CN103861992A - 铸模型用材料及铸模型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铸模型用材料及铸模型方法，属于铸模技术领域。本发明所要解决的技术问题是提供了一种铸模型用材料，用该材料铸成的缺陷模型既能测量缺陷的深度，还可以测量缺陷的平面度、垂直度、直径等尺寸的缺陷。本发明铸模型用材料由下述重量份的组分制备而成：30～70份硅树脂，20～30份纳米钛白粉，16～21份氧化铁，3～7份脱气剂，0.4～0.6份固化剂。

Description

铸模型用材料及铸模型方法
技术领域
本发明涉及一种铸模型用材料及铸模型方法，属于铸模技术领域。
背景技术
航空锻件、核电产品生产过程中，必须对超声波标准样块的缺陷尺寸进行测定，然而由于这些超声波标准样块缺陷尺寸大小各不相同，最小的缺陷直径只有0.2㎜，检测设备无法直接测量这些样块的缺陷尺寸，必须通过铸模的方法，以铸出和缺陷完全相同的模型，即复制一个和缺陷完全相同的模型，然后测出它们的尺寸，从而满足航空锻件、核电产品的生产需要。
目前，对于满足上述要求的铸模型方法仅在HB/Z59-1997（超声波检验）标准附录C中有一个推荐方法，但其选用的铸型胶液及其铸型方法存在若干缺陷，比如：胶液在固化过程中有不少气泡，这些气泡使铸出的模型不能真实反映标准试块中缺陷的形状，而方法中推荐的消除气泡的方法是在一个玻璃容器中铸型，然后对该玻璃容器抽真空，使其胶液固化过程中产生的气泡在真空环境中自动放出。然而，由于试块缺陷的深度与直径之比较大，固化过程中产生的气泡由内部上升到表面需要克服很大的阻力，形成真空的抽力往往又会将铸模的胶液从缺陷中抽出，使造型无法成功。而目前在实际操作中，检测标准试块缺陷的做法就是用胶液铸个模型，并没有抽真空，固化后仅仅能测量出深度。由于超声波试块缺陷的特殊性，从其它铸型技术也无法找到可以借鉴的方法。所以，现有技术仅能测量缺陷的深度，无法测量缺陷的平面度、垂直度、直径等尺寸，同时按照现有的技术方案，用真空泵抽气来消除胶体中的气泡，无法实施，因为真空泵会将灌入标块缺陷中的胶液抽出，从而无法铸出真实的缺陷模型，实现检测缺陷的目标。
因此，如何克服现有技术仅能测量缺陷的深度，无法测量缺陷的平面度、垂直度、直径等尺寸的不足，成为本领域迫切需要解决的技术难题。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种铸模型用材料，用该材料铸成的缺陷模型既能测量缺陷的深度，还可以测量缺陷的平面度、垂直度、直径等尺寸的缺陷。
本发明铸模型用材料由下述重量份的组分制备而成：30～70份硅树脂，20～30份纳米钛白粉，16～21份氧化铁，3～7份脱气剂，0.4～0.6份固化剂。
进一步的，本发明铸模型用材料优选由下述重量份的组分制备而成：45～55份硅树脂，23～27份纳米钛白粉，19～20份氧化铁，4～6份脱气剂，0.4～0.6份固化剂。其最优选由下述重量份的组分制备而成：50份硅树脂，25份纳米钛白粉，19.5份氧化铁，5份脱气剂，0.5份固化剂。
其中，2万-10万分子量的硅树脂具有较好的流动性，有利于得到所需形状的模型，固化后的模型也具有较好的综合性能。硅树脂的分子量优选为5万～7万（重均分子量）
其中，满足上述分子量要求的常规的硅树脂均适用于本发明，上述硅树脂优选为所述硅树脂为甲基苯基硅树脂、甲基乙烯基硅树脂、低苯基甲基硅树脂、环氧改性有机硅树脂、有机硅聚酯改性树脂、云母粘接硅树脂、聚甲基烯丙基硅树脂、氨基硅树脂、氟硅树脂、甲基MQ硅树脂、乙烯基MQ硅树脂中至中至少一种或几种的混合物
