫澆道5至內(nèi)澆道6進(jìn)入保護(hù)管的型腔8中，在管子型腔8中由于設(shè)置有芯撐和砂芯，鐵水形成熱電偶保護(hù)管的形狀經(jīng)冷卻、清砂、割澆口冒口、退火后即可形成普通的鑄鐵熱電偶保護(hù)管。本系統(tǒng)可以一次形成兩個完全相同的保護(hù)管，工作效率得到提高，同時設(shè)計的中心橫澆道和小斷面內(nèi)澆道，可以避免澆注過程中產(chǎn)生的過熱、疏松、冷隔等問題，又能起到合理阻擋熔渣的作用。
圖3中，9.芯砂；10.芯骨；11.芯骨孔。芯骨10的管壁上交錯排列有孔徑小于芯骨10直徑的小孔11，以保證澆注過程中大量氣體能夠排出，在芯骨10的外層，用芯盒使芯砂9固化在芯骨10的外層，形成一柱體，其中一端為球型封閉，芯砂9采用呋喃樹脂砂或聚炳烯酸鈉樹脂砂，當(dāng)采用聚炳烯酸鈉樹脂砂時，可采用二氧化碳?xì)夤袒?，效率較高，其配方比例為聚炳烯酸鈉樹脂4～5％，固化劑1～1.5％，成型固化后，垂直吊入烘干箱以100～150℃烘干，直至使用。
圖4中，芯撐采用鍍鋅鐵絲彎曲成中部呈弧型的半園弧狀，其半徑應(yīng)為砂芯的半徑或略大，使用時，采用上、下芯撐交錯排列支撐砂芯，以保證砂芯處于砂型的中間位置，使其在澆注過程中不被液體金屬的浮力作用而向上漂移，芯撐由于采用了上述結(jié)構(gòu)和材料，不僅可以牢固地將砂芯固定在中心位置，而且在澆注過程中能與基體金屬牢固地熔合在一起，不形成裂紋和未熔合現(xiàn)象。
圖5中，12.鍍鋅鐵板；13.鉚接點；14.鍍鋅鐵絲。采用一定厚度的鍍鋅鐵板壓制成半徑等于或略大于砂芯半徑的半園孤型，將一定長度的鍍鋅鐵絲14鉚入半園弧型的中心部位形成“Y”字型，同樣可以達(dá)到圖4中芯撐的全部效果。
參見圖6、圖7，15.上芯撐，16.下芯撐，17.砂芯。澆注時，砂芯17由上芯撐15和下芯撐16固定于管子型腔8的中央，其中上芯撐15和下芯撐16兩兩互相靠近，根據(jù)保護(hù)管的長度，可適當(dāng)選用相應(yīng)數(shù)量的上、下芯撐以保證澆注過程中不被液體金屬的浮力作用而向上漂移。
以下對本明的生產(chǎn)過程簡要描述如下
1.生產(chǎn)準(zhǔn)備階段這一段主要包括準(zhǔn)備芯撐、準(zhǔn)備芯骨、制造芯盒及制造砂箱；2.生產(chǎn)工藝過程對砂箱造型分為上、下砂箱，在砂箱中放置芯撐對砂芯進(jìn)行定位后合箱，將熔化的鐵水進(jìn)行澆注，澆注完畢后，冷卻并開箱檢查，最后進(jìn)行清砂，割澆口和胃口及退火，即可形成普通的鑄鐵熱電偶保護(hù)管。
權(quán)利要求
1.一種熱電偶保護(hù)管的鑄造系統(tǒng)，包括由上砂箱1、下砂箱2和直澆道3組成，其特征在于，在上、下砂箱中分別設(shè)有橫澆道5和內(nèi)澆道6，與橫澆道5和直澆道6相連的有兩個管子型腔8。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄造系統(tǒng)，其特征在于管子型腔11的一端設(shè)有冒口7。
3.一種用于權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述鑄造系統(tǒng)的砂芯，由一端球形封閉的空心柱體組成，其特征在于在柱體內(nèi)設(shè)有芯骨10。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的芯骨，其特征在于芯骨10由空心薄壁鋼管制成，且在管壁上有交錯排列的孔徑小于芯骨直徑的芯骨孔11。
5.一種用于權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述鑄造系統(tǒng)的芯撐，其特征在于它是由一段長度的鍍鋅鐵絲中部彎曲成半徑等用或大于砂芯半徑的半園孤型。
6.一種用于權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述鑄造系統(tǒng)的芯撐，其特征在于它是將鍍鋅鐵板皮壓成半徑等于或大于砂芯半徑的半園弧型，在半園弧型的中部鉚入長度小于管子型腔8直徑的一段鍍鋅鐵絲14。
7.一種熱電偶保護(hù)管的鑄造方法，其特征在于它是在澆注過程中采用上芯撐15和下芯撐16以保證砂芯17處于管子型腔的中心位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熱電偶保護(hù)管的鑄造工藝、方法及其砂芯，芯撐的設(shè)計，其特征在于在鑄造系統(tǒng)中合理地設(shè)計橫澆道和內(nèi)澆道，與橫澆道和直澆道相連的有兩個管子型腔；同時，在鑄造過程中，設(shè)計了一種帶有芯骨的砂芯和能夠準(zhǔn)確對砂芯定位的芯撐，它克服了在鑄造熱電偶保護(hù)管過程中容易形成氣孔、偏心和成品率低等問題，特別適用于對較長的熱電保護(hù)管的鑄造中使用。
文檔編號B22C9/10GK1131066SQ9511370
公開日1996年9月18日 申請日期1995年7月10日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月10日
發(fā)明者王志軍, 張心本 申請人:西安市健達(dá)實業(yè)有限公司