CN102632196B - 采用石蜡精密模样和高性能涂料壳型不焙烧的消失模铸造方法 - Google Patents
采用石蜡精密模样和高性能涂料壳型不焙烧的消失模铸造方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种采用石蜡模样和高性能涂料壳型不焙烧的消失模铸造方法，包括如下步骤：（1）制造石蜡模样；（2）配制涂料；（3）涂敷涂料与干燥；（4）壳型脱蜡回收；（5）壳型装箱填砂；（6）负压下烧烬残蜡；（7）浇注金属液。本发明工艺简单，成本低，能耗少，效率高，铸件质量更稳定，内层涂料中配加与桂林5号同等重量的硅溶胶，能明显提高涂料在蜡模上的涂挂性，保证了光洁度，适用于各种不同材质铸件。外层涂料用粗细石英砂和粉复合成本低廉且淘汰了逐层撒干砂工序，并保证了涂料的强度、刚度与透气性。经试验检测，以上内层或外层涂料干燥后的常温强度﹥1.5MPa，透气性﹥1.3cm2/Pa·min。经1000℃烧烤10min后的强度﹥1.35MPa，透气性﹥1.5cm2/Pa·min。
Description
技术领域
本发明涉及消失模铸造，具体是一种采用石蜡模样和高性能涂料壳型不焙烧的消失模铸造方法。
背景技术
消失模铸造在工业生产中应用50多年来，国内外一直采用泡沫材料为模样浇注铸件，即使是用模具发泡成型的LFC法，其铸件尺寸精度也比蜡模精密铸造低一个等级，表面光洁度低两个等级，至于大量的以泡沫板材切割成型的FMC法的铸件尺寸精度及表面光洁度就更无法与蜡模铸件相比了。况且，石蜡的燃放物仅CO2+H2O，而泡沫（EPS或STMMA及EPMMA）的燃放物则含大量的苯、甲苯、乙苯、苯乙烯等极难以净化的有毒气体，而传统的蜡模（熔模）精密铸造法由于所采用的涂料需浸涂一次撒一层干砂，且多属化学固化，既繁琐低效又有刺激性有害气体污染，壳型脱蜡后需经1000～1100℃高温焙烧，且壳层的透气性极差，是众所公认的“少慢差费”工艺方法。
发明内容
本发明的目的是要提供一种采用石蜡模样和高性能涂料壳型不焙烧的消失模铸造方法，该方法在生产过程中不需涂一层涂料撒一层干砂，壳型干法脱蜡后不需高温焙烧而直接装箱填砂并在负压下快速烧烬残蜡后即行浇注金属液。
实现本发明目的的技术方案是：
采用石蜡模样和高性能涂料壳型不焙烧的消失模铸造方法，包括如下步骤：
（1）制造石蜡模样；石蜡模样制造所用的蜡料及制造方法为现有技术；
（2）配制涂料：涂料分为内层（1～2层）和外层（3～6层）两种；
（3）涂敷涂料与干燥：内层涂料浸涂或淋涂两层，干燥后内层（1～2层）的厚度≥0.6mm，逐层干燥，烘干房的温度控制30～33℃，空气相对湿度应＜40%；外层（3～6层）为粗细耐火材料复合的涂料，可浸涂或淋涂，逐层烘干，温度控制为30～33℃，相对空气湿度＜40%，涂敷过程不必再撒干砂；外层与内层的总厚度为3～5mm（小件可为下限，大件为上限）；
（4）壳型脱蜡回收：模样表面的涂层干燥形成高强度硬壳后，将其浇口朝下置于75～80℃恒温烘箱内的铁架上，铁架下方放置集蜡盒，通常10分钟内石蜡模样中的蜡变成液态流完形成空壳；
（5）壳型装箱填砂：脱蜡后的壳型仅75～80℃，戴手套操作无碍，将其置于有抽真空系统的砂箱中，仿消失模铸造之常规填砂，但无需在振动台上振动紧实，填充砂粒度20～30目，稍用手填实填平即可，砂箱顶部用塑膜密封；
