CN101844206B - 溃散性模及制造该溃散性模的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及溃散性模和制造该溃散性模的方法。在该溃散性模和制造该溃散性模的方法中，所述溃散性模具有极低的吸水特性，其表面特性不因吸收水分膨胀而变化，并且可长时间存放而不会吸收水分而膨胀。具体来说，所述方法制造一种包含氧化钙和氧化镁中的至少任意一种的溃散性模。所述方法包括在烧结所述溃散性模的步骤或者铸造所述溃散性模的步骤之后立即使所述溃散性模与二氧化碳接触的步骤。

Description

溃散性模及制造该溃散性模的方法

技术领域

本发明涉及溃散性模(collapsible mold)以及制造该溃散性模的方法。

背景技术

对于高压模铸造，迄今为止已研制出许多用于铸造具有底切部(undercut)的产品的技术，在这些技术中，使用主要包含砂或盐的溃散性型芯来铸造所述产品，然后在铸造后溶解并移除所述溃散性型芯。为了改善型芯的溃散性，已知一种方法，在该方法中，将与水反应时膨胀的碱土金属化合物添加至主要包含盐之类的水溶性成分的型芯用材料(例如参照JP 2006-7234A)。然而，通过混合作为碱土金属化合物的熟石灰(氢氧化钙)、生石灰(氧化钙)等所制成的型芯需被存放在湿度受控的容器中。这是因为由碱土金属化合物的热分解产生的碱土金属氧化物在成型后吸收大气中的水分并因此膨胀。另外，即使将型芯存放在低湿度环境中，所述型芯也不可避免地吸收水分而膨胀。因此，不能长时间存放型芯。另外，型芯一旦吸收水分而膨胀，则存在的问题在于具有粗糙表面，而使得在铸造时不能获得良好的铸造表面。而且，这样的型芯还具有强度下降、以及因铸造时再次排放水分而导致铸件中多孔等其它问题。

另外，使用包括陶瓷壳成型和整体成型的熔模铸造方法用于精密铸件或者玻璃铸件(以下称作失蜡模)。已经提出的用于制造熔模铸造模的其中一种方法包括：通过使用初始模型的翻蜡件(以下称作蜡模)成型模组合物，该模组合物包含作为耐火材料的碳酸钙；在模中熔化并排出蜡模(脱蜡)；以及以不低于碳酸钙的分解温度的温度烧结所得到的模组合物(湿模)。当使用通过该方法制造的模时，由于在铸造后将模浸入水中或留在空气中而会使模中包含的氧化钙熟化并因此变成氢氧化钙。同时，由于模体积增大而使该模发生自溃散，因此更容易从铸件中移除模。

另外，已设计出制造具有良好透气性的模的方法，该方法集中于碳酸钙通过燃烧时热分解而变得多孔的方面。例如，存在一种制造失蜡模的方法，该方法包括：制备包含重量比不低于10％的碳酸钙的模；在脱蜡工序之后，通过在不低于850℃的温度下烧结模而使一部分碳酸钙变成氧化钙(例如参照JP 49-2655B)。另外，已知一种通过利用化石贝壳作为碳酸钙源制造失蜡模的方法(例如参照JP 6-36954B)。由于将化石贝壳用作碳酸钙源，因此，即使在低至760℃的燃烧温度下烧结模时，也能够获得具有良好溃散性的模。

另外，已知一种利用碳酸钙或者碳酸镁和耐火材料的混合物作为填料以及利用硅胶作为粘合剂的制造方法(例如参照JP 3-281030A)。根据该方法，可长时间防止由碳酸钙或者碳酸镁和耐火材料的混合物制成的浆的凝胶化。这使得容易成型模，同时，提供铸造后的溃散性。另外，已知一种使用与重量比为10％至80％的碳酸钙混合的灰泥材料的制造方法(例如参照JP 5-104199A)以及通过在一部分耐火材料层中使用碳酸钙来制造具有良好溃散性的模的方法(例如参照JP 6-15407A)。

然而，通过这些方法制造的模的问题在于，由于在烧结模时碳酸钙热分解产生的氧化钙吸收大气中的水分然后转化为氢氧化钙而使模膨胀。当模膨胀时，表面粗糙度增大，其表面尺寸精度降低，从而在某些情况下会产生裂纹。另外，除非将模加热到不低于580℃的温度，否则模中吸收的水分不会从模游离出去。因此，除非在铸造工序之前将模加热至该温度或者该温度以上，否则由于铸造时熔化的金属的热而使水分游离出来，而在某些情况下造成气孔。因此，模必须在烧结后立即用于铸造中，或者必须在湿度受到充分控制的情况下存放。另外，由于即使在低湿度环境中模也不可避免地吸收水分，因此不能长时间存放模。

