CN102815889A - 一种水溶性芯模材料 - Google Patents

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张胜利
韩建平
程勇
邓大刚
王晓洁
程文
刘宏涛
刘锋
吕少敏
陈克锋
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Abstract

本发明公开了一种水溶性芯模材料，由以下重量份的原料混合制成：空心玻璃微珠100份，硅砂10～600份，胶液10～100份；所述胶液为质量浓度为10%～30%的聚乙烯醇水溶液。本发明的水溶性芯模材料，解决了大长径比壳体制造中芯模挠度较大的难题，解决了小开口壳体芯模难以拆除的难题，解决了大型壳体芯模较重的难题。采用本发明的材料制作的芯模重量较轻，挠度较小，提高了壳体制造精度，制作的芯模试样，在150℃高温处理后，压缩强度达到7MPa～12.5MPa，密度为0.49g/cm3～1.2g/cm3，室温水中可以溶解。

Description

一种水溶性芯模材料
技术领域
本发明属于芯模材料技术领域，具体涉及一种水溶性芯模材料。
背景技术
复合材料具有轻质高强等特点，已在各行各业得到广泛的应用，其中用复合材料制造壳体是其重要应用之一。传统的复合材料壳体制造普遍采用石膏芯模。石膏来源丰富、价格低廉，成型方便，能够制成各种复杂的形状，壳体成型后能够顺利清除。但石膏强度较低，在壳体较高固化温度（150℃）处理后，强度下降显著；当壳体长径比较大或开口较小时，拆模困难或无法拆模。为解决小开口壳体、大长径比壳体拆模难题，近年来研制了砂芯模。砂芯模具有强度较高，水溶即可拆模等优点，但芯砂密度较大，制作的砂芯模较重，当壳体长径比较大，开口较小时，芯模挠度较大，造成壳体形位精度下降。
因此，有必要研制一种轻质、高强、水溶的芯模材料，解决大长径比壳体、小开口壳体制造中存在的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种轻质、高强的水溶性芯模材料。该芯模材料解决了大长径比壳体制造中芯模挠度较大的难题，解决了小开口壳体芯模难以拆除的难题，解决了大型壳体芯模较重的难题。采用该水溶性芯模材料制作的试样，在150℃高温处理后，压缩强度达到7MPa～12.5MPa，密度为0.49g/cm3～1.2g/cm3，室温水中可以溶解。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种水溶性芯模材料，其特征在于，由以下重量份的原料混合制成：空心玻璃微珠100份，硅砂10～600份，胶液10～100份；所述胶液为质量浓度为10%～30%的聚乙烯醇水溶液。
上述的一种水溶性芯模材料，由以下重量份的原料混合制成：空心玻璃微珠100份，硅砂100～500份，胶液60～100份。
上述的一种水溶性芯模材料，由以下重量份的原料混合制成：空心玻璃微珠100份，硅砂300份，胶液80份。
上述的一种水溶性芯模材料，所述空心玻璃微珠的粒度为50μm～300μm。
所述重量份可以为克、两、斤、公斤、吨等重量计量单位。
本发明各组分的选用原则：本发明采用聚乙烯醇作为粘接剂，是因为其具有水溶的特点；采用空心玻璃微珠作为基体材料，是由于其具有轻质的特点；添加铸造用硅砂，可以填充空心玻璃微珠之间的缝隙，提高配方的强度。通过提高空心玻璃微珠含量，降低硅砂含量，可取得较轻质的芯模材料；通过降低空心玻璃微珠含量，提高硅砂含量，可取得强度较高的芯模材料。由于以上各组分的巧妙组合，使得该芯模材料具有轻质、高强、水溶等特点。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明的水溶性芯模材料，解决了大长径比壳体制造中芯模挠度较大的难题，解决了小开口壳体芯模难以拆除的难题，解决了大型壳体芯模较重的难题。
