CN102672104A

CN102672104A - 消失模高性能涂料泡沫、模样覆膜石蜡浇注精密铸造方法

Info

Publication number: CN102672104A
Application number: CN2012101708386A
Authority: CN
Inventors: 刘翔; 刘玉满
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-05-29
Filing date: 2012-05-29
Publication date: 2012-09-19

Abstract

本发明公开了一种消失模高性能涂料泡沫、模样覆膜石蜡浇注精密铸造方法，该方法包括如下步骤：制造EPS泡沫模样；泡沫模样覆以蜡膜；配制高性能涂料；涂料涂敷与干燥；填砂造型；烧掉铸型中的泡沫与蜡膜；浇注金属液。其中：高性能涂料由桂林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、再加入硅溶胶、搅拌制成。这种方法浇注的铸件尺寸精度和表面光洁度可达到熔模精密铸造小件相当的水平，铸件无增碳、夹渣、气孔、皱皮、碳黑、成分不均、力学性能偏差等缺陷，且大、中、小型铸件都能生产。

Description

消失模高性能涂料泡沫、模样覆膜石蜡浇注精密铸造方法

技术领域

本发明涉及消失模铸造，具体是一种消失模泡沫模样覆膜石蜡采用高性能涂料浇注精密铸件的方法。

背景技术

传统（现有）的熔模精密铸造生产的铸件尺寸精度高，表面光洁度也高，但石蜡模样的制造成本也相当高，操作笨重（密度是泡沫的60倍左右），其制模、涂料制备与涂敷、壳型脱蜡与回收等工序相当繁杂，尤其是壳型脱蜡后必须在1000℃左右的窑炉里经30分钟以上的高温焙烧才能装箱浇注，能耗特大，劳动条件恶劣，污染严重，故传统（现有）的熔模精密铸造在国际铸造界以“少慢差费”而著称，而且只能浇注小型铸件，通常件重＜50kg。传统（现有常规）的消失模铸造采用的EPS泡沫模样虽成本低廉、操作轻巧、制模简单、涂料易配、工序简化，但不论是泡沫模样本身或其铸件的表面光洁度及尺寸精度都比熔模铸造差1～2个等级。能否把泡沫消失模和石蜡熔模的各自优势得到综合性的发挥，低成本、低能耗、低劳动强度、低污染、高效率生产与熔模铸造小件相当水平的高精度、高光洁度大、中、小型铸件，是当代国内外铸造工作者奋斗与追求的目标。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，而提供一种消失模高性能涂料泡沫、模样覆膜石蜡浇注精密铸造方法，该方法在EPS泡沫模样表面覆膜石蜡薄层，采用高性能涂料，铸型在干砂负压条件下先从浇冒口把泡沫及蜡膜烧掉以形成空腔壳型，再行浇注金属液。

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、模样覆膜石蜡浇注精密铸造方法，包括以下步骤：

（1）制造EPS泡沫模样，为现有技术；

（2）泡沫模样覆以蜡膜：把泡沫模样浸于65～70℃的蜡液中，2～3秒后提起，1～2分钟冷却后即形成完整均匀的蜡膜薄层，厚度0.10～0.12mm，对于模具发泡的泡沫模样只需浸覆一层即可达到与蜡模相当的表面光洁度；

（3）配制高性能涂料；

（4）涂料涂敷与干燥：涂敷方法与消失模常规生产相同，浸涂或淋涂2～3层，逐层干燥，烘干温度为30～33℃，烘房空气湿度宜＜40%，采用工业除湿机控制（为现有技术），涂层干燥后的厚度1.0～2.0mm为宜（大件取上限）；

（5）填砂造型：按消失模常规装箱，填砂造型并密封砂箱铸型。此为现有技术；

（6）烧掉铸型中的泡沫与蜡膜：对砂箱铸型实施负压，负压度-0.04～-0.06MPa为宜，用燃气枪（商品化工具）从浇冒口处点燃EPS，并输入少量氧气（医用氧气瓶接以Φ2mm的输氧管打开气阀即可），型内的EPS及蜡膜即发生激烈快速燃烧（500～1000kg重的铸件之模样2～3分钟即可烧烬）。消失模泡沫模样的烧空方法在已授权公开的ZL200810080960.8发明专利中已有描述，为现有技术。

（7）浇注金属液：烧空后的铸型继续保持抽真空,按常规浇注金属液，至型中的铸件基本凝固即可撤消负压。

步骤（2）所述蜡液为传统的熔模铸造常用的蜡料加热而得，覆膜蜡层的厚度根据模样表面积、蜡膜重量和密度计算而得，检测数据表明，按步骤（2）实施的蜡膜厚度为0.10～0.12mm。

步骤（3）所述高性能涂料，其配方及配制工艺流程是：

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100kg水混合；

2）在150～200转/min的搅拌机中搅拌1小时；

3）再加入5kgPH值为7～9的硅溶胶；

4）再搅拌10分钟即可使用。

步骤（3）所述高性能涂料的配制中，桂林5号为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、高耐烧性之技术性能，在已授权公开的ZL200810080960.8发明专利中已有描述，为现有技术；硅溶胶的加入则是为提高涂料在石蜡表面的涂挂性。硅溶胶为商品化材料。

