CN104368748A - 一种熔模精铸型壳成型工艺 - Google Patents

一种熔模精铸型壳成型工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种熔模精铸型壳成型工艺，属于材料成型技术领域，包括材料准备、面层涂料分堆配制、组装及清洗蜡模件、涂挂、硬化及干燥和脱蜡步骤。本技术方案通过对不同模层采用不同的涂料，并通过长时间的搅拌，使涂料充分、均匀混合，并在面层涂料中增加了硅溶胶的用量，提高了型壳面层的表面质量，在保证型壳强度并避免跑火的情况下，减少了模壳层数，提高了型壳的退让性能，达到了降低铸件裂纹倾向的效果。

Description

一种熔模精铸型壳成型工艺
技术领域
本发明属于材料成型技术领域，涉及一种铸造方法，尤其是涉及一种熔模精铸型壳成型工艺。
背景技术
熔模精密铸造广泛用在航空、航天、兵器、电子、船舶等技术领域，随着铸造技术的不断发展，高端产品对高精度零件的结构、质量、精度等提出了更高的要求，熔模精密铸造作为精密铸造领域的重要技术，自然被提出了更高的技术要求。
在熔模铸造中，跑火是常见的铸造缺陷之一。铸件产生跑火只能报废，从而提高铸件成本，影响经济效益。因此，在生产中快速找到跑火的主要原因，并采取相应措施减少或消除铸件跑火，是熔模铸造技术人员的重要任务之一。
近年来，小型复杂铸件越来越多，铸造难度也越来越大，为了减少或消除铸件跑火现象，熔模铸造技术人员采取了一些技术措施。其中，增加蜡模件的涂挂层数是较为常用的技术手段，然而这种方法在增加铸造成本的同时，也使得铸件的裂纹倾向加大，虽然减少了铸件跑火，但同时也引出了新的问题，而产品发生裂纹缺陷同样会直接导致产品报废。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种熔模精铸型壳成型工艺，达到了在减少铸件跑火现象的同时，降低铸件裂纹倾向的效果。
本发明是通过如下技术方案予以实现的。
一种熔模精铸型壳成型工艺，包括以下步骤：
(1)材料准备：预备80～100目的白刚玉砂、260～320目的白刚玉粉、75目的莫来玉沙、260～320目的莫来玉粉、30～60目的莫来石砂足量，准备足量的硅溶胶和面层涂料添加剂；
(2)面层涂料分堆配制
a.配制面层涂料：采用白钢玉粉与液体硅溶胶配制，其主要成分配比为60％～65％的白钢玉粉和35％～40％的液体硅溶胶，面层涂料添加剂按所配硅溶胶重量份的0.25％～0.30％加入；
将白刚玉粉、硅溶胶、面层涂料添加剂按照上述配比加入干净的不锈钢桶内，用快速搅拌机搅拌均匀，使粘度达到27秒～29秒；将搅拌均匀后的涂料倒入L型搅拌机桶内搅拌，搅拌时间不少于4小时，粘度达到30秒～35秒；
b.配制第二层涂料：采用白钢玉粉与液体硅溶胶配制，重量比为3：2，不添加面层涂料添加剂；
将白刚玉粉与液体硅溶胶按照上述配比加入干净的不锈钢桶内，用快速搅拌机搅拌均匀，使粘度达到13秒～15秒；将搅拌均匀后的涂料倒入L型搅拌机桶内搅拌，搅拌时间不少于4小时，粘度达到15秒～18秒；
c.配制第三到第五层涂料：采用莫来石粉与液体硅溶胶配制，重量比为3：2，面层涂料添加剂按所配硅溶胶重量份的0.25％～0.30％加入；将莫来石粉、水、硅溶胶、面层涂料添加剂按照上述配比分别加入干净的不锈钢桶内，采用快速搅拌机搅拌，搅拌时间不少于10分钟，搅拌后的涂料粘度分别为第三层20秒～23秒、第四层27秒～30秒，第五层27秒～30秒；