同时，已知一种通过在最外表面涂层和待与熔化金属接触的表面涂层之间设置包含碳酸钙的衬底涂层来防止模因吸收大气中的水分而自溃散的技术(例如参照JP 2763970B)。然而，由于最外表面涂层与表面涂层都具有透气性，因此不足以抑制模吸收水分。

发明内容

考虑到上述问题而作出本发明。本发明的目的在于提供一种具有极低吸水特性因而防止其表面特性因吸收水分膨胀而变化的溃散性模，该溃散模可长时间存放而不会吸收水分而膨胀。本发明的另一个目的在于提供一种该溃散性模的制造方法。

作出本发明来解决上述问题。具体而言，本发明的第一方面为制造包含氧化钙和氧化镁中的至少一种的溃散性模的方法，该方法包括在烧结所述溃散性模的步骤和铸造所述溃散性模的步骤中的任何一个步骤之后立即使所述溃散性模与二氧化碳接触的步骤。在烧结步骤或者铸造步骤之后，优选在所述溃散性模的温度保持在300℃或者更高的温度时，执行使所述溃散性模与二氧化碳接触的前述步骤。

在根据第一方面的制造溃散性模的方法的一个实施例中，所述溃散性模为盐芯，并且优选由包含氧化钙、氧化镁、氢氧化钙和氢氧化镁中的至少一种的材料制成。

在根据第一方面的制造溃散性模的方法的另一个实施例中，所述溃散性模为失蜡铸造模，并且优选由包含碳酸钙和碳酸镁中的至少一种的材料制成。

本发明的第二方面为溃散性模，并且通过上述方法制造该溃散性模。

本发明的第二方面为包含氧化钙和氧化镁中的至少一种的溃散性模。在该溃散性模中，其表面层中的氧化钙和氧化镁分别变成碳酸钙和碳酸镁。所述溃散性模的表面层是指溃散性模的表面部分的一区域，该区域具有距所述溃散性模的表面为1μm至50μm或以下的深度。

根据本发明，可提供一种能够抑制其吸水性、长时间存放且能够改善铸件表面特性的溃散性模。根据本发明，还可提供一种溃散性模的制造方法。

附图说明

图1(a)至1(d)是用于示出制造本发明的型芯和使用该型芯的流程图。

图2是用于示出本发明的可溃散型芯的表面层由于二氧化碳处理步骤而变化的图。

具体实施方式

下面，将更详细地说明根据本发明的溃散性模和制造该溃散性模的方法。注意，本发明不局限于以下将描述的实施方式。

根据本发明的制造溃散性模的方法是一种制造包含氧化钙和氧化镁中的至少一种的溃散性模的方法。该方法包括在溃散性模的烧结步骤或者铸造步骤之后立即使溃散性模与二氧化碳接触的步骤。

实施方式1：盐芯的制造方法

下面，将说明在根据本发明的溃散性模为盐芯的情况下制造根据本发明的溃散性模的方法。盐芯的制造方法包括以下步骤：熔化并制造模组合物；铸造盐芯；以及使盐芯与二氧化碳接触。通过以下步骤铸造盐芯：熔化并制造模组合物；以及铸造该模组合物。

熔化并制造模组合物的步骤

在熔化并制造用于盐芯的模组合物的步骤中，混合包含待熔化的盐、碱土金属化合物和耐火材料的材料。作为碱土金属化合物，优选为氢氧化钙、氢氧化镁、氧化钙以及氧化镁。

作为盐，可使用例如氯化钠、氯化钾、硫酸钠、硫酸钾、碳酸钠、碳酸钾、硝酸钠、硝酸钾或者他们的混合物之类的盐。将盐混合成体积比(vol％)为60％至80％的模组合物。通过将盐加热至不低于在先测量的混合盐的液相线温度的温度而使盐熔化。可使用坩埚式熔炉等来熔化盐。碱土金属化合物、耐火材料和其它组分可在盐熔化之前混合。除碱土金属化合物之外的组分也可在盐熔化之后混合。

作为碱土金属化合物，可使用从氧化钙、氧化镁、氢氧化钙和氢氧化镁中选出的一种或者至少两种的混合物。氧化钙、氧化镁、氢氧化钙和氢氧化镁混合在模组合物中，使得在这些物质热分解之后产生的碱土金属氧化物的体积比可以为模组合物的5％至20％。碱土金属化合物的含量小于体积比5％在某些情况下可导致溃散性不足。另一方面，碱土金属化合物的含量超过体积比20％使得难以从产品内部移除型芯，这是因为型芯的膨胀度随着该比而明显增大。