其中，上述纳米钛白粉可以为金红石型纳米钛白粉或锐钛型纳米钛白粉；优选为金红石型纳米钛白粉。
其中，所述的脱气剂为碱性氧化物或氢氧化物，以吸收硅树脂固化过程中放出的酸性气体。优选的是氧化钙、氧化锌、氢氧化钙、氢氧化锌中的至少一种。
所述的固化剂为正硅酸乙酯、甲基三乙酰氧基硅烷、甲基三丙酮肟基硅烷、甲基三（异丙烯基）硅烷、甲基三（二乙醇胺）硅烷中至少一种。
本发明还提供了一种铸模型方法，该方法包括如下步骤：按上述重量份取各组分，混匀，然后倒入涂有脱膜剂的标样块的缺陷中，冷却固化，脱模，得到与标样块的缺陷完全相同的模型。
其中，上述铸模型方法中的冷却固化时间为3.5～4.5小时即可，冷却时间优选为4小时。
进一步的，上述铸模型方法，其在冷却固化40-50分钟时加入钢针或金属片，以保证缺陷模型有足够的强度。
本发明具有如下有益效果：本发明通过选用特定重量份的硅树脂，既保证了铸型过程具有适当的速度，也保证了铸出的模型具有相当的强度，同时，它们与脱气剂结合后避免了固化过程中的气体产生，因此，无需抽真空一类的烦琐操作，减少了造型过程所需的装置。另外，在胶液固化的适当时间加入钢针及金属片，保证模型与缺陷的形状相同，从而得到与缺陷完全相同的模型。本发明克服了现有技术仅能测量缺陷的深度，无法测量缺陷的平面度、垂直度、直径等尺寸的缺陷；本发明具有操作方便、成本低，经济适用等特点，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是实施例1的试块剖面示意图；
图2是实施例2的试块示意图；
图3是图2中的B-B剖视图。
具体实施方式
本发明铸模型用材料由下述重量份的组分制备而成：30～70份硅树脂，20～30份纳米钛白粉，16～21份氧化铁，3～7份脱气剂，0.4～0.6份固化剂。
进一步的，本发明铸模型用材料优选由下述重量份的组分制备而成：45～55份硅树脂，23～27份纳米钛白粉，19～20份氧化铁，4～6份脱气剂，0.4～0.6份固化剂。其最优选由下述重量份的组分制备而成：50份硅树脂，25份纳米钛白粉，19.5份氧化铁，5份脱气剂，0.5份固化剂。
其中，2万-10万分子量的硅树脂具有较好的流动性，有利于得到所需形状的模型，固化后的模型也具有较好的综合性能。硅树脂的分子量优选为5万～7万（重均分子量）
其中，满足上述分子量要求的常规的硅树脂均适用于本发明，上述硅树脂优选为所述硅树脂为甲基苯基硅树脂、甲基乙烯基硅树脂、低苯基甲基硅树脂、环氧改性有机硅树脂、有机硅聚酯改性树脂、云母粘接硅树脂、聚甲基烯丙基硅树脂、氨基硅树脂、氟硅树脂、甲基MQ硅树脂、乙烯基MQ硅树脂中至中至少一种或几种的混合物
其中，上述纳米钛白粉可以为金红石型纳米钛白粉或锐钛型纳米钛白粉；优选为金红石型纳米钛白粉。
其中，所述的脱气剂为碱性氧化物或氢氧化物，以吸收硅树脂固化过程中放出的酸性气体。优选的是氧化钙、氧化锌、氢氧化钙、氢氧化锌中的至少一种。
所述的固化剂为正硅酸乙酯、甲基三乙酰氧基硅烷、甲基三丙酮肟基硅烷、甲基三（异丙烯基）硅烷、甲基三（二乙醇胺）硅烷中至少一种。
本发明还提供了一种铸模型方法，该方法包括如下步骤：按上述重量份取各组分，混匀，然后倒入涂有脱膜剂的标样块的缺陷中，冷却固化，脱模，得到与标样块的缺陷完全相同的模型。
其中，上述铸模型方法中的冷却固化时间为3.5～4.5小时即可，冷却时间优选为4小时。
