CN103170578A - 陶瓷型精密铸造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种陶瓷型精密铸造方法，特征是采用以下步骤：1）用数控铣床加工出铸件的铸造模具，用ABS工程塑料作为铸造模具材料；2）将铸造模具型腔尺寸均匀减小2～3mm，制造硅橡胶模具的背层支撑体；3）将铸造模具涂覆2～3mm的硅橡胶层，然后将背层支撑体放入铸造模具内，待起模后即得硅橡胶模具；4）在硅橡胶模具的表面分几次涂覆浆料，在硅橡胶模具的表面形成厚度为3～5mm厚的陶瓷型壳；5）待陶瓷型壳干燥以后，在其表面用水玻璃砂进行固定；6）依次取出背层支撑体和硅橡胶层，即得复合陶瓷型；7）用气焊焊炬对陶瓷型壳表面均匀喷烧后，再浇注金属液，待金属液凝固后去除复合陶瓷型，即得精密铸件。本发明工艺简单，制造周期短，成本低，铸件精度高。
Description
技术领域
本发明提供一种陶瓷型精密铸造方法，属于铸造技术领域。
背景技术
在传统的精密铸造生产工艺过程中，主要采用熔模精密铸造方法，也有利用硅酸乙酯作为粘结剂通过直接灌浆方法来制成陶瓷型壳。
在利用熔模精密铸造的工艺中，由于制造工艺复杂，生产周期长，制造成本高，陶瓷型壳的废品率较高所以限制了其应用范围，大多用于合金钢等高附加值的铸件的生产过程中，很少用于碳钢和有色金属的生产过程中。
在利用硅酸乙酯作为粘结剂通过直接灌浆方法来制成陶瓷型壳的工艺中，由于制造工艺也很复杂，在硅酸乙酯水解的过程中会要用到有害物质，不符合当今的环保的要求，而且该工艺生产周期也较长，制造成本高，型壳的废品率较高所以其应用范围也受到限制。
发明内容
本发明的内容是提供一种能克服上述传统精密铸造工艺的缺陷，简化制造工艺，缩短生产周期，降低生产成本，所得铸件精度高，可用于铸铁、碳钢、合金钢或是有色金属（如铜或铝）铸件的陶瓷型精密铸造方法。其技术方案为：
一种陶瓷型精密铸造方法，其特征在于采用以下步骤：1）利用数控铣床加工出铸件的铸造模具，利用ABS工程塑料作为铸造模具材料；2）在步骤1）得到的铸造模具基础上，将模具型腔尺寸均匀减小2～3mm，利用ABS工程塑料和数控铣床再加工出用于制作硅橡胶模具背层支撑体的模具，将混合有无碱玻璃纤维短切原丝材料的环氧树脂填入模具中，制造出硅橡胶模具的背层支撑体；3）将铸造模具均匀涂覆2～3mm的硅橡胶层，然后将背层支撑体放入铸造模具内，待起模后即得硅橡胶模具；4）在硅橡胶模具的表面分几次均匀涂覆浆料，浆料由耐火材料粉料和铸造用硅溶胶混合制成，每次涂覆时都随时在涂覆的浆料表面撒上耐火材料粉料以防止浆料的流动，直到在硅橡胶模具的表面形成一层厚度为3～5mm厚的陶瓷型壳；5）待陶瓷型壳干燥以后，在其表面用水玻璃砂进行固定，水玻璃砂的硬化采用吹二氧化碳法；6）取出背层支撑体，再取出硅橡胶层，即得到陶瓷型壳和水玻璃砂型组合而成的复合陶瓷型；7）用气焊焊炬对着复合陶瓷型的陶瓷型壳表面均匀喷烧30～45分钟，待陶瓷型壳烧结以后，将金属液浇注入复合陶瓷型，待金属液凝固后去除复合陶瓷型，即得精密铸件。
所述的陶瓷型精密铸造方法，步骤2）中，无碱玻璃纤维短切原丝材料与环氧树脂的质量比为100：150～180。
所述的陶瓷型精密铸造方法，步骤4）中，对于铸铁、碳钢、铜有色金属或铝有色金属，耐火材料粉料选用熔融石英砂，粒度≥200目，耐火材料粉料和硅溶胶的质量比为260:100～120，防止浆料流动所撒的耐火材料粉料粒度在120～180目；对于合金钢，耐火材料粉料选用刚玉砂或锆沙，粒度≥200目，耐火材料粉料和硅溶胶的质量比为260:100～120，防止浆料流动所撒的耐火材料粉料粒度在120～180目。
本发明与现有技术相比，其优点是：
