CN102836959A - 一种防止塌箱的消失模铸造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种防止塌箱的消失模铸造工艺，包括制作模型簇、制备涂料、在模型上刷涂涂料、预填砂、振动造型、浇铸和冷却等步骤。本发明进一步提供了一种防止塌箱的消失模铸造涂料，所述涂料包括以下组分：铝矾土30～40重量份，鳞片状石墨粉20～30重量份，粘结剂6.3～8.5重量份，钠基膨润土2重量份，悬浮剂4～6重量份，亚甲基双荼磺酸钠0.5重量份，表面活性剂0.5重量份、水20～30重量份，所述表面活性剂为：OP-21、石油磺酸盐、石油苯的一种或几种。采用本发明提供的消失模铸造工艺和消失模铸造涂料，能够有效减少塌箱风险。
Description
技术领域
本发明涉及铸造领域，特别涉及消失模铸造技术领域。
背景技术
消失模铸造（又称实型铸造）是将与铸件尺寸形状相似的泡沫模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的铸造方法。
与传统铸造技术相比，消失模铸造、有如下优点：1)铸件质量好，成本低；2)尺寸精度高，表面光洁，减少清理工作量；3)内部缺陷少，组织致密；4)可实现大规模、大批量生产，可以大大改善作业环境、降低劳动强度、减少能源消耗。
虽然消失模铸造工艺有上述优点，目前得到较快发展，但消失模铸造工艺中最担心的塌箱现象还是经常出现，特别是那些模型腔体复杂，型芯狭窄的模型，通过震动造型，很难将沙子充满型芯，或者即使勉强充满也不紧实，造成在浇注过程中，随着泡沫塑料模型气化消失，该部分型芯失去支撑，产生塌陷，造成整个产品报废，损失很大。
发明内容
针对现有技术的缺陷，为了能使泡沫模型的内部复杂、狭窄的腔体得到很好的涂料涂挂，增加强度，减少该部分在浇铸时产生塌陷，本发明提供了一种防止塌箱的消失模铸造工艺。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种防止塌箱的消失模铸造工艺，其特征在于，包含以下步骤：
1）将与铸件尺寸形状相似的泡沫模型粘结组合成模型簇；
2）制备消失模铸造专用涂料；
a）将涂料组分装入球磨机；
b）混合搅拌均匀即得；
3）在泡沫模型上刷涂上述涂料并烘干；
4）用自硬呋喃树脂沙对烘干后的所述模型的模型芯进行预填砂；
5）经过预填砂的模型，再埋入石英砂中震动造型；
6）在负压下向所述模型浇注铁水，使所述模型气化，液体金属占据所述模型位置，凝固冷却后形成铸件；
7）释放真空后，冷却后取出所述铸件。
进一步的步骤2）中制备消失模铸造专用涂料的各组分的配比为：铝矾土30～40重量份，鳞片状石墨粉20～30重量份，粘结剂6.3～8.5重量份，钠基膨润土2重量份，悬浮剂4～6重量份，亚甲基双荼磺酸钠0.5重量份，表面活性剂0.5重量份、水20～30重量份。
所述表面活性剂为：OP-21、石油磺酸盐、石油苯的一种或几种。
在本发明的一个实施例中，步骤2）中制备消失模铸造专用涂料的各组分的配比为：铝矾土30重量份，鳞片状石墨粉30重量份，粘结剂8.5重量份，钠基膨润土2重量份，悬浮剂6重量份，亚甲基双荼磺酸钠0.5重量份，表面活性剂0.5重量份、水24.5重量份；
所述粘结剂为：质量比为8.5:1的水玻璃与硫酸铝的组合物；
所述悬浮剂为：膨润土粉与羟甲基纤维素钠水溶液的质量比为1:2；
所述表面活性剂为：OP-21。
在本发明的另一实施例中，步骤2）中制备消失模铸造专用涂料的各组分的配比为：铝矾土40重量份，鳞片状石墨粉20重量份，粘结剂8.5重量份，钠基膨润土2重量份，悬浮剂6重量份，亚甲基双荼磺酸钠0.5 重量份，表面活性剂0.5重量份、水22.5重量份；
所述粘结剂为：质量比为8:1的水玻璃与硫酸铝的组合物；
所述悬浮剂为：膨润土粉与羟甲基纤维素钠水溶液的质量比为2:3；
所述表面活性剂为：石油磺酸盐。