作为耐火材料，可使用多铝红柱石、矾土和锆石等。耐火材料混合在模组合物中，使得耐火材料的含量与碱土金属化合物的含量的和的体积比可以为模组合物的20％至40％。当耐火材料的含量与碱土金属化合物的含量的和的体积比小于20％时，型芯强度不足，因此在某些情况下会在其表面上形成褶皱。另一方面，当耐火材料的含量与碱土金属化合物的含量的和的体积比超过40％时，熔化的盐的流动性降低，因此在某些情况下这会导致难以铸造型芯。另外，作为添加组分，可以在模组合物中混合铜或铜合金粉末、石墨等。添加组分的一般量可根据其目的混合，只要这样的混合不削弱本发明的目的和效果。例如，可将石墨混合在模组合物中，使得石墨的含量与耐火材料和碱土金属化合物的含量的和的体积比可以为模组合物的20％至40％。

铸造步骤

在铸造模组合物的步骤中，通过将以前述方式熔化的模组合物(图1中以附图标记100表示)倒入例如金属模(图1中以附图标记101表示)的铸模中来进行铸造。当模组合物凝固时，从铸模中移除造型件(compact)。以前述步骤(图1(a))结束盐芯的铸造步骤。

在铸造步骤中，当加热至高温时，氢氧化钙分解成氧化钙，氢氧化镁分解成氧化镁。例如，氢氧化钙在580℃时分解成氧化钙，氢氧化镁在330℃至430℃之间分解成氧化镁。因此，在铸造之后的盐芯中，在氢氧化钙和氢氧化镁被加热至相应的分解温度或者该温度以上的情况下，大约100％的氢氧化钙或氢氧化镁处于分别分解成氧化钙或氧化镁的状态。氧化钙和氧化镁吸收水分而导致体积膨胀，从而可使模自溃散，并且使得容易从铸件中移除模。

二氧化碳处理步骤

在铸造后使盐芯与二氧化碳接触的步骤中(下面称作二氧化碳处理步骤)(参照图1(b))，通过将由上述铸造获得的盐芯(盐芯保持在高温下)暴露于二氧化碳环境(图1(b)中以附图标记103表示)中来进行改良盐芯表面层的处理。在铸造步骤之后立即执行二氧化碳处理步骤。铸造步骤之后随即的时间选择是指在进行铸造步骤之后(即，将凝固的盐芯从铸模移除之后)盐芯保持在不低于300℃的高温期间的时期。

在铸造步骤之后，优选在盐芯的温度不低于300℃时执行二氧化碳处理步骤，并且更优选为在盐芯的温度为580℃至650℃时执行二氧化碳处理步骤。从理论上来说，优选在盐芯的温度不低于580℃(在该温度，由于吸收水分而不可能产生氢氧化钙)或者温度不低于330℃(在该温度由于吸收水分而不可能产生氢氧化镁)时执行二氧化碳处理步骤。然而，在实践上，即使在温度降到580℃以下时，只要在从铸模移除盐芯之后立即(即，在盐芯吸收大气中的水分之前)执行二氧化碳处理步骤，则不低于300℃的温度仍足以改良盐芯的表面层。这是由于只要在进行大气中的水分吸收之前执行二氧化碳处理步骤则580℃以下的温度仍足以形成碳酸钙和碳酸镁的事实而推断出。从而，即使当从铸模移除盐芯时盐芯的温度在580℃以下，但只要在吸收空气中的水分之前(例如，在从铸模移除之后的一分钟内)使盐芯经受二氧化碳处理，则盐芯就可执行该步骤。即使在该期间产生氢氧化物，也可以在随后执行的二氧化碳处理步骤期间使该氢氧化物碳化。

待与盐芯接触的二氧化碳可被设置为室温。作为选择，二氧化碳的温度不低于其大气露点。当二氧化碳的温度低于其大气露点时，在某些情况下二氧化碳可含有水分。二氧化碳处理步骤优选执行大约一个小时。盐芯在与二氧化碳接触时自然冷却至二氧化碳的温度。