d.配制第六层涂料：采用莫来石粉与液体硅溶胶配制，重量比为3：2，面层涂料添加剂按所配硅溶胶重量份的0.25％～0.30％加入；将莫来石粉、水、硅溶胶、面层涂料添加剂按照上述配比加入干净的不锈钢桶内，采用快速搅拌机搅拌，搅拌时间不少于10分钟，搅拌后的涂料粘度为17秒～20秒；
(3)组装及清洗蜡模件
(4)涂挂
a.涂挂面层和第二层：面层和第二层采用白刚玉粉配制的刚玉涂料，挂刚玉砂；
b.涂挂第三层：采用莫来石粉配制的莫来石粉涂料，挂莫来石砂，选用中粗砂，粒度为30～60目；
c.涂挂第四至五层：采用莫来石粉配制的莫来石粉涂料，挂莫来石砂，选用粗砂，粒度为10～20目；
d.涂挂第六层：采用莫来石粉配制的莫来石粉涂料，挂莫来石砂。
(5)硬化及干燥：将型壳缓慢浸没在氯化铵硬化液中，硬化时间≥8min；在通风、常温条件下自然干燥，时间≥10h；
(6)脱蜡：将熔模放入90～95℃的热水中脱蜡，得到型壳。
进一步的，所述硬化及干燥步骤中，硬化时间为9min，干燥时间为11h。
进一步的，所述面层涂料分堆配制步骤中，涂料在L型搅拌机桶内搅拌的时间为4.5小时。
本发明的有益效果是：
本发明所述的一种熔模精铸型壳成型工艺，通过对不同模层采用不同的涂料，并通过长时间的搅拌，使涂料充分、均匀混合，并在面层涂料中增加了硅溶胶的用量，提高了型壳面层的表面质量，在保证型壳强度并避免跑火的情况下，减少了模壳层数，提高了型壳的退让性能，达到了降低铸件裂纹倾向的效果。
附图说明
图1为通过本工艺生产的支架工件结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
本发明所述的一种熔模精铸型壳成型工艺，包括以下步骤：
(1)材料准备：预备80～100目的白刚玉砂、260～320目的白刚玉粉、75目的莫来玉沙、260～320目的莫来玉粉、30～60目的莫来石砂足量，准备足量的硅溶胶和面层涂料添加剂；
(2)面层涂料分堆配制
a.配制面层涂料：采用白钢玉粉与液体硅溶胶配制，其主要成分配比为60％～65％的白钢玉粉和35％～40％的液体硅溶胶，面层涂料添加剂按所配硅溶胶重量份的0.25％～0.30％加入；
将白刚玉粉、硅溶胶、面层涂料添加剂按照上述配比加入干净的不锈钢桶内，用快速搅拌机搅拌均匀，使粘度达到27秒～29秒；将搅拌均匀后的涂料倒入L型搅拌机桶内搅拌，搅拌时间不少于4小时，粘度达到30秒～35秒；
b.配制第二层涂料：采用白钢玉粉与液体硅溶胶配制，重量比为3：2，不添加面层涂料添加剂；
将白刚玉粉与液体硅溶胶按照上述配比加入干净的不锈钢桶内，用快速搅拌机搅拌均匀，使粘度达到13秒～15秒；将搅拌均匀后的涂料倒入L型搅拌机桶内搅拌，搅拌时间不少于4小时，粘度达到15秒～18秒；
c.配制第三到第五层涂料：采用莫来石粉与液体硅溶胶配制，重量比为3：2，面层涂料添加剂按所配硅溶胶重量份的0.25％～0.30％加入；将莫来石粉、水、硅溶胶、面层涂料添加剂按照上述配比分别加入干净的不锈钢桶内，采用快速搅拌机搅拌，搅拌时间不少于10分钟，搅拌后的涂料粘度分别为第三层20秒～23秒、第四层27秒～30秒，第五层27秒～30秒；
d.配制第六层涂料：采用莫来石粉与液体硅溶胶配制，重量比为3：2，面层涂料添加剂按所配硅溶胶重量份的0.25％～0.30％加入；将莫来石粉、水、硅溶胶、面层涂料添加剂按照上述配比加入干净的不锈钢桶内，采用快速搅拌机搅拌，搅拌时间不少于10分钟，搅拌后的涂料粘度为17秒～20秒；