在本发明的另一实施例中，步骤2）中制备消失模铸造专用涂料的各组分的配比为：铝矾土35重量份，鳞片状石墨粉25重量份，粘结剂6.3重量份，钠基膨润土2重量份，悬浮剂4重量份，亚甲基双荼磺酸钠0.5重量份，表面活性剂0.5重量份、水26.7重量份；
所述粘结剂为：质量比为9:1的水玻璃与硫酸铝的组合物；
所述悬浮剂为：膨润土粉与羟甲基纤维素钠水溶液的质量比为1:3；
所述表面活性剂为：石油苯。
在本发明的另一实施例中，步骤2）中制备消失模铸造专用涂料的各组分的配比为：铝矾土30重量份，鳞片状石墨粉25重量份，粘结剂7重量份，钠基膨润土2重量份，悬浮剂5重量份，亚甲基双荼磺酸钠0.5重量份，表面活性剂0.5重量份、水30重量份；
所述粘结剂为：质量比为8.5:1的水玻璃与硫酸铝的组合物；
所述悬浮剂为：膨润土粉与羟甲基纤维素钠水溶液的质量比为1:3；
所述表面活性剂为：质量比为1:2的OP-21和石油苯的组合物。
在本发明的另一实施例中，步骤2）中制备消失模铸造专用涂料的各组分的配比为：铝矾土35重量份，鳞片状石墨粉30重量份，粘结剂7重量份，钠基膨润土2重量份，悬浮剂5重量份，亚甲基双荼磺酸钠0.5重量份，表面活性剂0.5重量份、水20重量份；
所述粘结剂为：质量比为8.5:1的水玻璃与硫酸铝的组合物；
所述悬浮剂为：膨润土粉与羟甲基纤维素钠水溶液的质量比为2:3；
所述表面活性剂为：质量比为1:1:1的OP-21、石油磺酸盐、石油苯的组合物。
所述涂料因具有很高的流平性、触变性等性能，从而实现了涂料较好的触变悬浮效果，涂挂效果好；高温条件下的粘结性能好，使其在高温浇注过程中能经受高温铁水浇注时的冲刷，强度高，涂层始终保持完整性，从另一方面减少了塌箱风险。
铸件腔内的树脂砂可通过再生处理，很好地降低了成本。并且采用本方法，塌箱现象大为减少，铸造成品率得到很大提高，进一步推动消失模铸造工艺的适用范围。
具体实施方式
为了使本发明目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
1）将与铸件尺寸形状相似的泡沫模型粘结组合成模型簇；
2）将涂料组分按以下配比装入球磨机并混合搅拌均匀：
200-250目的铝矾土30～40重量份，150-200目的鳞片状石墨粉20～30重量份，粘结剂6.3～8.5重量份，钠基膨润土2重量份，悬浮剂4～6重量份，亚甲基双荼磺酸钠0.5重量份，表面活性剂0.5重量份、水20～30重量份；
所述表面活性剂为：OP-21、石油磺酸盐、石油苯的一种或几种。
3）在泡沫模型上刷涂上述涂料并烘干；
4）用自硬呋喃树脂沙对烘干后的所述模型的模型芯进行预填砂；
5）经过预填砂的模型，再埋入石英砂中震动造型；
6）在负压下向所述模型浇注铁水，使所述模型气化，液体金属占据所述模型位置，凝固冷却后形成铸件；
7）释放真空后，冷却后取出所述铸件。
实施例2
1）将与铸件尺寸形状相似的泡沫模型粘结组合成模型簇；
2）将涂料组分按以下配比装入球磨机并混合搅拌均匀：
200-250目的铝矾土30重量份，150-200目的鳞片状石墨粉30重量份，粘结剂8.5重量份，钠基膨润土2重量份，悬浮剂6重量份，亚甲基双荼磺酸钠0.5重量份，表面活性剂0.5重量份、水24.5重量份；
所述粘结剂为：质量比为8.5:1的水玻璃与硫酸铝的组合物；
所述悬浮剂为：膨润土粉与羟甲基纤维素钠水溶液的质量比为1:2；
所述表面活性剂为：OP-21。
3）在泡沫模型上刷涂上述涂料并烘干；
4）用自硬呋喃树脂沙对烘干后的所述模型的模型芯进行预填砂；
5）经过预填砂的模型，再埋入石英砂中震动造型；
6）在负压下向所述模型浇注铁水，使所述模型气化，液体金属占据所述模型位置，凝固冷却后形成铸件；
7）释放真空后，冷却后取出所述铸件。
实施例3
1）将与铸件尺寸形状相似的泡沫模型粘结组合成模型簇；
2）将涂料组分按以下配比装入球磨机并混合搅拌均匀：
