CN102672103A - 消失模高性能涂料泡沫、模样先收缩后气化空壳铸造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种消失模高性能涂料泡沫、模样先收缩后气化空壳铸造方法，其包括以下步骤：制造模样；配制内层和外层涂料；涂敷涂料；涂料干燥；还原收缩；气化消失；装箱浇注，其中：内层涂料由桂林5号消失模涂料专用添加剂和180-220目的耐火骨料粉与水混合、搅拌制成；外层涂料由桂林5号消失模涂料专用添加剂、70-100目和180-220目粗细各占50%复合的耐火骨料与水混合、搅拌制成。这种方法使模样具有足够的强度、尺寸精度和表面光洁度，同时能使泡沫模样引发的增碳、夹渣、气孔、皱皮、碳黑等一系列碳缺陷消除，适用于任何钢种的消失模铸造生产，而且不需象熔模铸造那样需涂5～10层涂料撒5～10层干砂，不需进窑炉经1000℃焙烧，其工艺简单，成本低廉，节能减排。

Description

消失模高性能涂料泡沫、模样先收缩后气化空壳铸造方法

技术领域

本发明涉及消失模铸造，具体是一种采用高性能涂料的泡沫模样先收缩后气化成空壳的消失模铸造方法。

背景技术

国内外以泡沫徐模样的消失模铸造的突出弊端是由于EPS中碳占分子质量的92%，在高温金属液的作用下不可避免的产生碳渣、气孔、皱皮、增碳、成分不均等严重碳缺陷。为了消除这些由泡沫模样中的碳引起的种种缺陷，最现实最有效的方法就是把铸型中的泡沫先烧烬变成空壳（即泡沫模样消失），而后再浇注金属液。这种空壳无碳的消失模铸造方法，对于生产低碳钢、低合金钢、特种钢、球铁等不允许有碳缺陷存在的高品位高要求铸件提供了可靠而实用的技术保证。根据EPS泡沫的物理特性，110～120℃为初始萎缩温度，150℃以上为快速萎缩温度，280～300℃为初始气化温度，500℃为快速、大量、终了气化温度，650℃以上为热解（气化、燃烧、裂解同时发生），把由高性能涂料壳层保护的EPS模样置于150～200℃中收缩，再置于550～600℃中气化，可较快速度和较高效率地获得EPS完全气化成空腔无碳的高强度完好无损的壳型，可以实现无碳空壳浇注金属液。

发明内容

本发明的目的是要提供一种消失模高性能涂料泡沫、模样先收缩后气化空壳铸造方法。

实现本发明目的的技术方案是：

一种消失模高性能涂料泡沫、模样先收缩后气化空壳铸造方法，包括以下步骤：

（1）制造模样：EPS泡沫模样的制造,为现有技术；

（2）配制涂料：涂料分为内层和外层两种，内层1～2层，为180-220目的耐火骨料配制的涂料，外层2～3层，为70-100目占50%、180-220目占50%粗细复合的耐火骨料；

（3）涂敷涂料：内层浸涂或淋涂1～2次，外层浸涂或淋涂2～3次，内层总厚度＞0.6mm，外层总厚度＞2mm；

（4）涂料干燥：逐层烘干，烘房温度50～55℃；

（5）还原收缩：涂料干燥成高强度硬壳后，置于150～200℃烘箱内约5分钟，泡沫模样即还原收缩，收缩后的体积不足原模样体积的1/20；

（6）气化消失：把泡沫已收缩的壳型置于550～600℃电热箱内约5～10分钟（小件可取下限，大件取上限），EPS即完全气化成无碳的空壳；

（7）装箱浇注：无碳空腔壳型冷却至100℃以下即可装箱（仿熔模铸造生产常规填砂），无需振动紧实，无需实施负压，常规浇注（也可按消失模造型常规实施负压-0.02～-0.03MPa，以利防止中大型铸件浇注过程把涂料壳层胀裂）。

步骤（2）所述的涂料配制中，内层涂料的配方及配制工艺为：

1）10kg桂林5号消失模涂料专用添加剂和100kg180-220目的耐火骨料粉与90～100kg水混合；

2）在150～200转/min的搅拌机中搅拌1小时以上；

3）出浆使用。

以上配方中所述耐火骨料粉是指不同材质铸件所相应的涂料之骨料，比如，碳钢可用石英、锆英、刚玉、铝矾土等，锰钢可用镁橄榄石、镁砂等，铸铁可用石英、铝矾土、石墨等，此选料依据为现有技术。

步骤（2）所述的涂料配制中，外层涂料的配方及配制工艺为：

1）10kg桂林5号消失模涂料专用添加剂、50kg180-220目的骨料粉和50kg70-100目的骨料砂与90～100kg水混合；

2）在150～200转/min的搅拌机中搅拌1小时以上；

3）出浆使用。

所述桂林5号消失模涂料专用添加剂，以其配制的涂料具有高强度、高透气性、高耐烧性的技术性能，在已授权公开的ZL20081080960.8发明专利中已有描述，为现有技术。