在二氧化碳处理步骤中，可使用通过混合干氮等与二氧化碳获得的气体来取代二氧化碳。例如二氧化碳喷入或者填充到耐热手套箱(图1(b)中以附图标记102表示)中。待与盐芯接触的二氧化碳的分压优选不低于0.005atm，更优选为0.2至0.5atm。当二氧化碳的分压在0.005atm以下时，在某些情况下通过二氧化碳可能不足以改良盐芯的表面层。相反地，当二氧化碳的分压高于0.5atm时，在某些情况下，过量的二氧化碳可排放到大气中。

根据二氧化碳处理步骤，存在于盐芯表面层中的氧化钙和氧化镁被碳酸盐化并可分别变成碳酸钙和碳酸镁。以该方式改良的表面层的厚度为1μm至50μm。碳酸钙和碳酸镁具有不吸收水分且在相应的分解温度以下时稳定的特性。因此，表面层中的碳酸钙和碳酸镁可作为保护膜，用于防止模吸收水分。

图2示出由于二氧化碳处理步骤而在盐芯的表面层部分中发生的变化。盐芯1包含作为其组分的生石灰2、耐火材料3和盐4。在使盐芯1与二氧化碳接触而进行二氧化碳处理步骤时，盐芯1的表面层中存在的生石灰2与二氧化碳彼此反应，从而产生碳酸钙5。因此，盐芯1的表面层中的生石灰2变成碳酸钙5而存在于盐芯1中。

参照图1(c)，在使用根据本发明的型芯的铸造步骤(图1(c))中，以前述方式制造的型芯104放置在铸模105内。接着，将熔化金属注入铸模105中形成的腔中，然后对铸模105增压。随后，在将铸件106取出铸模105之后，执行从铸件106移除型芯104的步骤(图1(d))。可通过将型芯浸入水中或者通过吸收空气中的水分而移除型芯104。当型芯104吸收水分时，型芯104膨胀而溃散，使得可容易从铸件106移除型芯104。

如图1(a)至1(d)所示，由于在型芯铸造步骤(1a)之后进行二氧化碳处理步骤(1b)，因此，这两个步骤所用的设备可紧凑地形成。而且，当将具有大容量的设备用于二氧化碳处理步骤(1b)时，该设备也可用于型芯存放的目的。该设备可在进行二氧化碳处理步骤的同时存放待需要的一定量的型芯。从而，当依次执行型芯铸造步骤(1a)、二氧化碳处理步骤(1b)和使用型芯进行的铸造步骤(1c)时，用于二氧化碳处理步骤(1b)的设备也可起到类似缓冲器的功能，以存放型芯，直到在铸造步骤中使用型芯为止。如上所述，用于二氧化碳处理步骤(1b)的设备还可用作储器，使得在用于型芯铸造步骤(1a)、二氧化碳处理步骤(1b)和使用型芯进行的铸造步骤(1c)的设备布置成彼此相邻时，可实现集成生产线。这使得可以提高生产效率。

实施方式2；失蜡铸造模

接下来，将说明在溃散性模为失蜡铸造模的情况下根据本发明的实施方式2的溃散性模的制造方法。根据该实施方式的制造方法包括以下步骤：制备模组合物；成型模组合物；烧结造型件；以及用二氧化碳处理形成的造型件。

制备模组合物的步骤

在制备模组合物的步骤中，混合包含耐火材料、粘合剂以及碳酸钙与碳酸镁中的至少一种的材料。

对于碳酸钙和碳酸镁，可使用这些物质中的一种物质或者这些物质的混合物。碳酸钙和碳酸镁优选混合成以重量计为模组合物的5％至75％。当这些物质的含量以重量计低于5％时，在某些情况下可能不会获得足够的溃散性。另一方面，当这些物质的含量以重量计超过75％时，在某些情况下由于烧结时的收缩而可使尺寸精度降低。

作为耐火材料，可使用耐火粘土、多铝红柱石、矾土、硅石、锆石、稳定的氧化锆等。作为粘合剂，可使用硅胶、硅酸乙酯、氧化锆溶胶等。粘合剂可与填料混合，以具有适当的粘性，填料为模组合物的一部分。另外，作为添加成分，可在模组合物中混合玻璃纤维、石膏、氧化铬等。添加成分可根据其目的混合成通用浓度，只要这样的混合不损害本发明的目的和效果。在制备由模组合物形成的浆时可使用拌浆器等。

成型步骤

在成型模组合物的步骤中，通过在蜡模周围布置框架，然后将由模组合物形成的浆倒入框架中，然后干燥模组合物，来成型模组合物。作为选择，可通过使用其它通用技术来成型模组合物。在该步骤中，可使用由泡沫聚苯乙烯、苯乙烯等制成的消失模代替蜡模。

