專利名稱：用粉末噴涂砂型和/或型芯的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用粉末噴涂由耐火成分，特別是砂子和最好是一種液體粘結(jié)成分組成的砂型和/或型芯的方法，從而使得在砂型或型芯和鑄件之間形成防止氣體滲入硬化的鑄件的屏障。
其次本發(fā)明涉及一種用來實(shí)現(xiàn)這種方法的帶一個(gè)存放砂型和/或型芯和一種由顆粒狀基體及粉末組成的混合物的容器的裝置。
在鑄造業(yè)中用砂型和型芯工作，它們必須滿足一系列的工藝要求，以使它能夠經(jīng)受得住由液態(tài)的金屬或鑄鐵組成的鑄件。砂型或型芯由一種耐火成分，大多數(shù)是適當(dāng)粒度的砂子、假如石英砂、鋯石砂、鉻砂等等和至少一種粘結(jié)成分組成，這種粘結(jié)成分使成形的砂型或型芯通過用化學(xué)方法硬化以后產(chǎn)生必要的強(qiáng)度。
其中最新的粘結(jié)劑是在人工樹脂的基礎(chǔ)上制成的。它的硬化借助于一種合適的、通常是有機(jī)的硬化劑實(shí)現(xiàn)。在向砂型內(nèi)澆注金屬熔液時(shí)金屬/砂型或型芯邊界上的變硬的粘結(jié)劑的碳?xì)浠衔锊糠址纸?，由此產(chǎn)生氣體。這些氣體不允許留在金屬鑄件內(nèi)，因?yàn)樗鼤?huì)使機(jī)械性能變差。其他的氣源是凝結(jié)在砂型或型芯中的酒精、溶劑和/或水。
因此已經(jīng)眾所周知，通過在砂型或型芯與金屬鑄件的接觸面上涂覆涂層來阻止氣體滲入硬化的鑄件中去。
此外由DE2724705處知，砂型和型芯用一種形成保護(hù)層的粉末涂抹。這里必然存在這樣的問題，為了產(chǎn)生良好的吸附作用，在砂型或型芯中應(yīng)該同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)低壓，從而可以使粉末吸入砂型或型芯。這意味著可觀的費(fèi)用。此外很難和幾乎不可想象，使砂型或型芯處于這種低壓之下，以將涂抹的粉末均勻地吸到它內(nèi)部去。
由EP0024067得知，為了涂覆使用中與熔化的金屬相接觸的襯底，使顆粒摩擦生電，襯底接地并使帶電的顆粒與接過地的襯底接觸。對(duì)于這種涂覆需要可以充電的顆粒，同時(shí)必須相應(yīng)的電子技術(shù)方面的費(fèi)用。
因此提出了這樣的目的，提供一種開頭所說的方法和裝置，用它可以使粉末足夠耐久和牢固地涂抹在砂型或型芯上以便在砂型或型芯和鑄件之間形成一個(gè)屏障。而不必將要用粉末涂抹的零件置于低壓之下或者將要涂抹用的顆粒摩擦充電。
為了解決這個(gè)目的，按照本發(fā)明的方法其特征在于將粉末與一種顆粒狀的礦物基質(zhì)或砂子相混和，并將要用粉末涂覆的砂型和型芯用干燥的顆粒狀砂物基質(zhì)和粉末的混合物環(huán)繞噴射(umspulen)。
要將粉末噴射到要涂的零件上去并不那么簡(jiǎn)單，而是用意想不到的方法制造一種這種粉末和顆粒狀松散材料，首先是砂子的混合物，并用它環(huán)繞噴射待涂的零件。這使得附著在顆粒狀基質(zhì)混合物的顆粒上的粉末強(qiáng)烈地向砂型或型芯上轉(zhuǎn)移，并嵌入它的表面，從而使得表面空隙進(jìn)一步彌合同時(shí)零件的粗糙度明顯降低。通過表面空隙的彌合在澆鑄時(shí)開始硬化的階段避免氣體從砂型或型芯中冒出來。屬于混合物內(nèi)的顆粒狀基質(zhì)或砂粒不粘附在砂型或型芯上，因?yàn)樗歉稍锏?，因此它一方面在一定程度上作為粉末的載體，同時(shí)也作為機(jī)械地噴涂和進(jìn)入(砂型或型芯)的輔助手段。
對(duì)于環(huán)繞噴射砂型或型芯的過程如果由基質(zhì)和粉末形成的混和物在砂型和/或型芯的區(qū)域擴(kuò)散為可以流動(dòng)的物質(zhì)特別合適，眾所周知，顆粒狀的或粉末狀的物質(zhì)或物品可以擴(kuò)散成具有類似于流體的流動(dòng)特性的東西。