(3)组装及清洗蜡模件
(4)涂挂
a.涂挂面层和第二层：面层和第二层采用白刚玉粉配制的刚玉涂料，挂刚玉砂；
b.涂挂第三层：采用莫来石粉配制的莫来石粉涂料，挂莫来石砂，选用中粗砂，粒度为30～60目；
c.涂挂第四至五层：采用莫来石粉配制的莫来石粉涂料，挂莫来石砂，选用粗砂，粒度为10～20目；
d.涂挂第六层：采用莫来石粉配制的莫来石粉涂料，挂莫来石砂。
(5)硬化及干燥：将型壳缓慢浸没在氯化铵硬化液中，硬化时间≥8min；在通风、常温条件下自然干燥，时间≥10h；
(6)脱蜡：将熔模放入90～95℃的热水中脱蜡，得到型壳。
实施例
如图1所示，我公司生产的“支架”铸件，该铸件属于小型薄壁件，最小壁厚仅为1.5mm，用传统熔模精铸工艺加工型壳时，需涂挂7层模壳才能保证型壳强度，工件加工完成后做荧光检查，发现大批量的工件A处出现裂纹缺陷，导致铸件报废，总报废率高达78.6％。
针对导致缺陷率的原因，我公司采用了如下新工艺：
一种熔模精铸型壳成型工艺，包括以下步骤：
(1)材料准备：预备80～100目的白刚玉砂、260～320目的白刚玉粉、75目的莫来玉沙、260～320目的莫来玉粉、30～60目的莫来石砂足量，准备足量的硅溶胶和面层涂料添加剂；
(2)面层涂料分堆配制
a.配制面层涂料：采用白钢玉粉与液体硅溶胶配制，其主要成分配比为60％～65％的白钢玉粉和35％～40％的液体硅溶胶，面层涂料添加剂按所配硅溶胶重量份的0.25％～0.30％加入；
将白刚玉粉、硅溶胶、面层涂料添加剂按照上述配比加入干净的不锈钢桶内，用快速搅拌机搅拌均匀，使粘度达到27秒～29秒；将搅拌均匀后的涂料倒入L型搅拌机桶内搅拌，搅拌时间不少于4小时，粘度达到30秒～35秒；
b.配制第二层涂料：采用白钢玉粉与液体硅溶胶配制，重量比为3：2，不添加面层涂料添加剂；
将白刚玉粉与液体硅溶胶按照上述配比加入干净的不锈钢桶内，用快速搅拌机搅拌均匀，使粘度达到13秒～15秒；将搅拌均匀后的涂料倒入L型搅拌机桶内搅拌，搅拌时间为4.5小时，粘度达到15秒～18秒；
c.配制第三到第五层涂料：采用莫来石粉与液体硅溶胶配制，重量比为3：2，面层涂料添加剂按所配硅溶胶重量份的0.25％～0.30％加入；将莫来石粉、水、硅溶胶、面层涂料添加剂按照上述配比分别加入干净的不锈钢桶内，采用快速搅拌机搅拌，搅拌时间不少于10分钟，搅拌后的涂料粘度分别为第三层20秒～23秒、第四层27秒～30秒，第五层27秒～30秒；
d.配制第六层涂料：采用莫来石粉与液体硅溶胶配制，重量比为3：2，面层涂料添加剂按所配硅溶胶重量份的0.25％～0.30％加入；将莫来石粉、水、硅溶胶、面层涂料添加剂按照上述配比加入干净的不锈钢桶内，采用快速搅拌机搅拌，搅拌时间不少于10分钟，搅拌后的涂料粘度为17秒～20秒；
(3)组装及清洗蜡模件
(4)涂挂
a.涂挂面层和第二层：面层和第二层采用白刚玉粉配制的刚玉涂料，挂刚玉砂；
b.涂挂第三层：采用莫来石粉配制的莫来石粉涂料，挂莫来石砂，选用中粗砂，粒度为30～60目；
c.涂挂第四至五层：采用莫来石粉配制的莫来石粉涂料，挂莫来石砂，选用粗砂，粒度为10～20目；
d.涂挂第六层：采用莫来石粉配制的莫来石粉涂料，挂莫来石砂。