另外，在该步骤中，也可执行形成涂层的步骤。形成涂层的步骤至少执行两次。形成涂层的步骤包括以下步骤：在蜡模周围形成由模组合物形成的浆层；以及使灰泥材料粘附到浆层，然后干燥浆层。例如通过将蜡模浸入浆中执行形成浆层的步骤。

选择地，作为该实施方式的另一个模式，通过使用两类浆来执行该步骤，该两类浆包括：包含碳酸钙和碳酸镁中的至少一种的第一浆；以及既不包含碳酸钙也不包含碳酸镁的第二浆。具体而言，该步骤包括以下步骤：形成第一涂层；以及形成第二涂层。形成第一和第二涂层的步骤中的每个步骤至少执行一次。在多次执行这些步骤的情况下，优选形成第一涂层作为最内层并且形成第二涂层作为最外层。形成第一涂层的步骤包括以下步骤：在蜡模周围形成第一浆层；使灰泥材料粘附到第一浆层，然后干燥第一浆层。形成第二涂层的步骤包括以下步骤：在第一涂层周围形成第二浆层；使灰泥材料粘附到第二浆层，然后干燥第二浆层。在灰泥材料粘附到形成在最外部的第二浆层的情况下，可执行形成第二浆层和干燥第二浆层的步骤，以防止灰泥材料分离。

作为第一浆，可使用包含例如多铝红柱石、熔融石英、矾土或锆石之类的耐火材料、例如硅胶或硅酸乙酯之类的粘合剂、以及碳酸钙和碳酸镁中的至少一种的模组合物。通过使用第一浆形成的第一涂层在铸造时与熔化金属直接接触，然后形成铸件表面。第一涂层透气性较好，并且具有在铸造后吸收水分而膨胀的特性，因此，能够更容易移除模。作为第二浆，可使用包含例如多铝红柱石、熔融石英、矾土或锆石之类的耐火材料、以及例如硅胶、硅酸乙酯或者醋酸氧锆之类的粘合剂的模组合物。通过使用第二浆形成的第二涂层透气性优良，并且具有提供足以承受铸造时作用在其上的应力的强度的特性。如上所述，使用两类涂层产生的有利效果包括：由于层的透气性优良而使熔化金属具有良好的流动性；由于模的可自溃散表面层部分而能够更容易移除模；提供抗散裂性；以及提供足以承受制造大铸件的强度。

而且，由于铸件的特性，在某些情况下，不包含碳酸钙等的第二涂层可形成为最内层，该最内层与铸件表面直接接触。例如，用于铸造钛合金的模不能含有与钛反应的硅作为其与铸件接触的最内层。从而，在制备用于形成最内层的浆时优选使用不包含硅的粘合剂(例如醋酸氧锆)，而不使用包含硅的粘合剂(例如硅胶或硅酸乙酯)。然而，当醋酸氧锆与碳酸钙混合时，碳酸钙溶解，同时产生二氧化碳，同时，锆化合物沉淀，而使得浆的粘度明显增大。为此，醋酸氧锆不适用于包含碳酸钙的浆的粘合剂。从而，对于用于铸造钛合金的模，优选在用于形成最内层的浆中不混合碳酸钙，因此，不包含碳酸钙等的第二浆用于形成最内层。另外，钛合金在高温下活应较高，因此，在某些情况下可与氧化钙反应。从而，在其中用于铸造钛合金的模的最内层中包含碳酸钙的情况下，在某些情况下即使在铸造之后模与水分接触时模也不会膨胀。这是因为由于烧结模而产生的氧化钙与熔化金属中的钛反应，并变成另一种物质。还从该方面出发，优选的是，在用于形成铸造钛合金用的模的最内层的浆中不混合碳酸钙。包含碳酸钙等的第一浆可用于形成不与铸件直接接触的外部层。在外部层中使用碳酸钙可使模具有自溃散性。注意，当醋酸氧锆用作最内层的粘合剂时，由于烧结而使醋酸氧锆热分解并且变得多孔。使得能够确保最内层的透气性。应注意，在本说明书的叙述和权利要求的范围中描述为“用于铸造钛合金的模”的术语的概念不排除用于铸造纯钛的模。

脱蜡步骤

在成型模组合物的步骤之后执行移除(脱蜡)消失模(例如蜡模)的步骤。可通过通用方法执行脱蜡步骤，因此不再详细限定。例如通过使用压热器用水蒸气对蜡模加压并加热使蜡模在模中熔化并排出，或者通过将消失模放置于高温熔炉中然后烧结消失模来执行脱蜡步骤。

