[发明专利]砂型铸造装置及形成方法以及使用铸造装置的汽车部件

权利要求书

1.一种砂型铸造装置，包括：

包括砂模和砂芯中的至少一个的砂型铸造基座，所述砂型铸造基座包括基砂混合物，所述基砂混合物包括砂材和黏结剂材料；以及

设置在所述砂型铸造基座上的外层，所述外层包括硅、镁、钙、锆、锰、碳、铝和铁，所述外层配置来与将浇注到所述砂型铸造装置的熔融金属本身相互作用，以向熔融金属中添加所消耗的元素并抵消来自所述砂模或所述砂芯的有害影响。

2.根据权利要求1所述的砂型铸造装置，其中所述外层包括以下：

86至96.5重量百分比的所述基砂混合物；以及

3.5至14重量百分比的粉末材料，所述粉末材料包括：

50至70重量百分比的硅；

1.2至4.5重量百分比的镁；

0.5至1.0重量百分比的钙；

0.5至1.5重量百分比的锆；

0.5至2.5重量百分比的锰；

2.5至5.0重量百分比的碳；

0.5至1.0重量百分比的铝；以及

至少14.485重量百分比的铁，并且

其中所述外层的厚度在3mm至10mm的范围内。

3.根据权利要求1所述的砂型铸造装置，其中所述外层由浆料形成，所述浆料包括：

载体混合物；以及

粉末材料，所述粉末材料包括：

50至70重量百分比的硅；

1.2至4.5重量百分比的镁；

0.5至1.0重量百分比的钙；

0.5至1.5重量百分比的锆；

0.5至2.5重量百分比的锰；

2.5至5.0重量百分比的碳；

0.5至1.0重量百分比的铝；以及

至少14.485重量百分比的铁，并且

其中所述外层的厚度在0.3mm至1.0mm的范围内。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的砂型铸造装置，还包括设置在所述外层和所述砂型铸造基座之间的渗透层，其中所述粉末材料包括14.485至44.3重量百分比的铁。

5.一种汽车部件，其具有在其中限定型腔的部分，所述汽车部件由铸铁形成并且具有内部球墨状结构化表面，所述内部球墨状结构化表面由具有外层的砂芯形成，所述外层与所述汽车部件反应以形成所述汽车部件的所述内部球墨状结构化表面，使得向铸铁中添加所消耗的元素并抵消来自所述砂芯的有害影响。

6.根据权利要求5所述的汽车部件，其中所述砂芯的所述外层包括硅、镁、钙、锆、锰、碳、铝和铁。

7.根据权利要求5或权利要求6所述的汽车部件，所述汽车部件是曲轴，所述曲轴具有由其中的孔限定的销轴颈，其中所述内部球墨状结构化表面形成在所述孔的内表面上。

8.一种形成砂型铸造装置的方法，所述方法包括：

由包括砂材和黏结剂材料的基砂混合物形成砂型铸造基座；以及

在所述砂型铸造基座上形成外层，所述外层包括硅、镁、钙、锆、锰、碳、铝和铁，所述外层配置来与将浇注到所述砂型铸造装置的熔融金属本身相互作用，以向熔融金属中添加所消耗的元素并抵消来自砂模或砂芯的有害影响。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括用以下步骤形成所述外层：

86至96.5重量百分比的包括所述砂材和所述黏结剂材料的所述基砂混合物；以及

3.5至14重量百分比的粉末材料，所述粉末材料包括：

50至70重量百分比的硅；

1.2至4.5重量百分比的镁；

0.5至1.0重量百分比的钙；

0.5至1.5重量百分比的锆；

0.5至2.5重量百分比的锰；

2.5至5.0重量百分比的碳；

0.5至1.0重量百分比的铝；以及

至少14.485重量百分比的铁。

10.根据权利要求8所述的方法，还包括由浆料形成所述外层，所述浆料包括：

载体混合物；以及

粉末材料，所述粉末材料包括：

50至70重量百分比的硅；

1.2至4.5重量百分比的镁；

0.5至1.0重量百分比的钙；

0.5至1.5重量百分比的锆；

0.5至2.5重量百分比的锰；

2.5至5.0重量百分比的碳；

0.5至1.0重量百分比的铝；以及

至少14.485重量百分比的铁。