1、由于硅橡胶模具是先将铸造模具涂覆2～3mm均匀的硅橡胶层、然后将背层支撑体放入铸造模具内、待起模后获得，硅橡胶模具脱模过程方便，而且可以方便地利用陶瓷型铸造出带有内凹文字或结构的铸件；
2、使用水玻璃砂作为陶瓷型壳的背层，并利用吹二氧化碳方法来硬化，简化了造型过程，降低了生产成本；
3、用气焊焊炬对着复合陶瓷型的陶瓷型壳表面均匀喷烧，使得陶瓷型壳在高温下烧结，减少了需要在高温炉中焙烧复合陶瓷型的制造步骤，也简化了造型过程，降低了生产成本。
具体实施方式
实施例一，碳钢的陶瓷型精密铸造方法的具体步骤：
1）利用数控铣床加工出铸件的铸造模具，利用ABS工程塑料作为铸造模具材料；
2）在步骤1）得到的铸造模具基础上，将模具型腔尺寸均匀减小2mm，利用ABS工程塑料和数控铣床再加工出用于制作硅橡胶模具背层支撑体的模具，将混合有无碱玻璃纤维短切原丝材料的环氧树脂填入模具中，制造出硅橡胶模具的背层支撑体,其中无碱玻璃纤维短切原丝材料与环氧树脂的质量比为100：150；
3）将铸造模具均匀涂覆2mm的硅橡胶层，然后将背层支撑体放入铸造模具内，待起模后即得硅橡胶模具；
4）在硅橡胶模具的表面分4次均匀涂覆浆料，浆料由熔融石英砂和铸造用硅溶胶以260:100的质量比混合制成，其中熔融石英砂粒度≥200目，每次涂覆时都随时在涂覆的浆料表面撒上120目的熔融石英砂以防止浆料的流动，直到在硅橡胶模具的表面形成一层厚度为3mm厚的陶瓷型壳；
5）待陶瓷型壳干燥以后，在其表面用水玻璃砂进行固定，水玻璃砂的硬化采用吹二氧化碳法；
6）取出背层支撑体，再取出硅橡胶层，即得到陶瓷型壳和水玻璃砂型组合而成的复合陶瓷型；
7）用气焊焊炬对着复合陶瓷型的陶瓷型壳表面均匀喷烧30分钟，待陶瓷型壳烧结以后，将金属液浇注入复合陶瓷型，待金属液凝固后去除复合陶瓷型，即得精密铸件。
实施例二，铸铁的陶瓷型精密铸造方法的具体步骤：
1）利用数控铣床加工出铸件的铸造模具，利用ABS工程塑料作为铸造模具材料；
2）在步骤1）得到的铸造模具基础上，将模具型腔尺寸均匀减小3mm，利用ABS工程塑料和数控铣床再加工出用于制作硅橡胶模具背层支撑体的模具，将混合有无碱玻璃纤维短切原丝材料的环氧树脂填入模具中，制造出硅橡胶模具的背层支撑体,其中无碱玻璃纤维短切原丝材料与环氧树脂的质量比为100：160；
3）将铸造模具均匀涂覆3mm的硅橡胶层，然后将背层支撑体放入铸造模具内，待起模后即得硅橡胶模具；
4）在硅橡胶模具的表面分5次均匀涂覆浆料，浆料由熔融石英砂和铸造用硅溶胶以260:110的质量比混合制成，其中熔融石英砂粒度≥200目，每次涂覆时都随时在涂覆的浆料表面撒上140目的熔融石英砂以防止浆料的流动，直到在硅橡胶模具的表面形成一层厚度为5mm厚的陶瓷型壳；
5）待陶瓷型壳干燥以后，在其表面用水玻璃砂进行固定，水玻璃砂的硬化采用吹二氧化碳法；
6）取出背层支撑体，再取出硅橡胶层，即得到陶瓷型壳和水玻璃砂型组合而成的复合陶瓷型；
7）用气焊焊炬对着复合陶瓷型的陶瓷型壳表面均匀喷烧35分钟，待陶瓷型壳烧结以后，将金属液浇注入复合陶瓷型，待金属液凝固后去除复合陶瓷型，即得精密铸件。
实施例三，铜有色金属的陶瓷型精密铸造方法的具体步骤：
1）利用数控铣床加工出铸件的铸造模具，利用ABS工程塑料作为铸造模具材料；
2）在步骤1）得到的铸造模具基础上，将模具型腔尺寸均匀减小2mm，利用ABS工程塑料和数控铣床再加工出用于制作硅橡胶模具背层支撑体的模具，将混合有无碱玻璃纤维短切原丝材料的环氧树脂填入模具中，制造出硅橡胶模具的背层支撑体,其中无碱玻璃纤维短切原丝材料与环氧树脂的质量比为100：170；
3）将铸造模具均匀涂覆2mm的硅橡胶层，然后将背层支撑体放入铸造模具内，待起模后即得硅橡胶模具；