（6）负压下烧烬残蜡：对密封好的砂箱铸型实施负压（-0.03～-0.04MPa），点燃液化气燃气喷火枪（商品化工具），在负压作用下从浇口处把燃喷长度达60cm以上的强力火焰喷入壳型空腔内，与此同时输入少量氧气（一般医用氧气瓶插以Φ2mm的输氧管打开气阀即可），壳型干法脱蜡时渗透在壳层中的残蜡即快速被烧烬（一个百余公斤重的铸件之壳型通常只需烧20～30秒）；
（7）浇注金属液：壳型在负压下烧烬残蜡后即行浇注，也可撤消负压浇注。负压浇注有利于防止浇注时金属液涨裂壳型或抬箱，有利型腔的气体扩散。较大型的铸件在负压下浇注时，宜在金属液基本凝固时撤消负压。小型铸件无负压浇注则与传统熔模铸造浇注时的状况类同，但本方法的壳型透气性比传统熔模壳型高得多。
步骤（2）所述的配制涂料中内层涂料的配方及配制工艺为：10kg桂林5号添加剂 + 100kg270目的棕刚玉 + 100kg水→在每分钟150～200转的搅拌机中搅拌1小时→+10kg硅溶胶→再在每分钟150～200转的搅拌机中搅拌30分钟以上→出浆使用。
步骤（2）所述的配制涂料中外层涂料的配方及配制工艺为：10kg桂林5号添加剂 + （40kg200目的石英粉 + 60kg30～70目的石英砂）+90～100kg水→在每分钟150～200转的搅拌机中搅拌60分钟以上→出浆使用。
所述桂林5号添加剂是配用高强度、高透气性、高耐烧消失模涂料的专用添加剂，在已授权公开的ZL200810080960.8发明专利中已有具体描述，为现有技术。
本发明的优点是：工艺简单，成本低，能耗少，效率高，铸件质量更稳定，内层涂料中配加与桂林5号同等重量的硅溶胶，能明显提高涂料在蜡模上的涂挂性，内层采用270目的棕刚玉中性优质耐火材料，既保证了铸件表面的光洁度，又能适用于各种不同材质的铸件。外层涂料用粗细石英砂和粉复合则成本低廉且淘汰了逐层撒干砂工序，并保证了涂料的强度、刚度与透气性。经试验检测，以上内层或外层涂料干燥后的常温强度﹥1.5MPa，透气性﹥1.3cm2/Pa·min。经1000℃烧烤10min后的强度﹥1.35MPa，透气性﹥1.5cm2/Pa·min。
具体实施方式
采用石蜡模样和高性能涂料壳型不焙烧的消失模铸造方法，包括如下步骤：
（1）制造石蜡模样；石蜡模样制造所用的蜡料及制造方法为现有技术；
（2）配制涂料：涂料分为内层（1～2层）和外层（3～6层）两种；
（3）涂敷涂料与干燥：内层涂料浸涂或淋涂两层，干燥后内层（1～2层）的厚度≥0.6mm，逐层干燥，烘干房的温度控制30～33℃，空气相对湿度应＜40%；外层（3～6层）涂料为粗细复合的耐火材料，可浸涂或淋涂，逐层烘干，温度控制为30～33℃，相对空气湿度＜40%，涂敷过程不必再撒干砂；外层与内层的总厚度为3～5mm（小件可为下限，大件为上限）；
（4）壳型脱蜡回收：模样表面的涂层干燥形成高强度硬壳后，将其浇口朝下置于75～80℃恒温烘箱内的铁架上，铁架下方放置集蜡盒，通常10分钟内石蜡模样中的蜡变成液态流完成空壳；
（5）壳型装箱填砂：脱蜡后的壳型仅75～80℃，戴手套操作无碍，将其置于有抽真空系统的砂箱中，仿消失模铸造之常规填砂，但无需在振动台上振动紧实，填充砂粒度20～30目，稍用手填实填平即可，砂箱顶部用塑膜密封；