如果基質(zhì)-粉末混合物或者砂子-粉末混合物通過振動(dòng)或聲波或者載體、特別是壓縮空氣或者這幾種方法的聯(lián)合擴(kuò)散的話，會(huì)特別有利。處于基質(zhì)-粉末混合物區(qū)域的型芯或砂型將通過這個(gè)混合物的擴(kuò)散而受到環(huán)繞噴射，使得混合物中的粉末至少有一部分送到砂型或型芯的表面上去，并可以通過混合物中顆粒狀的成分嵌入和穿入砂型或型芯表面。從而得到所期望的耐久的粉末涂覆，而不必將砂型或型芯暴露在使它從表面進(jìn)入它的內(nèi)部所必須的低壓之下，以便使粉末進(jìn)入砂型或型芯表面。
特別有利的是覆蓋在混合物基質(zhì)或砂子的顆粒上的粉末通過在砂型或型芯表面上的摩擦轉(zhuǎn)移到它上面去，特別是進(jìn)入它表面上的空隙中去。同時(shí)這促使表面光滑，從而甚至使砂型或型芯的結(jié)構(gòu)改善并可以提高成品鑄件的精度。粉末進(jìn)入砂型或型芯的縫隙得到所期望的排出氣體的屏障。
首先在聯(lián)合運(yùn)用一種或幾種上述步驟時(shí)得到一種高效的、保護(hù)工作環(huán)境的、節(jié)能的和工藝合理的砂型和型芯的表面處理方法，它可以在不降低鑄件質(zhì)量的前提下代替迄今為正常用的粉末涂抹或噴射涂層。事實(shí)上粉末將進(jìn)入表面的縫隙，使它進(jìn)一步彌合，至少是在澆鑄和剛剛開始硬化的階段形成一個(gè)良好的抵御分解出來的氣體的屏障。其中同時(shí)減少了砂型或型芯的表面粗糙度，并因而可以改善鑄件的質(zhì)量。這里用基質(zhì)或砂子和粉末的混合物環(huán)繞噴射砂型或型芯例如可以在一種流化床上毫無問題地實(shí)現(xiàn)。
如果由基質(zhì)或砂子和粉末組成的混合物多次使用，同時(shí)這個(gè)混合物經(jīng)常重新加入粉末混合和在經(jīng)濟(jì)上特別合算。在上述方法中基質(zhì)或砂子將附著在它上面的粉末的一部分轉(zhuǎn)移給砂型或型芯，使混合物中粉末的含量逐漸減少?；|(zhì)或砂子沒有變化，因此只須不時(shí)地重新混入粉末，以便能夠用它涂覆其他的砂型或型芯。
開頭所提到的用來實(shí)現(xiàn)這種方法的裝置其特征首先在于在從屬于這個(gè)裝置的容器上接上振動(dòng)器和/或聲源和/或壓縮空氣系統(tǒng)，以使在容器中與一件或多件砂型和/或型芯在一起的基質(zhì)一粉末混合物擴(kuò)散開并流體化。只需要將砂型或型芯與基質(zhì)一粉末混合物一起放入相應(yīng)的容器內(nèi)，然后用在容器旁邊的振動(dòng)器、聲源和/或壓縮空氣使之疏松擴(kuò)散，使得混合物向要涂覆的零件似(準(zhǔn))環(huán)繞流動(dòng)，從而使混合物中的粉末以已經(jīng)敘述過的方法進(jìn)入砂型或型芯的表面。
這種容器可以有一個(gè)底，粉末直接放在底面上，而砂型和/或型芯可以放在粉末上。這樣可以得到一種特別簡(jiǎn)單的容器，砂型和/或型芯可以在這個(gè)容器內(nèi)用基質(zhì)-粉末進(jìn)行環(huán)繞噴射。
可以這樣組成一種變型的結(jié)構(gòu)形式，在容器底部上方裝一個(gè)可以讓空氣通過的板，一個(gè)網(wǎng)之類的東西，用來安放砂型或型芯，或者在容器底部裝一個(gè)支承砂型或型芯的裝置。以此可以使砂型和/或型芯在容器內(nèi)比底面稍為高一些支承起來，這樣可以用粉末更好地環(huán)繞噴射，從而涂得更好。
在通向容器的壓縮空氣管路上可以裝一個(gè)壓縮空氣干燥器，必要時(shí)裝一個(gè)減壓器。由此可以使在容器內(nèi)流體化或形成流化床所需的壓縮空氣得到要求干燥度，從而使基質(zhì)-粉末混合物不會(huì)由于潮濕而妨礙它形成渦流或疏松擴(kuò)散。
下面借助于附圖進(jìn)一步闡述實(shí)現(xiàn)按本發(fā)明的方法的裝置以及可以實(shí)施的方法的實(shí)施例。用示意圖表示