4）在硅橡胶模具的表面分3次均匀涂覆浆料，浆料由熔融石英砂和铸造用硅溶胶以260:120的质量比混合制成，其中熔融石英砂粒度≥200目，每次涂覆时都随时在涂覆的浆料表面撒上160目的熔融石英砂以防止浆料的流动，直到在硅橡胶模具的表面形成一层厚度为4mm厚的陶瓷型壳；
5）待陶瓷型壳干燥以后，在其表面用水玻璃砂进行固定，水玻璃砂的硬化采用吹二氧化碳法；
6）取出背层支撑体，再取出硅橡胶层，即得到陶瓷型壳和水玻璃砂型组合而成的复合陶瓷型；
7）用气焊焊炬对着复合陶瓷型的陶瓷型壳表面均匀喷烧45分钟，待陶瓷型壳烧结以后，将金属液浇注入复合陶瓷型，待金属液凝固后去除复合陶瓷型，即得精密铸件。
实施例四，不锈钢的陶瓷型精密铸造方法的具体步骤：
1）利用数控铣床加工出铸件的铸造模具，利用ABS工程塑料作为铸造模具材料；
2）在步骤1）得到的铸造模具基础上，将模具型腔尺寸均匀减小3mm，利用ABS工程塑料和数控铣床再加工出用于制作硅橡胶模具背层支撑体的模具，将混合有无碱玻璃纤维短切原丝材料的环氧树脂填入模具中，制造出硅橡胶模具的背层支撑体,其中无碱玻璃纤维短切原丝材料与环氧树脂的质量比为100：180；
3）将铸造模具均匀涂覆3mm的硅橡胶层，然后将背层支撑体放入铸造模具内，待起模后即得硅橡胶模具；
4）在硅橡胶模具的表面分3次均匀涂覆浆料，浆料由刚玉砂和铸造用硅溶胶以260:110的质量比混合制成，其中刚玉砂粒度≥200目，每次涂覆时都随时在涂覆的浆料表面撒上180目的刚玉砂以防止浆料的流动，直到在硅橡胶模具的表面形成一层厚度为4mm厚的陶瓷型壳；
5）待陶瓷型壳干燥以后，在其表面用水玻璃砂进行固定，水玻璃砂的硬化采用吹二氧化碳法；
6）取出背层支撑体，再取出硅橡胶层，即得到陶瓷型壳和水玻璃砂型组合而成的复合陶瓷型；
7）用气焊焊炬对着复合陶瓷型的陶瓷型壳表面均匀喷烧40分钟，待陶瓷型壳烧结以后，将金属液浇注入复合陶瓷型，待金属液凝固后去除复合陶瓷型，即得精密铸件。
Claims (3)
1.一种陶瓷型精密铸造方法，其特征在于采用以下步骤：1）利用数控铣床加工出铸件的铸造模具，利用ABS工程塑料作为铸造模具材料；2）在步骤1）得到的铸造模具基础上，将模具型腔尺寸均匀减小2～3mm，利用ABS工程塑料和数控铣床再加工出用于制作硅橡胶模具背层支撑体的模具，将混合有无碱玻璃纤维短切原丝材料的环氧树脂填入模具中，制造出硅橡胶模具的背层支撑体；3）将铸造模具均匀涂覆2～3mm的硅橡胶层，然后将背层支撑体放入铸造模具内，待起模后即得硅橡胶模具；4）在硅橡胶模具的表面分几次均匀涂覆浆料，浆料由耐火材料粉料和铸造用硅溶胶混合制成，每次涂覆时都随时在涂覆的浆料表面撒上耐火材料粉料以防止浆料的流动，直到在硅橡胶模具的表面形成一层厚度为3～5mm厚的陶瓷型壳；5）待陶瓷型壳干燥以后，在其表面用水玻璃砂进行固定，水玻璃砂的硬化采用吹二氧化碳法；6）取出背层支撑体，再取出硅橡胶层，即得到陶瓷型壳和水玻璃砂型组合而成的复合陶瓷型；7）用气焊焊炬对着复合陶瓷型的陶瓷型壳表面均匀喷烧30～45分钟，待陶瓷型壳烧结以后，将金属液浇注入复合陶瓷型，待金属液凝固后去除复合陶瓷型，即得精密铸件。
2.如权利要求1所述的陶瓷型精密铸造方法，其特征在于：步骤2）中，无碱玻璃纤维短切原丝材料与环氧树脂的质量比为100：150～180。
3.如权利要求1所述的陶瓷型精密铸造方法，其特征在于：步骤4）中，对于铸铁、碳钢、铜有色金属或铝有色金属，耐火材料粉料选用熔融石英砂，粒度≥200目，耐火材料粉料和硅溶胶的质量比为260:100～120，防止浆料流动所撒的耐火材料粉料粒度在120～180目；对于合金钢，耐火材料粉料选用刚玉砂或锆沙，粒度≥200目，耐火材料粉料和硅溶胶的质量比为260:100～120，防止浆料流动所撒的耐火材料粉料粒度在120～180目。
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