CN103801658B - 陶瓷型壳制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种陶瓷型壳制造方法，采用以下步骤：①采用ABS粉末，利用SLS快速成型技术制造出用于制备硅橡胶层的凹凸组合模具；②利用得到的凹凸组合模具制造硅橡胶层，然后用凸模将得到的硅橡胶层定型，再在硅橡胶层背部用水玻璃砂或是树脂砂进行随型固定，最后将凸模取出即得用于制造陶瓷型壳的硅橡胶模具；③在硅橡胶模具的表面均匀涂覆上一层脱模剂，然后将由耐火材料粉料、硅溶胶和减水剂混制成的浆料填充满硅橡胶模具；④待浆料晾干以后，去除硅橡胶模具则得到陶瓷型壳坯体，将陶瓷型壳坯体晾干；⑤将晾干后的陶瓷型壳坯体放入加热炉中，经950～1150℃、30～35min焙烧后即得陶瓷型壳。本发明提高了硅橡胶模具制造效率，简化了工艺过程，陶瓷型壳精度高。
Description
技术领域
本发明提供一种陶瓷型壳制造方法，属于铸造技术领域。
背景技术
在传统的陶瓷型壳铸造生产工艺中，一种是利用熔模铸造方法，在蜡模上逐层涂覆耐火材料和粘结剂(如水玻璃、硅溶胶或是硅酸乙酯水解液)混合而成的浆料来制成陶瓷型壳，期间还要有撒砂等工艺过程，可以实现铸件的陶瓷型壳铸造；另一种方法是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。
熔模铸造方法制造陶瓷型壳的工艺，由于其制造工艺复杂，生产周期长，制造成本高，型壳的废品率较高，限制了其应用范围，多用于不锈钢或是其它高附加值的铸件的生产过程中。
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，其制造工艺也很复杂，生产周期也较长，制造成本高，而且硅酸乙酯的水解过程中会伴随有有害物质，不符合当今的环保要求，陶瓷型壳的废品率较高所以也限制了其应用范围。
发明内容
本发明的内容是提供一种能克服上述传统工艺的缺陷、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，可用于铸钢铸件的陶瓷型精密铸造工艺。其技术内容为：
一种陶瓷型壳制造方法，其特征在于采用以下步骤：①利用SLS快速成型技术制造出用于制备硅橡胶层的凹凸组合模具；②利用得到的凹凸组合模具制造硅橡胶层，然后用凸模将得到的硅橡胶层定型，再在硅橡胶层背部用水玻璃砂或是树脂砂进行随型固定，最后将凸模取出即得用于制造陶瓷型壳的硅橡胶模具；③在硅橡胶模具的表面均匀涂覆上一层脱模剂，然后将由耐火材料粉料、硅溶胶和减水剂混制成的浆料填充满硅橡胶模具；④待浆料晾干以后，去除硅橡胶模具则得到陶瓷型壳坯体，将陶瓷型壳坯体晾干；⑤将晾干后的陶瓷型壳坯体放入加热炉中，经950～1150℃、30～35min焙烧后即得陶瓷型壳。
所述的陶瓷型壳制造方法，步骤①凹凸组合模具在设计时以凸模的尺寸为基准，凹凸模具之间留有1.5～2mm的间隙，模具采用ABS粉末材料。
所述的陶瓷型壳制造方法，步骤②中硅橡胶选用RTV-2型号的模具硅橡胶，固化剂选用二月桂酸二丁基锡，制造的硅橡胶层中硅橡胶和固化剂的重量比为100∶2。
所述的陶瓷型壳制造方法，步骤③中，脱模剂采用白凡士林，浆料中硅溶胶材料为精密铸造用的碱性硅溶胶，减水剂的采用木质磺酸钙，耐火材料粉料的成分随浇注的铸钢种类的不同而不同：碳钢或低合金钢，耐火材料粉料选用粒度≥200目的熔融石英砂；对于中、高合金钢或不锈钢，耐火材料粉料选用粒度≥200目的刚玉砂或锆砂，浆料中耐火材料粉料、硅溶胶和减水剂的重量比为260∶100～120∶0.5～0.8。
本发明与现有技术相比，其优点是：
1、用于制造型壳的硅橡胶模具是采用ABS粉末、利用SLS快速成型技术制成的凹凸两个模具来制造的，保证了硅橡胶模具的制造精度，提高了硅橡胶模具的制造效率，简化了工艺过程，所得陶瓷型壳的精度高。
2、陶瓷型壳由耐火材料粉料、硅溶胶和减水剂成分构成，保证了制作过程无污染，符合安全、环保的要求。
具体实施方式
实施例一，碳钢的陶瓷型壳制造工艺，具体步骤为：
1、采用ABS粉末，利用SLS快速成型技术制造出用于制备硅橡胶层的凹凸组合模具，凹凸组合模具在设计时以凸模的尺寸为基准，凹凸模具之间留有1.5mm的间隙；