圖1.用粉末涂覆砂型和/或型芯的、帶用于涂覆和將顆粒狀基質(zhì)及粉末混合的容器的裝置的縱向剖視，在容器上接有用來使含有粉末的混合物擴(kuò)散開的振動(dòng)器、聲源和壓縮空氣系統(tǒng)，處在原始位置的圖形，圖2.按圖1的在用基質(zhì)-粉末混合物處理砂型或型芯時(shí)的縱向剖視，圖3.一種變型的結(jié)構(gòu)形式，其中容器內(nèi)在容器第一層板的上方裝有用來放置砂型和/或型芯的透氣的板，同樣處于原始狀態(tài)，圖4.按圖3的在用基質(zhì)一粉末混合物處理砂型或型芯時(shí)的容器，圖5.由型芯或砂型的基質(zhì)成分以及在它們之間的粘結(jié)劑成分制成的砂型或型芯在用基質(zhì)-粉末混合物處理之前的表面的示意放大圖，以及圖6.相應(yīng)于圖5的在用粉末噴涂以后的示圖。
在下面的敘述中不同裝置中相互一致的零件具有相同的參考件號(hào)，即使它們的功能和形狀有所不同。
在圖1至4中分別表示的裝置首先具有一個(gè)容器1，砂型或型芯2連同基質(zhì)-粉末混合物3可以放在這里面。基質(zhì)可以例如是砂子。
容器1配備有振動(dòng)器4和/或聲源5和/或壓縮空氣系統(tǒng)，可以用它使粉末-基質(zhì)混合物3處于運(yùn)動(dòng)之中并疏松開來，使得按圖1以及圖3放在混合物上的砂型和型芯2受到環(huán)繞噴射。
在按圖1和2的實(shí)施例中容器1底部上方固定了一塊透氣板7，它允許由壓縮空氣系統(tǒng)6供應(yīng)的壓縮空氣在容器1的整個(gè)水平橫截面上穿透和均勻分布。這里板7裝在固定元件8之間。它的篩孔或洞小于粉末-基質(zhì)混合物3中包含的礦物基質(zhì)的中等顆粒大小，使這種混合物3自由地留在容器底部和板7之間的空間內(nèi)。其中在圖1中可以看到原始狀態(tài)，這時(shí)砂型和型芯2放在粉末-基質(zhì)混合物3的上面，而混合物堆在板7上。
圖2表示砂型和型芯2是如何進(jìn)行粉末噴涂的。通過接通振動(dòng)器4或聲源5使混合物3疏松擴(kuò)散開來。此外可以接通壓縮空氣系統(tǒng)6。由此可以使混合物流體化，實(shí)際上像在流化床中一樣擴(kuò)散開來，使砂型和型芯受到混合物的環(huán)繞噴射(umspulen)，從而可以使混合物中的粉末向零件2轉(zhuǎn)移。
如示意圖所示，壓縮空氣系統(tǒng)6由一個(gè)壓縮空氣源9、壓縮空氣干燥器10、減壓器11以及管道、閥和接頭組成。
粉末-基質(zhì)混合物3的單個(gè)顆粒和組成部分通過擴(kuò)散進(jìn)入劇烈的運(yùn)動(dòng)，從而環(huán)繞噴射砂型和型芯2的所有接觸表面。混合物3運(yùn)動(dòng)的能量用來使粉末摩擦和進(jìn)入砂型或型芯2的縫隙。作為這種處理的結(jié)果是砂型或型芯2的粗糙度明顯降低。
比較圖5和6可以看到按照?qǐng)D5(處理前)和圖6(處理后)大大地放大的示意表示的表面。其中可以看到基質(zhì)成分30，例如可以是砂粒，和它們之間的粘結(jié)劑成分31。
在圖6中現(xiàn)在表面上被粉末顆粒32所覆蓋和彌合，這里粉末顆粒32形成一個(gè)明顯的向外的屏障，使?jié)茶T過程中砂型或型芯2中產(chǎn)生的氣體不能釋放出來，從而不損壞鑄件。
按圖3和4的裝置的結(jié)構(gòu)形式相應(yīng)于按圖1和圖2的結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。僅僅可以看到在板7的上方還額外裝了另外一塊板13，它上面鉆有孔，在上面可以安放砂型和型芯2，由此在原始位置以及處理過程中與透氣板7保持一定的距離。
另一塊板13支承在阻尼元件12上，使得在振動(dòng)噴射的情況下可以由這個(gè)阻尼元件12平衡振動(dòng)，使放在板13上的砂型或型芯2不致于受這種振動(dòng)而損壞。
在這種情況下在相應(yīng)地操作振動(dòng)器和/或聲源和/或壓縮空氣系統(tǒng)后也實(shí)現(xiàn)混合物2的疏松擴(kuò)散，使它環(huán)繞噴射砂型和型芯2，并用粉末以與第一種實(shí)施例中所述的同樣的方法噴涂表面，從而達(dá)到相應(yīng)于圖6的結(jié)果。
這里壓縮空氣可以有效地干燥，從而混合物3中的粉末不致于由于空氣的濕度而變得無法應(yīng)用。用壓縮空氣環(huán)繞噴射的強(qiáng)度可以通過減壓器控制。噴射時(shí)間的長短取決于容器1的尺寸、砂型或型芯的幾何形狀，基質(zhì)的粒度以及粉末的粒度，并可以在很廣的范圍內(nèi)變化。