步骤（4）所述干燥后厚度为1.0～2.0mm的涂层，经检测结果：常温强度＞1.5MPa，常温透气性＞1.35cm²/Pa.min，经1000℃下10分钟烧烤后的强度＞1.0MPa，透气性＞1.5cm²/Pa.min，完全可以满足在负压下把泡沫烧空技术实施的性能要求；涂层在30～33℃下干燥，目的是防止温度过高时蜡膜软化、变形而导致涂层开裂和脱落。

步骤（6）所述型中的泡沫和蜡膜需先烧空才予浇注金属液，是因为泡沫和石蜡的燃烧速率不完全同步，先烧空后浇注能避免金属液反喷，避免铸件产生气孔，烧空后浇注还能有效避免增碳、夹渣、皱皮、碳黑、成分不均、力学性能偏差等碳缺陷的产生。

本发明的优点是：综合发挥了熔模精密铸造和消失模泡沫模样干砂负压铸造的各自优势，可实现大、中、小型精密铸件轻巧化、洁净化、简易化、低成本、低能耗、高效率优质生产，铸件的尺寸精度和表面光洁度可达到熔模精密铸造小件同等的水平，而所能生产的铸件却比熔模铸造的铸件大得多（件重可从几十克至数吨之重），常规以泡沫为模样的消失模铸造难以避免的种种碳缺陷（增碳、夹渣、气孔、皱皮、碳黑、成分不均、力学性能偏差等）均能得以有效消除。

具体实施方式

下面通过列举的实施例对本发明作进一步的描述，但不是对本发明内容的限定。

实施例1：

一种消失模高性能涂料泡沫、模样覆膜石蜡浇注件重为520kg的精密铸钢件的方法，包括以下步骤：

（1）制造EPS泡沫模样，为现有技术；

（3）配制高性能涂料；

（4）涂料涂敷与干燥：涂敷方法与消失模常规生产相同，浸涂或淋涂3层，逐层干燥，烘干温度为30～33℃，烘房空气湿度为38%，采用工业除湿机控制，为现有技术，涂层干燥后的厚度1.8mm。

（5）填砂造型：按消失模常规装箱，填砂造型并密封砂箱铸型，此为现有技术；

（6）烧掉铸型中的泡沫与蜡膜：对砂箱铸型实施负压，负压度-0.05MPa为宜，用燃气枪（商品化工具）从浇冒口处点燃EPS，并输入少量氧气（医用氧气瓶接以Φ2mm的输氧管打开气阀即可），型内的EPS及蜡膜即发生激烈快速燃烧，经150秒后型内的EPS被烧烬形成了空腔壳型。

（7）浇注金属液：烧空后的铸型继续保持抽真空,按常规浇注钢液，浇注完毕后经130秒左右铸件基本凝固即撤消负压。

步骤（2）所述蜡液为传统的熔模铸造常用的蜡料加热而得，覆膜蜡层的厚度根据模样表面积、蜡膜重量和密度计算而得，检测数据表明，按步骤（2）实施的蜡膜厚度为0.10～0.12mm。实验检测数据见下表：

步骤（3）所述高性能涂料，其配方及配制工艺流程是：

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；

3）再加入5kgPH值为7～9的硅溶胶；

4）再搅拌10分钟即可使用。

步骤（4）所述干燥后厚度为1.0～2.0mm的涂层，经检测结果：常温强度＞1.5MPa，常温透气性＞1.35cm²/Pa.min，经1000℃下10分钟烧烤后的强度＞1.0MPa，透气性＞1.5cm²/Pa.min，完全可以满足在负压下把泡沫烧空技术实施的性能要求；涂层在30～33℃下干燥，目的是防止温度过高时蜡膜软化、变形而导致涂层干裂和脱落。

产品经检测：铸件的尺寸精度和表面光洁度可达到熔模精密铸造小件相当的水平，铸件无增碳、夹渣、气孔、皱皮、碳黑、成分不均、力学性能偏差等缺陷。

Claims

1.一种消失模高性能涂料泡沫、模样覆膜石蜡浇注精密铸造方法，包括以下步骤：

（1）制造EPS泡沫模样；

（3）配制高性能涂料；

（4）涂料涂敷与干燥：涂敷方法与消失模常规生产相同，浸涂或淋涂2～3层，逐层干燥，烘干温度为30～33℃，烘房空气湿度＜40%，采用工业除湿机控制；

（5）填砂造型：按消失模常规装箱，填砂造型并密封砂箱铸型；

（6）烧掉铸型中的泡沫与蜡膜：对砂箱铸型实施负压，负压度-0.04～-0.06MPa为宜，用燃气枪从浇冒口处点燃EPS，并输入少量氧气，型内的EPS及蜡膜即发生激烈快速燃烧，1000kg重的铸件之模样2～3分钟即可烧烬；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：步骤（3）所述高性能涂料，其配方及配制工艺是：

2）在150～200转/min的搅拌机中搅拌1小时；

3）再加入PH值为7～9的硅溶胶；

4）再搅拌10分钟即可使用。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是：步骤（6）所述铸型中的泡沫和蜡膜需先烧空才予浇注金属液。