烧结步骤

通过将模组合物的造型件加热至800℃至1200℃的温度来执行烧结步骤。加热时间可以为一至两个小时。烧结步骤优选在大气中进行。可使用焙烧炉等进行烧结。在烧结步骤中，碳酸钙和碳酸镁分别热分解成氧化钙和氧化镁。由于氧化钙和氧化镁吸收水分而使体积膨胀，使模具有自溃散性，从而能够更容易移除模。

二氧化碳处理步骤

在二氧化碳处理步骤中，通过将具有高温的烧结模暴露于二氧化碳环境中来执行改良模表面层的步骤。在烧结步骤之后立即执行二氧化碳处理步骤。在烧结步骤之后随即的时间选择是指在烧结步骤之后模保持在不低于300℃的高温期间的时期。优选在烧结步骤之后模的温度不低于300℃时执行二氧化碳处理步骤。更优选为，在模温度处于580℃至650℃之间时执行二氧化碳处理步骤。通常而言，在许多情况下，在不低于800℃的高温下执行失蜡铸造模的烧结步骤。因此，如果在烧结步骤之后立即进行二氧化碳处理步骤的工序，则可以在模保持在不低于580℃的高温时进行二氧化碳处理。从而，可足以进行表面层的改良。

根据二氧化碳处理步骤，表面层中存在的氧化钙和氧化镁可分别变成碳酸钙和碳酸镁。在灰泥材料粘附到模的表面的情况下，因烧结粘附灰泥材料的浆层而形成的层的表面层得以改良。以该方式改良的表面层的厚度为1μm至50μm。表面层中的碳酸钙和碳酸镁用作防止由模吸收水分的保护膜，并能够长时间存放模，同时保持模的自溃散性。

溃散性模的属性

以前述方式制造的本发明的溃散性模主要由氧化钙和氧化镁中的至少一种组成，并且该溃散性模的特征在于表面层中的氧化钙和氧化镁分别被碳酸盐而变成碳酸钙和碳酸镁。表面层的厚度在从1μm至50μm的范围内。当表面层的厚度小于1μm时，表面层作为保护膜的功能不足，使得在某些情况下不能防止溃散性模吸收水分。作为最终产品的本发明的溃散性模包含以重量计为5％至75％的氧化钙和氧化镁。当氧化钙和氧化镁的含量以重量计小于5％时，在某些情况下模的溃散性可能不足。另一方面，当氧化钙和氧化镁的含量以重量计超过75％时，在某些情况下由于烧结时模的收缩而可能降低模的尺寸精度。溃散性模可包括氧化钙和氧化镁中的一种或者两种。

作为最终产品的本发明的溃散性模包含以重量计为25％至95％的耐火材料(例如多铝红柱石、熔融石英、矾土或锆石)。耐火材料的含量以重量计小于25％在某些情况下由于模的尺寸精度降低和强度的不足而可能不利。另一方面，耐火材料的含量以重量计超过95％在某些情况下由于模溃散性的不足而可能不利。

在某些情况下溃散性模可包含玻璃纤维、硫酸钙、氧化铬等作为另一构成成分。

本发明的溃散性模为溃散型芯或者模，并且通过吸收水分而膨胀然后溃散。根据本发明的溃散性模除了盐芯和脱蜡铸造模之外还可以是用于整体成型的模。

在本发明的溃散性模中，表面层中的氧化钙和氧化镁分别被碳酸盐化而变成碳酸钙和碳酸镁，从而阻止模内存在的氧化钙和氧化镁与大气接触。因此，模的表面层中存在的碳酸钙和碳酸镁用作保护膜，使得溃散性模内存在的碳酸钙和碳酸镁可防止吸收大气中的水分。从而，抑制模吸收水分，因此能够长时间地保存模。

另外，模中包含的氧化钙之类的碱土金属氧化物在存放期间不会由于吸收水分而膨胀。从而，不会模的表面变得粗糙的现象，从而实现良好的铸造表面。而且，不会由于模吸收水分而膨胀而在模中产生裂纹，使得能够保持模的强度。另外，也不会由于在铸造时再次排出模吸收的水分而产生气孔。