用這兩種裝置，一種按圖1和2另一種按圖3和4，可以用粉末噴涂一個(gè)或多個(gè)砂型和/或型芯2，其中粉末先和顆粒狀礦物基質(zhì)或砂子混合，使形成圖中已經(jīng)完成的混合物3，接著為了用粉末噴涂砂型和/或型芯2將它用由干燥的、顆粒狀的礦物基質(zhì)和粉末的混合物3環(huán)繞噴射，使得比較大的基質(zhì)顆粒將附著在它上面的粉末轉(zhuǎn)移到砂型和型芯2的表面上，并在一定程度上與表面摩擦并進(jìn)入表面，從而同時(shí)使表面變得光滑。存在的縫隙得到彌合，使之產(chǎn)生所期望的屏障，它至少在澆鑄的開始階段阻止氣體從砂型或型芯2中釋放出來而損壞鑄件。
權(quán)利要求
1.用粉末噴涂砂型和/或型芯(2)的方法，以在砂型或型芯2和鑄件之間形成一個(gè)阻止氣體滲入硬化的鑄件中去的屏障，其特征在于粉末與顆粒狀礦物基質(zhì)或砂子混合，同時(shí)為了用粉末噴涂將砂型和/或型芯(2)用由干燥的顆粒狀礦物基質(zhì)和粉末組成的混合物(3)環(huán)繞噴射。
2.按權(quán)利要求1的方法，其特征在于由基質(zhì)和粉末組成的混合物(3)在砂型和型芯區(qū)域疏松擴(kuò)散成可流動(dòng)的物質(zhì)。
3.按權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于基質(zhì)-粉末混合物或砂子-粉末混合物(3)通過振動(dòng)或聲波或一種載體、特別是壓縮空氣、或者聯(lián)合使用，使它擴(kuò)散開來。
4.按權(quán)利要求1至3之任一項(xiàng)的方法，其特征在于覆蓋在混合物的基質(zhì)或砂子顆粒上的粉末通過在砂型或型芯表面上的摩擦轉(zhuǎn)移到它上面去，特別是進(jìn)入表面的縫隙中。
5.按權(quán)利要求1至4之任一項(xiàng)的方法，其特征在于多次使用由基質(zhì)或砂子和粉末組成的混合物(3)，并不時(shí)地在這個(gè)混合物中重新加入粉末。
6.實(shí)現(xiàn)按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)的方法的裝置，帶一個(gè)用來存放砂型和/或型芯和顆粒狀基質(zhì)及粉末混合物的容器(1)，其特征在于在容器(1)上接有振動(dòng)器(4)和/或聲源(5)和/或壓縮空氣系統(tǒng)(6)，以便使基質(zhì)-粉末混合物(3)疏松擴(kuò)散開來并流體化。
7.按權(quán)利要求6的裝置，其特征在于容器(1)有一個(gè)底板，它上面直接放著混合物(3)砂型和/或型芯(2)可以放在混合物上。
8.按權(quán)利要求5或6之一的裝置，其特征在于在容器(1)內(nèi)在一個(gè)用來安放砂型和/或型芯的底板上面裝有一個(gè)透氣板(7)或網(wǎng)格之類的東西，并且在容器底部上設(shè)有一個(gè)砂型和/或型芯的支承裝置。
9.按權(quán)利要求5至8之任一項(xiàng)的裝置，其特征在于在通向容器(1)的壓縮空氣管道上裝有一個(gè)壓縮空氣干燥器(10)，必要時(shí)還裝有減壓器(11)。
全文摘要
為了用一種相對(duì)于鑄件產(chǎn)生一道屏障的粉末噴涂砂型和/或型芯(2)，將粉末與一種顆粒狀的礦物基質(zhì)或砂子混合，然后用這種混合物(3)環(huán)繞噴射砂型和/或型芯(2)進(jìn)行粉末噴涂，為此目的混合物被擴(kuò)散開來或流體化，從而使附著在基質(zhì)或砂子顆粒上的粉末成分轉(zhuǎn)移到砂型或型芯(2)上來，并嵌入它的表面。
文檔編號(hào)B22C23/00GK1156646SQ9612208
公開日1997年8月13日 申請(qǐng)日期1996年10月31日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月2日
發(fā)明者約阿希姆·萊姆普 申請(qǐng)人:萊姆普有限公司