200-250目的铝矾土40重量份，150-200目的鳞片状石墨粉20重量份，粘结剂8.5重量份，钠基膨润土2重量份，悬浮剂6重量份，亚甲基双荼磺酸钠0.5重量份，表面活性剂0.5重量份、水22.5重量份；
所述粘结剂为：质量比为8:1的水玻璃与硫酸铝的组合物；
所述悬浮剂为：膨润土粉与羟甲基纤维素钠水溶液的质量比为2:3；
所述表面活性剂为：石油磺酸盐。
3）在泡沫模型上刷涂上述涂料并烘干；
4）用自硬呋喃树脂沙对烘干后的所述模型的模型芯进行预填砂；
5）经过预填砂的模型，再埋入石英砂中震动造型；
6）在负压下向所述模型浇注铁水，使所述模型气化，液体金属占据所述模型位置，凝固冷却后形成铸件；
7）释放真空后，冷却后取出所述铸件。
实施例4
1）将与铸件尺寸形状相似的泡沫模型粘结组合成模型簇；
2）将涂料组分按以下配比装入球磨机并混合搅拌均匀：
200-250目的铝矾土35重量份，150-200目的鳞片状石墨粉25重量份，粘结剂6.3重量份，钠基膨润土2重量份，悬浮剂4重量份，亚甲基双荼磺酸钠0.5重量份，表面活性剂0.5重量份、水26.7重量份；
所述粘结剂为：质量比为9:1的水玻璃与硫酸铝的组合物；
所述悬浮剂为：膨润土粉与羟甲基纤维素钠水溶液的质量比为1:3；
所述表面活性剂为：石油苯。
3）在泡沫模型上刷涂上述涂料并烘干；
4）用自硬呋喃树脂沙对烘干后的所述模型的模型芯进行预填砂；
5）经过预填砂的模型，再埋入石英砂中震动造型；
6）在负压下向所述模型浇注铁水，使所述模型气化，液体金属占据所述模型位置，凝固冷却后形成铸件；
7）释放真空后，冷却后取出所述铸件。
实施例5
1）将与铸件尺寸形状相似的泡沫模型粘结组合成模型簇；
2）将涂料组分按以下配比装入球磨机并混合搅拌均匀：
200-250目的铝矾土30重量份，150-200目的鳞片状石墨粉25重量份，粘结剂7重量份，钠基膨润土2重量份，悬浮剂5重量份，亚甲基双荼磺酸钠0.5重量份，表面活性剂0.5重量份、水30重量份；
所述粘结剂为：质量比为8.5:1的水玻璃与硫酸铝的组合物；
所述悬浮剂为：膨润土粉与羟甲基纤维素钠水溶液的质量比为1:3；
所述表面活性剂为：质量比为1:2的OP-21和石油苯的组合物。
3）在泡沫模型上刷涂上述涂料并烘干；
4）用自硬呋喃树脂沙对烘干后的所述模型的模型芯进行预填砂；
5）经过预填砂的模型，再埋入石英砂中震动造型；
6）在负压下向所述模型浇注铁水，使所述模型气化，液体金属占据所述模型位置，凝固冷却后形成铸件；
7）释放真空后，冷却后取出所述铸件。
实施例6
1）将与铸件尺寸形状相似的泡沫模型粘结组合成模型簇；
2）将涂料组分按以下配比装入球磨机并混合搅拌均匀：
200-250目的铝矾土35重量份，150-200目的鳞片状石墨粉30重量份，粘结剂7重量份，钠基膨润土2重量份，悬浮剂5重量份，亚甲基双荼磺酸钠0.5重量份，表面活性剂0.5重量份、水20重量份；
所述粘结剂为：质量比为8.5:1的水玻璃与硫酸铝的组合物；
所述悬浮剂为：膨润土粉与羟甲基纤维素钠水溶液的质量比为2:3；
所述表面活性剂为：质量比为1:1:1的OP-21、石油磺酸盐、石油苯的组合物。
3）在泡沫模型上刷涂上述涂料并烘干；
4）用自硬呋喃树脂沙对烘干后的所述模型的模型芯进行预填砂；
5）经过预填砂的模型，再埋入石英砂中震动造型；
6）在负压下向所述模型浇注铁水，使所述模型气化，液体金属占据所述模型位置，凝固冷却后形成铸件；
7）释放真空后，冷却后取出所述铸件。
经测试，上述方法制备得到的消失模涂料放置72小时后的悬浮率大于96重量份，涂料的透气性0.89，粘度值30s，触变性45。涂料的涂刷指数、滴淌量和滴淌时间分别为3.0、0.3g、6s。涂刷3层，厚度约1.5mm的情况下，涂层低温强度高于850g。经过1200度培烧后，涂层高温强度高于680g。涂层的低温透气性15重量份、高温透气性25重量份。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。