2、硅橡胶混合液由RTV-2型号的模具硅橡胶与二月桂酸二丁基锡固化剂按照100∶2的重量比混合而成，先在凹凸组合模具的表面上分别涂刷硅橡胶混合液，将凹凸模合上，待硅橡胶凝固后，打开凹凸模具得到硅橡胶层；再用凸模将得到的硅橡胶层定型，并在硅橡胶层背部用水玻璃砂进行随型固定，最后取出凸模，得到用于制造陶瓷型壳的硅橡胶模具；
3、在硅橡胶模具的表面均匀涂覆上一层白凡士林脱模剂，然后将粒度为280目的熔融石英砂、精密铸造用的碱性硅溶胶和木质磺酸钙减水剂以260∶100∶0.5的重量比配制成陶瓷浆料，填充满硅橡胶模具；
4、待陶瓷浆料晾干以后，将硅橡胶模具去除，得到陶瓷型壳坯体，继续将陶瓷型壳坯体晾干；
5、将晾干后的陶瓷型壳坯体放入加热炉中，经950℃、35min焙烧后即可得到陶瓷型壳。
实施例二，高合金钢的的陶瓷型壳制造工艺，具体步骤为：
1、采用ABS粉末，利用SLS快速成型技术制造出用于制备硅橡胶层的凹凸组合模具，凹凸组合模具在设计时以凸模的尺寸为基准，凹凸模具之间留有2mm的间隙；
2、硅橡胶混合液由RTV-2型号的模具硅橡胶与二月桂酸二丁基锡固化剂按照100∶2的重量比混合而成，先在凹凸组合模具的表面上分别涂刷硅橡胶混合液，将凹凸模合上，待硅橡胶凝固后，打开凹凸模具得到硅橡胶层；再用凸模将得到的硅橡胶层定型，并在硅橡胶层背部用水玻璃砂进行随型固定，最后取出凸模，得到用于制造陶瓷型壳的硅橡胶模具；
3、在硅橡胶模具的表面均匀涂覆上一层白凡士林脱模剂，然后将粒度为260目的刚玉砂、精密铸造用的碱性硅溶胶和木质磺酸钙减水剂以260∶100∶0.5的重量比配制成陶瓷浆料，填充满硅橡胶模具；
4、待陶瓷浆料晾干以后，将硅橡胶模具去除，得到陶瓷型壳坯体，继续将陶瓷型壳坯体晾干；
5、将晾干后的陶瓷型壳坯体放入加热炉中，经1150℃、30min焙烧后即可得到陶瓷型壳。
经检验，本发明制作的陶瓷型壳的尺寸精度达到0.1mm级，表面粗糙度达到Ra12.5级，这是由于本发明采用了精度很高的快速成型技术来制造用于制造陶瓷型壳的硅橡胶模具，从而保证了陶瓷型壳的尺寸精度和表面粗糙度。将本发明制作的陶瓷型壳用于铸造工艺过程中，将陶瓷型壳合箱形成铸型，然后浇注金属液，待金属液凝固之后，去除掉陶瓷型壳，得到金属铸件，经检验，金属铸件的尺寸精度可达到0.3mm级，表面粗糙度可达到Ra25级，而且陶瓷型壳浇注金属液后的去除性也很好，所以，用本发明制造的陶瓷型壳可满足铸造工艺要求，可得到合格的金属铸件。
Claims (3)
1.一种陶瓷型壳制造方法，其特征在于采用以下步骤：①采用ABS粉末，利用SLS快速成型技术制造出用于制备硅橡胶层的凹凸组合模具；②利用得到的凹凸组合模具制造硅橡胶层，然后用凸模将得到的硅橡胶层定型，再在硅橡胶层背部用水玻璃砂或是树脂砂进行随型固定，最后将凸模取出即得用于制造陶瓷型壳的硅橡胶模具；③在硅橡胶模具的表面均匀涂覆上一层脱模剂，然后将由耐火材料粉料、硅溶胶和减水剂混制成的浆料填充满硅橡胶模具；④待浆料晾干以后，去除硅橡胶模具则得到陶瓷型壳坯体，将陶瓷型壳坯体晾干；⑤将晾干后的陶瓷型壳坯体放入加热炉中，经950～1150℃、30～35min焙烧后即得陶瓷型壳；
所述步骤③中，脱模剂采用白凡士林，浆料中硅溶胶材料为精密铸造用的碱性硅溶胶，减水剂的采用木质磺酸钙，耐火材料粉料的成分随浇注的铸钢种类的不同而不同：碳钢或低合金钢，耐火材料粉料选用粒度≥200目的熔融石英砂；对于中、高合金钢或不锈钢，耐火材料粉料选用粒度≥200目的刚玉砂或锆砂，浆料中耐火材料粉料、硅溶胶和减水剂的重量比为260∶100～120∶0.5～0.8。
2.根据权利要求1所述的陶瓷型壳制造方法，其特征在于：步骤①凹凸组合模具在设计时以凸模的尺寸为基准，凹凸模具之间留有1.5～2mm的间隙。
3.根据权利要求1所述的陶瓷型壳制造方法，其特征在于：步骤②中硅橡胶选用RTV-2型号的模具硅橡胶，固化剂选用二月桂酸二丁基锡，制造的硅橡胶层中硅橡胶和固化剂的重量比为100∶2。
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