[发明专利]树脂砂无箱造型生产大型雕塑的工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及铸造工艺，具体为一种树脂砂无箱造型生产大型雕塑的工艺方法。

背景技术

砂型铸造是在砂型中生产铸件的铸造方法。钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应，长期以来，一直是铸造生产中的基本工艺。

砂型铸造中，浇注系统是将液态金属引入铸型型腔而在铸型内开设的通道。浇注系统包括：①浇口杯，承接浇包倒进来的金属液，也称外浇口；②直浇口，联接外浇口和横浇口，将金属液由铸型外面引入铸型内部；③横浇口，联接直浇口，分配由直浇口来的金属液流；④内浇口，联接横浇口，向铸型型腔灌输金属液。

浇注系统的作用是：控制金属液充填铸型的速度及充满铸型所需的时间；使金属液平稳地进入铸型，避免紊流和对铸型的冲涮；阻止熔渣和其他夹杂物进入型腔；浇注时不卷入气体，并尽可能使铸件冷却时符合顺序凝固的原则。内浇口的总截面积、横浇口的总截面积和直浇口的总截面积是浇注系统的重要参数。根据内浇口、横浇口、直浇口的各自总截面积的比例不同，浇注系统分为开放式和封闭式两种。这里所说的截面积都是指与液流方向垂直的最小截面面积。当内浇口的总截面积最小时，浇注开始后整个浇注系统很快就充满了金属液，有利于阻止熔渣及夹杂物进入型腔，这种浇注系统通常称为封闭式浇注系统，一般都优先采用。当横浇口或直浇口的总截面积小于内浇口的总截面积时，浇注过程中金属液不会完全充满浇注系统，这种浇注系统通常称为开放式浇注系统，仅在特殊工艺采用。

浇口杯的作用是将浇包倾注的液态金属导入直浇口。小型铸件的浇口杯大都为漏斗形，上口的直径应是直浇口的 2倍以上，而且一般都在造型时直接在铸型上做出。中型以上的铸件，浇口杯常为盆形，一般都单独做出后置于铸型上面。质量要求高的铸件还要在浇口杯中设置特殊的集渣装置。

浇注系统一般采用雨淋式浇注系统，雨淋式浇注系统可使铸件顺序凝固，有利于铸件的补缩，能防止铸件产生缩孔、冷隔、夹渣以及浇不足等缺陷，同时还可以防止由于冲砂而引起的夹砂、气孔和渣孔等缺陷。因此，对于机械加工要求较高的零件，以及对表面质量要求高而不经加工就使用的零件，应采用雨淋式浇注系统。

目前，树脂砂铸件是统称，在造型、制芯前砂粒表面上已覆有一层固态树脂膜的型砂、芯砂称为覆膜砂，也称壳型(芯)砂。它最早是一种热固性树脂砂，由德国克罗宁（CRONING）博士于1944年发明。树脂砂铸造就是把原砂和树脂混合后形成树脂砂，把树脂砂打入模具型腔中，通过加热或催化剂方法使其成型，成型后的坭芯再放入浇铸模具中进行浇铸。树脂砂铸件具有表面粗糙度小，尺寸精度高，品质好的特点。

树脂砂铸造工艺中，制造砂型的基本原材料是铸造砂和型砂粘结剂。最常用的铸造砂是硅砂。硅砂的高温性能不能满足使用要求时则使用锆英砂、铬铁矿砂、刚玉砂等特种砂。为使制成的外砂型和型芯具有一定的强度，在搬运、合型及浇注液态金属时不致变形或损坏，一般要在铸造中加入型砂粘结剂（固化剂），将松散的砂粒粘结起来成为型砂。应用最广的型砂粘结剂是粘土，也可采用各种干性油或半干性油、水溶性硅酸盐或磷酸盐和各种合成树脂作型砂粘结剂。砂型铸造中所用的外砂型按型砂所用的粘结剂及其建立强度的方式不同分为粘土湿砂型、粘土干砂型和化学硬化砂型3种。

 树脂砂型铸造工艺已被普遍应用于艺术铸造大型件的生产。传统的树脂砂造型生产大型雕塑一般都是采用制作砂箱来进行造型，由于大型雕塑件都是不规则的铸件，所以采用砂箱造型时一般用砂量比较大，且工艺周期长，造成生产成本加大，生产效率较低。所以，针对大型艺术铸件，有必要发明一种新的具有较强适应性的造型工艺，要求快捷方便，提高生产效率，降低成本。

发明内容

本发明为了解决传统的树脂砂造型铸造大型雕塑件存在的上述问题，提供了一种树脂砂无箱造型生产大型雕塑的工艺方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种树脂砂无箱造型生产大型雕塑的工艺方法，包括如下步骤：

（1）接收大型雕塑模型，对大型雕塑模型进行切割，分成若干个分模型，然后对每个分模型分别进行铸造；

（2）制备一个分模型的外砂型，具体如下：

a、摆型和设计浇注系统：根据分模型的形状，在分模型的四周用木砖砌筑木砖围墙，木砖内表面距离分模型型面的最短距离在20cm以上；在砌筑木砖围墙的过程中构建浇注系统；

b、焊接网状钢骨架：根据分模型的型面形状焊接网状钢骨架，钢骨架距离分模型型面6～10cm；钢骨架的边缘部分插固在木砖围墙内；