下面，将通过实施例和对比实施例详细说明本发明。然而，根据本发明的溃散性模和制造该溃散性模的方法不局限于以下的实施例。

实施例

铸造型芯；盐芯

通过混合以重量计27.8％的NaCl、以重量计34.7％的KCl、以重量计11.2％的多铝红柱石以及以重量计26.3％的熟石灰来制备模组合物。模组合物通过被加热至750℃而熔化，然后被倒入用于成型型芯的铸模中。从铸模移除型芯，并将型芯分别暴露于500℃、400℃和300℃的温度的二氧化碳环境中。然后，将该环境中的型芯自然冷却至室温。而且，同时进行铸造的另一个型芯在大气中自然冷却，之后暴露于室温下的二氧化碳环境中。这些型芯在低湿度容器(室温，40％湿度)中存放2天或者30天。之后，通过使用立体显微镜对比型芯的表面状态。

表1中示出了对比结果。在其中在室温下进行二氧化碳处理的情况下，在存放30天之后的型芯的表面上观测到由于氧化钙的膨胀而产生的微小裂纹的变化，因此确定型芯已吸收水分。与此相比，在其中在300℃、400℃和500℃的温度进行二氧化碳处理的情况下，即使在存放30天之后的型芯的表面上也未观测到变化，因此确定型芯未吸收水分。如所述，已经确定在不低于300℃的温度下执行的二氧化碳处理具有防止吸收水分的效果。

表1

精密铸造模1；铝合金模

将以重量计70％的化石贝壳粉末(颗粒尺寸在325目以下)和以重量计30％的多铝红柱石的混合物作为填料与硅胶混合。因此制备初级浆和次级浆。初级浆制备成具有40至50秒的粘度(察恩杯(Zahn cup)#5)。次级浆制备成具有25至330秒的粘度(察恩杯#4)。

将脱脂蜡模浸入初级浆中。然后，颗粒尺寸为10至48目的化石贝壳作为灰泥材料粘附到涂覆有浆的蜡模，然后干燥初级浆。接着，将蜡模浸入次级浆中，化石贝壳作为灰泥材料粘附到蜡模，然后干燥次级浆。当通过重复该步骤形成三层之后，浸入次级浆中。然后，将颗粒尺寸为10至48目的耐火粘土作为灰泥材料粘附到次级浆，然后干燥该浆。然后，通过生产该步骤形成三层。当该浆变干后，进一步浸入次级浆中然后干燥。因此，结束涂覆。

接着，通过利用压热器熔化并排出蜡模而移除蜡模。之后，将由此形成的模在850℃的温度烧结两个小时。之后，将模立即移到填充有大约40℃的温度的二氧化碳的容器，然后自然冷却大约一个小时而达至室温。随后，将模存放在低湿度中(室温，40％湿度)。另外，同时烧结的另一个模在大气中冷却至室温，随后将该模暴露于二氧化碳环境中。然后将该模存放在低湿度容器中(室温，40％湿度)。表2示出了通过将以前述方式制造的模分别预热至大约300℃的温度和通过利用模在大约700℃的温度下铸造熔融铝(AC4C)而制造的铸件的表面状态之间的对比结果。

在其中模在烧结后立即经受二氧化碳处理的情况下，在存放2天和30天的铸件的表面上均未观测到气孔。另一方面，在其中模在烧结之后冷却至室温然后经受二氧化碳处理的情况下，已经确定当使用存放30天的模时在铸件的表面上产生气孔。如所述，烧结后立即执行二氧化碳处理可抑制模吸收水分并防止铸件表面上的气孔。

表2

精密铸造模2；玻璃铸造模

通过使用具有颗粒尺寸为325目以下的二氧化铬作为填料并通过混合醋酸氧锆与二氧化铬来制备初级浆。通过使用以重量计70％的化石贝壳粉末(颗粒尺寸为325目以下)和以重量计30％的多铝红柱石的混合物作为填料并通过混合硅胶和所述混合物来制备次级浆。初级浆制备成具有40至50秒的粘度(察恩杯#5)。次级浆制备成具有25至330秒的粘度(察恩杯#4)。

将脱脂蜡模浸入初级浆中然后干燥之后，将蜡模再次浸入初级浆中。然后，将颗粒尺寸为10至48目的化石贝壳作为灰泥材料粘附到涂覆浆的蜡模然后干燥。接着，将蜡模浸入次级浆中，将化石贝壳作为灰泥材料粘附到蜡模，然后干燥。通过重复前述步骤形成两层。随后，在将蜡模浸入次级浆中之后，通过重复将颗粒尺寸10至48目的矾土作为灰泥材料粘附到蜡模的步骤而形成两层。然后，干燥之后，将蜡模进一步浸入次级浆中然后干燥。因此，结束涂覆步骤。接着，通过利用压热器熔化蜡模而移除蜡模。然后，将由此形成的模在850℃烧结两个小时。然后，将模立即移到填充有大约40℃的温度的二氧化碳的容器。然后，模自然冷却大约一个小时而达到正常温度。然后，将模存放在低湿度容器中(室温，40％湿度)。另外，同时烧结的另一个模在大气中冷却至正常温度并随后暴露于二氧化碳环境中。然后，将该模存放在低湿度容器中。将以上述方式制造的模存放在低湿度容器中(室温，40％湿度)。表3示出通过使用立体显微镜观察的模的表面状态之间的对比结果。