本发明的优点是：可以采用常规消失模铸造所不宜采用的高密度（＞30kg/M³）泡沫制造模样，使模样具有足够的强度、尺寸精度和表面光洁度，从而可使铸件的尺寸精度和表面光洁度达到相当于熔模精密铸造小件的水平，且可以生产比熔模铸造大得多的精密铸件，同时能使泡沫模样所引发的增碳、夹渣、气孔、皱皮、碳黑等一系列碳缺陷得发完全消除。这种方法适用于任何钢种（包括低碳钢、低碳合金钢）的消失模铸造生产，而且不需象熔模铸造那样需涂5～10层涂料撒5～10层干砂，不需进窑炉经1000℃左右焙烧，其工艺简单，成本低廉，节能减排。

经试验检测，按本发明实施的涂料壳层干燥后常温强度＞1.5MPa，常温透气性＞1.3cm²/Pa.min；经600℃烧烤15分钟后的强度＞1.35MPa，透气性＞1.5cm²/Pa.min，对实现工业化生产应用具有极大的优势。

具体实施方式

下面将描述本发明的两个具体实施例进一步地说明本发明，但不是对本发明内容的限定。

实施例1：

一种浇注件重为100kg中小铸钢件的消失模高性能涂料泡沫、模样先收缩后气化空壳铸造方法，包括以下步骤：

（1）制造模样：EPS泡沫模样的制造,为现有技术；

（2）配制涂料：涂料分为内层和外层两种，内层为2层，为200目的耐火骨料配制的涂料，外层2层，为100目和200目粗细各占50%复合的耐火骨料；

（3）涂敷涂料：内层浸涂或淋涂2次，外层浸涂或淋涂2次，内层总厚度＞0.6mm，外层总厚度＞2mm；

（4）涂料干燥：逐层烘干，烘房温度50～55℃；

（5）还原收缩：涂料干燥成高强度硬壳后，置于150～200℃烘箱内约10分钟，泡沫模样即还原收缩，收缩后的体积不足原模样体积的1/20；

（6）气化消失：把泡沫已收缩的壳型置于550～600℃电热箱内8分钟， EPS即完全气化形成无碳的空壳；

（7）装箱浇注：无碳空腔壳型冷却至100℃以下装箱（仿熔模铸造生产常规填砂），因属中小件，无需振动紧实，无需实施负压，常规浇注。

步骤（2）所述的涂料配制中，内层涂料的配方及配制工艺为：

1）10kg桂林5号消失模涂料专用添加剂和100kg200目的耐火骨料粉与100kg水混合；

2）在150～200转/min的搅拌机中搅拌1小时以上；

3）出浆即成。

以上配方中所述耐火骨料粉是指不同材质铸件所相应的涂料之骨料，比如，碳钢可用石英、锆英、刚玉、铝矾土等，锰钢可用镁橄榄石、镁砂等，铸铁可用石英、铝矾土、石墨等，此选料依据为现有技术。

步骤（2）所述的涂料配制中，外层涂料的配方及配制工艺为：

1）10kg桂林5号消失模涂料专用添加剂、50kg200目的骨料粉和50kg100目的骨料砂与90～100kg水混合；

2）在150～200转/min的搅拌机中搅拌1小时以上；

3）出浆即成。

实施例2

按照实施例1的方法步骤进行，不同的是：所浇注的铸件为铸铁件，件重380kg的中大件，内层涂料厚度＞0.6mm，外层＞2.0mm，涂料层总厚度为3.1mm，气化成无碳的空腔壳型冷却至100℃以下即装箱仿熔模铸造的常规在有负压装置的砂箱中填砂（无振动填砂），再按消失模造型常规密封法用塑料薄膜密封铸型，实施负压为-0.025MPa，以防止此中大件在浇注铁水时把壳层胀裂。

Claims (3)

1.一种消失模高性能涂料泡沫、模样先收缩后气化空壳铸造方法，包括以下步骤：

（1）制造模样；

（2）配制涂料：涂料分为内层和外层两种，内层1～2层，为180-220目耐火骨料配制的涂料，外层2～3层，为70-100目和180-220目粗细各占50%复合的耐火骨料；

（3）涂敷涂料：内层浸涂或淋涂1～2次，外层浸涂或淋涂2～3次，内层总厚度＞0.6mm，外层总厚度＞2mm；

（4）涂料干燥：逐层烘干，烘房温度50～55℃；

（5）还原收缩：涂料干燥成高强度硬壳后，置于150～200℃烘箱内约5分钟，泡沫模样即还原收缩，收缩后的体积不足原模样体积的1/20；

（6）气化消失：把泡沫已收缩的壳型置于550～600℃电热箱内约5～10分钟，EPS即完全气化成无碳的空壳；

（7）装箱浇注：无碳空腔壳型冷却至100℃以下即可装箱，无需振动紧实，可实施也可不实施负压，常规浇注（也可按消失模铸造常规实施负压-0.02～-0.03MPa，以利防止中大型铸件浇注过程把涂料壳层胀裂。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：步骤（2）所述的内层涂料的配方及配制工艺为：

1）10kg桂林5号消失模涂料专用添加剂和100kg180-220目的耐火骨料粉与90-100kg水混合；

2）在150～200转/min的搅拌机中搅拌1小时以上；

3）出浆即成。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是：步骤（2）所述的外层涂料的配方及配制工艺为：

1）10kg桂林5号消失模涂料专用添加剂、50kg180-220目的骨料粉和50kg70-100目的骨料砂与90～100kg水混合；

2）在150～200转/min的搅拌机中搅拌1小时以上；

3）出浆即成。