Claims (7)
1.一种防止塌箱的消失模铸造工艺，其特征在于，包含以下步骤：
1）将与铸件尺寸形状相似的泡沫模型粘结组合成模型簇；
2）制备消失模铸造专用涂料；
a）将涂料组分装入球磨机；
b）混合搅拌均匀即得；
3）在泡沫模型上刷涂上述涂料并烘干；
4）用自硬呋喃树脂沙对烘干后的所述模型的模型芯进行预填砂；
5）经过预填砂的模型，再埋入石英砂中震动造型；
6）在负压下向所述模型浇注铁水，使所述模型气化，液体金属占据所述模型位置，凝固冷却后形成铸件；
7）释放真空后，冷却后取出所述铸件。
2.如权利要求1所述的防止塌箱的消失模铸造工艺，其特征在于，步骤2）中制备消失模铸造专用涂料的各组分的配比为：
铝矾土30～40重量份，鳞片状石墨粉20～30重量份，粘结剂6.3～8.5重量份，钠基膨润土2重量份，悬浮剂4～6重量份，亚甲基双荼磺酸钠0.5重量份，表面活性剂0.5重量份、水20～30重量份；
所述表面活性剂为：OP-21、石油磺酸盐、石油苯中的一种或几种。
3.如权利要求2所述的防止塌箱的消失模铸造工艺，其特征在于，步骤2）中制备消失模铸造专用涂料的各组分的配比为：
铝矾土30重量份，鳞片状石墨粉30重量份，粘结剂8.5重量份，钠基膨润土2重量份，悬浮剂6重量份，亚甲基双荼磺酸钠0.5重量份，表面活性剂0.5重量份、水24.5重量份；
所述粘结剂为：质量比为8.5:1的水玻璃与硫酸铝的组合物；
所述悬浮剂为：膨润土粉与羟甲基纤维素钠水溶液的质量比为1:2；
所述表面活性剂为：OP-21。
4.如权利要求2所述的防止塌箱的消失模铸造工艺，其特征在于，步骤2）中制备消失模铸造专用涂料的各组分的配比为：
铝矾土40重量份，鳞片状石墨粉20重量份，粘结剂8.5重量份，钠基膨润土2重量份，悬浮剂6重量份，亚甲基双荼磺酸钠0.5重量份，表面活性剂0.5重量份、水22.5重量份；
所述粘结剂为：质量比为8:1的水玻璃与硫酸铝的组合物；
所述悬浮剂为：膨润土粉与羟甲基纤维素钠水溶液的质量比为2:3；
所述表面活性剂为：石油磺酸盐。
5.如权利要求2所述的防止塌箱的消失模铸造工艺，其特征在于，步骤2）中制备消失模铸造专用涂料的各组分的配比为：
铝矾土35重量份，鳞片状石墨粉25重量份，粘结剂6.3重量份，钠基膨润土2重量份，悬浮剂4重量份，亚甲基双荼磺酸钠0.5重量份，表面活性剂0.5重量份、水26.7重量份；
所述粘结剂为：质量比为9:1的水玻璃与硫酸铝的组合物；
所述悬浮剂为：膨润土粉与羟甲基纤维素钠水溶液的质量比为1:3；
所述表面活性剂为：石油苯。
6.如权利要求2所述的防止塌箱的消失模铸造工艺，其特征在于，步骤2）中制备消失模铸造专用涂料的各组分的配比为：
铝矾土30重量份，鳞片状石墨粉25重量份，粘结剂7重量份，钠基膨润土2重量份，悬浮剂5重量份，亚甲基双荼磺酸钠0.5重量份，表面活性剂0.5重量份、水30重量份；
所述粘结剂为：质量比为8.5:1的水玻璃与硫酸铝的组合物；
所述悬浮剂为：膨润土粉与羟甲基纤维素钠水溶液的质量比为1:3；
所述表面活性剂为：质量比为1:2的OP-21和石油苯的组合物。
7.如权利要求2所述的防止塌箱的消失模铸造工艺，其特征在于，步骤2）中制备消失模铸造专用涂料的各组分的配比为：
铝矾土35重量份，鳞片状石墨粉30重量份，粘结剂7重量份，钠基膨润土2重量份，悬浮剂5重量份，亚甲基双荼磺酸钠0.5重量份，表面活性剂0.5重量份、水20重量份；
所述粘结剂为：质量比为8.5:1的水玻璃与硫酸铝的组合物；
所述悬浮剂为：膨润土粉与羟甲基纤维素钠水溶液的质量比为2:3；
所述表面活性剂为：质量比为1:1:1的OP-21、石油磺酸盐、石油苯的组合物。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20121226 |