在烧结之后立即经受二氧化碳处理的模中，即使在存放30天后也未观测到由于模吸收水分而产生的裂纹。与此相比，在烧结之后冷却至正常温度然后经受二氧化碳处理的模中，在模的表面上观测到裂纹。如所述，烧结步骤之后立即进行二氧化碳处理可防止由于模吸收水分而在模中产生裂纹。

表3

精密铸造模3；钛合金铸造模

通过使用颗粒尺寸为325目以下的钇稳定氧化锆作为填料，然后通过混合醋酸氧锆与该钇稳定氧化锆来制备初级浆。通过使用以重量计70％的化石贝壳粉末(颗粒尺寸为325目以下)和以重量计30％的多铝红柱石的混合物作为填料并通过混合硅胶和所述混合物来制备次级浆。初级浆制备成具有40至50秒的粘度(察恩杯#5)。次级浆制备成具有25至330秒的粘度(察恩杯#4)。

将脱脂蜡模浸入初级浆中，然后，将颗粒尺寸为10至48目的钇稳定氧化锆作为灰泥材料粘附到涂覆浆的蜡模，然后干燥。通过重复前述步骤形成三层之后，通过将蜡模浸入次级浆中并使用颗粒尺寸为10至48目的矾土作为灰泥材料而形成三层。然后干燥蜡模。然后，将蜡模进一步浸入次级浆中然后干燥。因此，结束涂覆步骤。接着，通过利用压热器熔化蜡模而移除蜡模。然后，将由此形成的模在1100℃的温度烧结两个小时。紧接着，使模在充满大约40℃温度的二氧化碳的容器中自然冷却大约一个小时而达到正常温度。然后，将模存放在低湿度容器中(室温，40％湿度)。另外，同时烧结的另一个模在大气中冷却至正常温度并随后暴露于正常温度的二氧化碳环境中。之后，将该模存放在低湿度容器中(室温，40％湿度)。将用以上方式制造的这些模存放在低湿度容器中。表4示出通过使用立体显微镜观察的模表面状态之间的对比结果。

在以1100℃执行烧结步骤之后立即经受二氧化碳处理的模上，即使在存放30天之后也未观测到因模吸收水分而产生的裂纹。与此相反，在烧结之后冷却至正常温度然后经受二氧化碳处理的模中，存放30天之后在表面上观测到由于模吸收水分而产生的裂纹。如所述，烧结后立即进行二氧化碳处理可防止由于模吸收水分而在钛合金铸造模中产生裂纹。

表4

根据本发明的溃散性模以及制造该溃散性模的方法可提供这样的溃散性模，该溃散性模防止由于吸收水分膨胀而使其表面特性发生变化，并且该溃散性模还可长时间存放而不会吸收水分而膨胀。

日本专利申请No.2009-079286中的说明书、附图、说明书摘要和权利要求的范围中所述的全部内容通过引用作为本说明书的一部分结合于此。

Claims (5)

1.一种制造包含氧化钙和氧化镁中的至少一种的溃散性模的方法，该方法包括：

烧结所述溃散性模的步骤和铸造模组合物的步骤中的任何一个步骤以形成所述溃散性模；以及

之后，立即在所述溃散性模的温度保持在300℃或者更高的温度时使所述溃散性模与二氧化碳接触的步骤，所述二氧化碳的分压不低于0.005atm。

2.根据权利要求1所述的制造溃散性模的方法，其中，所述溃散性模为盐芯，并且由包含氧化钙、氧化镁、氢氧化钙和氢氧化镁中的至少一种的原材料制成。

3.根据权利要求1所述的制造溃散性模的方法，其中，所述溃散性模为失蜡铸造模，并由包含碳酸钙和碳酸镁中的至少一种的原材料制成。

4.一种通过根据权利要求1所述的方法制造的溃散性模。

5.一种通过根据权利要求1所述的方法制造的溃散性模，该溃散性模包括氧化钙和氧化镁中的至少一种，其中，所述溃散性模的表面层中的氧化钙和氧化镁分别变成碳酸钙和碳酸镁。

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