[发明专利]一种冷冻型芯制备方法

权利要求书

1.一种冷冻型芯制备方法，包括造型和制芯，其特征在于：包括以下制备步骤：

A.制备低温型芯砂：以原砂(包括回用砂)、水及添加剂为原料，采用冷冻、混合等方法，制备颗粒状低温型芯砂；

B.制备冷冻型芯：将颗粒状低温型芯砂一次性或分批填入造型砂箱或者制芯芯盒，紧实后得到待硬化的型芯，将型芯密闭并抽为真空，之后再吹入气体，待砂粒表面的部分或者全部冰变成水后，停止吹气，静置到砂粒表面的水变成冰且型芯强度足够高时，脱模或打开芯盒，获得冷冻型芯；

C.合箱浇铸：冷冻型芯合箱或组芯后，浇铸金属液，金属液冷凝为铸件后，分离铸件和砂；

D.循环利用砂：去除步骤C分离出的砂中的杂质，得到回用砂，重复步骤A～C，实现砂的循环利用。

2.根据权利要求1所述的一种冷冻型芯制备方法，其特征在于：A步骤中，所述原砂为硅砂、石英砂、锆砂、镁砂、刚玉砂、铝硅系耐火材料砂、铬铁矿砂、橄榄石砂、石灰石砂、石墨砂、人造宝珠砂中的一种或两种及多种上述各类别砂的混合物；所述添加剂为膨润土、硅酸盐粘结剂、磷酸盐粘结剂和有机粘结剂中的一种或两种及多种上述类别粘结剂的混合物；各原料的配比为：水占原砂的0～15％(质量百分比，下同)，添加剂占原砂的0～15％。

3.根据权利要求1所述的一种冷冻型芯制备方法，其特征在于：A步骤中，所述制备颗粒状低温型芯砂的方法为将原砂冷冻到-0.1℃～-150℃后，再与水、汽、冰或雪及添加剂混合，得到颗粒状低温型芯砂。

4.根据权利要求1所述的一种冷冻型芯制备方法，其特征在于：A步骤中，所述制备颗粒状低温型芯砂的方法为将原砂、水、添加剂混和均匀后冷冻到-0.1℃～-150℃，再将其分散，得到颗粒状低温型芯砂。

5.根据权利要求1所述的一种冷冻型芯制备方法，其特征在于：B步骤中，所述抽真空的相对真空度为0～-101KPa。

6.根据权利要求1所述的一种冷冻型芯制备方法，其特征在于：B步骤中，所述吹入气体的温度为室温～1000℃。

7.根据权利要求1所述的一种冷冻型芯制备方法，其特征在于：B步骤中，所述吹入气体中含有液态、固态或气态的水。

8.根据权利要求1所述的一种冷冻型芯制备方法，其特征在于：B步骤中，所述密闭、抽真空、吹入气体三种操作中，省略其中的一种、两种或全部。

9.根据权利要求1所述的一种冷冻型芯制备方法，其特征在于：B步骤中，所述抽真空和吹入气体两步操作，根据型芯形状、大小等不同，交替重复1～100次。

10.一种实现权利要求1所述的冷冻型芯制备方法的装置，其特征在于：包括制备低温型芯砂的冷冻及混合系统、造型制芯系统、砂回用系统等；各系统之间按照铸件质量保障、操作便利、物流合理、能量利用充分等原则布局及衔接；其中造型制芯系统由造型制芯工装模具、填砂及实砂装置、型芯砂、密闭装置、抽真空装置和吹气装置组成。