(5)硬化及干燥：将型壳缓慢浸没在氯化铵硬化液中，硬化时间为9min；在通风、常温条件下自然干燥，干燥时间为11h；
(6)脱蜡：将熔模放入90～95℃的热水中脱蜡，得到型壳。
通过改进后的工艺所制作的型壳，减少了一层模壳涂挂，试生产一批工件后做荧光检查，出现裂纹缺陷的工件明显减少，总报废率降低到11.2％，很好的解决了裂纹导致铸件报废的问题；同时还降低了型壳制作成本，明显提高了铸件的合格率。

Claims (3)

1.一种熔模精铸型壳成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)材料准备：预备80～100目的白刚玉砂、260～320目的白刚玉粉、75目的莫来玉沙、260～320目的莫来玉粉、30～60目的莫来石砂足量，准备足量的硅溶胶和面层涂料添加剂；
(2)面层涂料分堆配制
a.配制面层涂料：采用白钢玉粉与液体硅溶胶配制，其主要成分配比为60％～65％的白钢玉粉和35％～40％的液体硅溶胶，面层涂料添加剂按所配硅溶胶重量份的0.25％～0.30％加入；
将白刚玉粉、硅溶胶、面层涂料添加剂按照上述配比加入干净的不锈钢桶内，用快速搅拌机搅拌均匀，使粘度达到27秒～29秒；将搅拌均匀后的涂料倒入L型搅拌机桶内搅拌，搅拌时间不少于4小时，粘度达到30秒～35秒；
b.配制第二层涂料：采用白钢玉粉与液体硅溶胶配制，重量比为3：2，不添加面层涂料添加剂；
将白刚玉粉与液体硅溶胶按照上述配比加入干净的不锈钢桶内，用快速搅拌机搅拌均匀，使粘度达到13秒～15秒；将搅拌均匀后的涂料倒入L型搅拌机桶内搅拌，搅拌时间不少于4小时，粘度达到15秒～18秒；
c.配制第三到第五层涂料：采用莫来石粉与液体硅溶胶配制，重量比为3：2，面层涂料添加剂按所配硅溶胶重量份的0.25％～0.30％加入；将莫来石粉、水、硅溶胶、面层涂料添加剂按照上述配比分别加入干净的不锈钢桶内，采用快速搅拌机搅拌，搅拌时间不少于10分钟，搅拌后的涂料粘度分别为第三层20秒～23秒、第四层27秒～30秒，第五层27秒～30秒；
d.配制第六层涂料：采用莫来石粉与液体硅溶胶配制，重量比为3：2，面层涂料添加剂按所配硅溶胶重量份的0.25％～0.30％加入；将莫来石粉、水、硅溶胶、面层涂料添加剂按照上述配比加入干净的不锈钢桶内，采用快速搅拌机搅拌，搅拌时间不少于10分钟，搅拌后的涂料粘度为17秒～20秒；
(3)组装及清洗蜡模件
(4)涂挂
a.涂挂面层和第二层：面层和第二层采用白刚玉粉配制的刚玉涂料，挂刚玉砂；
b.涂挂第三层：采用莫来石粉配制的莫来石粉涂料，挂莫来石砂，选用中粗砂，粒度为30～60目；
c.涂挂第四至五层：采用莫来石粉配制的莫来石粉涂料，挂莫来石砂，选用粗砂，粒度为10～20目；
d.涂挂第六层：采用莫来石粉配制的莫来石粉涂料，挂莫来石砂。
(5)硬化及干燥：将型壳缓慢浸没在氯化铵硬化液中，硬化时间≥8min；在通风、常温条件下自然干燥，时间≥10h；
(6)脱蜡：将熔模放入90～95℃的热水中脱蜡，得到型壳。
2.根据权利要求1所述的一种熔模精铸型壳成型工艺，其特征在于：所述硬化及干燥步骤中，硬化时间为9min，干燥时间为11h。
3.根据权利要求1所述的一种熔模精铸型壳成型工艺，其特征在于：所述面层涂料分堆配制步骤中，涂料在L型搅拌机桶内搅拌的时间为4.5小时。
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