（6）负压下烧烬残蜡：对密封好的砂箱铸型实施负压（-0.03～-0.04MPa），点燃液化气燃气喷火枪（商品化工具），在负压作用下从浇口处把燃喷长度达60cm以上的强力火焰喷入壳型空腔内，与此同时输入少量氧气（一般医用氧气瓶插以Φ2mm的输氧管打开气阀即可），壳型干法脱蜡时渗透在壳层中的残蜡即快速被烧烬（一个百余公斤重的铸件之壳型通常只需烧20～30秒）；
（7）浇注金属液：负压下烧烬残蜡后即行浇注，也可撤消负压浇注。负压浇注有利于防止浇注时金属液涨裂壳型或抬箱，有利型腔的气体扩散。较大型的铸件在负压下浇注时，宜在金属液基本凝固时撤消负压。小型铸件无负压浇注则与传统熔模铸造浇注时的状况类同，但本方法的壳型透气性比传统熔模壳型高得多。
步骤（2）所述的配制涂料中内层涂料的配方及配制工艺为：10kg桂林5号添加剂 + 100kg270目的棕刚玉 + 100kg水→在每分钟150～200转的搅拌机中搅拌1小时→+10kg硅溶胶→再在每分钟150～200转的搅拌机中搅拌30分钟以上→出浆使用。
步骤（2）所述的配制涂料中外层涂料的配方及配制工艺为：10kg桂林5号添加剂 + （40kg200目的石英粉 + 60kg30～70目的石英砂）+90～100kg水→在每分钟150～200转的搅拌机中搅拌60分钟以上→出浆使用。
所述桂林5号添加剂为现有技术。
Claims (1)
1.采用石蜡精密模样和高性能涂料壳型不焙烧的消失模铸造方法，其特征是：包括如下步骤：
（1）制造石蜡模样；
（2）配制涂料：涂料分为内层和外层两种；
所述的内层涂料的配方及配制工艺为：10kg桂林5号添加剂 + 100kg270目的棕刚玉 + 100kg水→在每分钟150～200转的搅拌机中搅拌1小时→+10kg硅溶胶→再在每分钟150～200转的搅拌机中搅拌30分钟以上→出浆使用；
所述的外层涂料的配方及配制工艺为：10kg桂林5号添加剂 + 40kg200目的石英粉 + 60kg30～70目的石英砂+90～100kg水→在每分钟150～200转的搅拌机中搅拌60分钟以上→出浆使用；
（3）涂敷涂料与干燥：内层涂料浸涂或淋涂两层，干燥后内层的厚度≥0.6mm，逐层干燥，烘干房的温度控制30～33℃，空气相对湿度应＜40%；外层为粗细耐火材料复合的涂料，可浸涂或淋涂，逐层烘干，温度控制为30～33℃，相对空气湿度＜40%，涂敷过程不必再撒干砂；外层与内层的总厚度为3～5mm；
（4）壳型脱蜡回收：模样表面的涂层干燥形成高强度硬壳后，将其浇口朝下置于75～80℃恒温烘箱内的铁架上，铁架下方放置集蜡盒，10分钟内石蜡模样中的蜡变成液态流完形成空壳；
（5）壳型装箱填砂：脱蜡后的壳型仅75～80℃，戴手套操作无碍，将其置于有抽真空系统的砂箱中，仿消失模铸造之常规填砂，但无需在振动台上振动紧实，填充砂粒度20～30目，稍用手填实填平即可，砂箱顶部用塑膜密封；
（6）负压下烧烬残蜡：对密封好的砂箱铸型实施负压-0.03～-0.04MPa，点燃液化气燃气喷火枪，在负压作用下从浇口处把燃喷长度达60cm以上的强力火焰喷入壳型空腔内，与此同时输入少量氧气，壳型干法脱蜡时渗透在壳层中的残蜡即快速被烧烬；
（7）浇注金属液：负压下烧烬残蜡后即行浇注，也可撤消负压浇注。
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