2、采用本发明的材料制作的芯模重量较轻，挠度较小，提高了壳体制造精度。
3、采用本发明的材料制作的试样，在150℃高温处理后，压缩强度达到7MPa～12.5MPa，密度为0.49g/cm3～1.2g/cm3，室温水中可以溶解。
下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步的详细描述。
具体实施方式
实施例1
本实施例的水溶性芯模材料由以下原料混合制成：空心玻璃微珠100g，硅砂10g，胶液40g；所述胶液为质量浓度为15%的聚乙烯醇水溶液；所述空心玻璃微珠的粒度为50μm。
本实施例的水溶性芯模材料的制备方法为：将各原料按配比混合均匀即可。
实施例2
本实施例的水溶性芯模材料由以下原料混合制成：空心玻璃微珠100kg，硅砂100kg，胶液60kg；所述胶液为质量浓度为15%的聚乙烯醇水溶液；所述空心玻璃微珠的粒度为100μm。
本实施例的水溶性芯模材料的制备方法为：将各原料按配比混合均匀即可。
实施例3
本实施例的水溶性芯模材料由以下原料混合制成：空心玻璃微珠100g，硅砂500g，胶液100g；所述胶液为质量浓度为25%的聚乙烯醇水溶液；所述空心玻璃微珠的粒度为300μm。
本实施例的水溶性芯模材料的制备方法为：将各原料按配比混合均匀即可。
实施例4
本实施例的水溶性芯模材料由以下原料混合制成：空心玻璃微珠100kg，硅砂300kg，胶液80kg；所述胶液为质量浓度为20%的聚乙烯醇水溶液；所述空心玻璃微珠的粒度为150μm。
本实施例的水溶性芯模材料的制备方法为：将各原料按配比混合均匀即可。
实施例5
本实施例的水溶性芯模材料由以下原料混合制成：空心玻璃微珠100份，硅砂600份，胶液100份；所述胶液为质量浓度为30%的聚乙烯醇水溶液；所述空心玻璃微珠的粒度为250μm。
本实施例的水溶性芯模材料的制备方法为：将各原料按配比混合均匀即可。
实施例6
本实施例的水溶性芯模材料由以下原料混合制成：空心玻璃微珠100份，硅砂50份，胶液10份；所述胶液为质量浓度为10%的聚乙烯醇水溶液；所述空心玻璃微珠的粒度为120μm。
本实施例的水溶性芯模材料的制备方法为：将各原料按配比混合均匀即可。
对本发明水溶性芯模材料的性能进行了检测，检测方法为：
将实施例1至实施例6的芯模材料分别填充到试样模具中，在锤击式制样机下锤击3次，制成尺寸为φ35.35mm×35.35mm的圆柱体试样，每种实施例试样制作8个，试样在150℃处理8个小时。5个试样称重，计算出密度，在强度试验机上检测压缩强度；另3个试样放入室温水中，观察溶解情况。对比结果见下表：
表1150℃处理后各实施例芯模材料性能对比
Figure BDA00002068248900041
从上表可以看出，采用本发明的芯模材料制成的试样在150℃高温处理后，压缩强度达到7MPa～12.5MPa，密度为0.49g/cm3～1.2g/cm3，室温水中可以溶解。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (4)

1.一种水溶性芯模材料，其特征在于，由以下重量份的原料混合制成：空心玻璃微珠100份，硅砂10～600份，胶液10～100份；所述胶液为质量浓度为10%～30%的聚乙烯醇水溶液。
2.根据权利要求1所述的一种水溶性芯模材料，其特征在于，由以下重量份的原料混合制成：空心玻璃微珠100份，硅砂100～500份，胶液60～100份。
3.根据权利要求2所述的一种水溶性芯模材料，其特征在于，由以下重量份的原料混合制成：空心玻璃微珠100份，硅砂300份，胶液80份。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种水溶性芯模材料，其特征在于，所述空心玻璃微珠的粒度为50μm～300μm。
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