进一步的，上述铸模型方法，其在冷却固化40-50分钟时加入钢针或金属片，以保证缺陷模型有足够的强度。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1-12铸模型用材料的制备
取某航空锻件的超声波标准样块，通过以下实施例对标准样块的缺陷进行测定。
按表1所示的组分混匀，然后分别倒入涂有脱膜剂的样块的缺陷中，在冷却固化时间为40-50分钟时加入钢针或金属片，继续冷却固化至4h，脱模，得到与标准样块的缺陷完全相同的模型。该模型可以采用本领域技术人员公知的方法测量缺陷。
表1各组分重量配比（单位：kg）
Figure BDA0000478394240000041
其中，上述表1中编号7-12为金红石型纳米钛白粉，编号1-6为锐钛型纳米钛白粉。
对与标准样块的缺陷完全相同的模型进行几何量检测可以采用现有技术进行。
试验例1缺陷的测定
以下是上述实施例1的得到的“直探头用平底孔试块3”模型的几何量检测报告。
几何量检测报告1
GEOMETRY PARAMETERS MEASURING REPORT
Figure BDA0000478394240000051
试验例2缺陷的测定
以下是上述实施例2得到的“横波检测试块”模型的几何量检测报告。
几何量检测报告2
GEOMETRY PARAMETERS MEASURING REPORT

Claims (10)

1.铸模型用材料，其特征在于：由下述重量份的组分制备而成：30～70份硅树脂，20～30份纳米钛白粉，16～21份氧化铁，3～7份脱气剂，0.4～0.6份固化剂。
2.根据权利要求1所述的铸模型用材料，其特征在于：由下述重量份的组分制备而成：45～55份硅树脂，23～27份纳米钛白粉，19～20份氧化铁，4～6份脱气剂，0.4～0.6份固化剂。
3.根据权利要求1所述的铸模型用材料，其特征在于：由下述重量份的组分制备而成：50份硅树脂，25份纳米钛白粉，19.5份氧化铁，5份脱气剂，0.5份固化剂。
4.根据权利要求1-3任一项所述的铸模型用材料，其特征在于：所述硅树脂的重均分子量为2万-10万，优选为5万～7万。
5.根据权利要求4所述的铸模型用材料，其特征在于：所述硅树脂为甲基苯基硅树脂、甲基硅树脂、低苯基甲基硅树脂、有机硅树脂乳液、自干型有机硅树脂、高温型有机硅树脂、环氧改性有机硅树脂、有机硅聚酯改性树脂、云母粘接硅树脂、聚甲基硅树脂、氨基硅树脂、氟硅树脂、有机硅-环氧树脂、有机硅聚酯树脂、甲基MQ硅树脂、乙烯基MQ硅树脂中至少一种。
6.根据权利要求1～5任一项所述的铸模型用材料，其特征在于：所述的纳米钛白粉为金红石型纳米钛白粉或锐钛型纳米钛白粉；优选为金红石型纳米钛白粉。
7.根据权利要求1-6任一项所述的铸模型用材料，其特征在于：所述的脱气剂为碱性氧化物或氢氧化物，优选的是氧化钙、氧化锌、氢氧化钙、氢氧化锌中的至少一种。
8.根据权利要求1-7任一项所述的铸模型用材料，其特征在于：所述的固化剂为正硅酸乙酯、甲基三乙酰氧基硅烷、甲基三丙酮肟基硅烷、甲基三（异丙烯基）硅烷、甲基三（二乙醇胺）硅烷中至少一种。
9.铸模型方法，其特征在于包括如下步骤：按权利要求1～8任一项所述重量份取各组分，混匀，然后倒入涂有脱膜剂的标样块的缺陷中，冷却固化3.5～4.5小时，脱模，得到与标样块的缺陷完全相同的模型。
10.根据权利要求9所述的铸模型方法，其特征在于：冷却固化时间为40-50分钟时加入钢针或金属片，使模型与缺陷的形状相同。
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