CN104550672A

CN104550672A - 阻燃陶瓷型壳的制备工艺

Info

Publication number: CN104550672A
Application number: CN201310493364.3A
Authority: CN
Inventors: 于永健
Original assignee: Qingdao Wuyang Casting Machine Co Ltd
Current assignee: Qingdao Wuyang Casting Machine Co Ltd
Priority date: 2013-10-21
Filing date: 2013-10-21
Publication date: 2015-04-29

Abstract

本发明公开了一种阻燃陶瓷型壳的制备工艺。与常规熔模铸造工艺相比，制壳的关键之处在于往面层涂料中添加碳粉、硫铁矿粉、硼酸阻燃剂，在浇注时阻燃剂对镁合金熔体起到保护作用，阻止熔体与型壳发生化学反应，进而阻止熔模铸件自身发生氧化燃烧反应。其中，碳粉、硼酸是从市场上购买来的工业用品，而硫铁矿粉则是通过硫铁矿石破碎研磨成粉制得。

Description

阻燃陶瓷型壳的制备工艺

技术领域

本发明属于铸造技术领域，具体涉及一种阻燃陶瓷型壳的制备工艺。

背景技术

熔模铸造是目前国际上较为先进的铸造工艺之一。在镁合金铸造的整个发展历程中，适合于砂型铸造的镁合金也同样适合于熔模铸造。但是镁合金熔模铸型材料和粘结材料存在大量的氧化物，使得镁与熔模陶瓷型壳之间存在高活性反应，从而大大地限制了镁合金熔模铸造的应用。生产镁合金薄壁件时，需要预热铸型以便镁液填充薄壁部位，然而预热温度和浇注温度过高将促进镁合金与铸型间的反应，恶化铸件的表面质量，影响镁合金的成型性能。所以，目前镁合金熔模铸造厂家很少，随着镁合金零部件需求的不断增加，加上人们对此有了更深、更多的了解后，在未来其数量必会有所增长。

发明内容

为了克服现有技术领域存在的上述技术问题，本发明的目的在于，提供一种阻燃陶瓷型壳的制备工艺。与常规熔模铸造工艺相比，制壳的关键之处在于往面层涂料中添加碳粉、硫铁矿粉、硼酸阻燃剂，在浇注时阻燃剂对镁合金熔体起到保护作用，阻止熔体与型壳发生化学反应，进而阻止熔模铸件自身发生氧化燃烧反应。其中，碳粉、硼酸是从市场上购买来的工业用品，而硫铁矿粉则是通过硫铁矿石破碎研磨成粉制得。

本发明提供的一种阻燃陶瓷型壳的制备工艺，包括以下步骤：

1．阻燃剂制取→配制涂料、硬化剂，准备用砂；

2．设计制造压型→压制蜡模→修模、组蜡、脱脂；

3．挂涂料、撒砂、硬化、干燥；（重复数次）

4．脱蜡→型壳烘烤、焙烧；

5．脱蜡后产生的模料进行回收处理，通过配制模料之后压制成蜡模或压制浇口之后修模、组蜡、脱脂。

本发明提供的一种阻燃陶瓷型壳的制备工艺，其有益效果在于，

1．本涂料具有良好的悬浮性，触变性和流平性。在刷涂或喷涂时，涂料不流淌，厚度均匀；

2．涂料的粘度优良，耐磨性和附着性良好。

3．涂层附着性（涂敷性）较好，涂料能牢固的粘附在塑料薄膜上形成致密的涂层。

具体实施方式

下面结合一个实施例，对本发明提供的一种阻燃陶瓷型壳的制备工艺进行详细的说明。

实施例

本实施例的一种阻燃陶瓷型壳的制备工艺，包括以下步骤：

1) 熔模制作：采用低温模料，其中石蜡和硬脂酸重量比各占50%，配制时，采用电热水浴式熔化装置，具体操作步骤为：①按比例称取石蜡与硬脂酸；②将石蜡和硬脂酸放入干净的水浴式不锈钢或铝制坩埚内，通电熔化；③待模料熔化后，搅拌均匀，模料最高温度应控制在90℃左右；④用100～140目筛过滤熔融的模料，去除杂质；⑤将过滤的模料浇成锭块，然后磨成蜡粉；⑥将蜡粉加入熔融的模料中调成糊状模料待用。

2) 涂料挂壳：采用硅酸乙酯粘结剂做面层（1、2层）涂料，而加固层（3-6层）则采用水玻璃做粘结剂，型壳制造过程包括涂挂涂料、撒砂、硬化与干燥等步骤。

a.采用硅酸乙酯32（SiO2含量为32%）、浓度为36%的盐酸、比重为2.8g/cm3的酒精和水，配制成SiO2含量为18%、HCl含量为0.3%、模数为0.25的水解液。水解时，将水和盐酸倒入酒精溶剂中，搅拌1～2分钟，然后在不断搅拌下将硅酸乙酯32慢慢注入水解液中。由于水解是放热反应，操作中应控制硅酸乙酯32的注入速度，并把水解反应温度控制在42～52℃。当硅酸乙酯全部加完，继续搅拌直至水解液温度接近室温为止。水解液在使用前须在室温下密封保存一段时间，使水解—缩聚反应继续进行，一般隔天才用它来配制涂料。

b.硅酸乙酯耐火涂料配制前，先根据涂料配比称取硅酸乙酯水解液、刚玉粉、阻燃剂（碳粉、硫铁矿粉、硼酸），再用搅拌机不断搅拌水解液，逐渐加入刚玉粉和阻燃剂，待全部加完后再继续搅拌半小时。搅拌初期涂料粘度很高，以后逐渐下降，最后粘度趋于稳定。冷却至室温，并检查粘度是否合格。配制时需加入0.1～0.3%表面活性剂，同时加入一定量的正新醇（C8H17OH）消泡剂去除表面层涂料中的气泡。

c.水玻璃耐火涂料配制方法：先称取一定重量的、模数符合要求的水玻璃，加水搅拌调整至规定的比重；再根据铝矾土粉和水玻璃的配比，逐步加入干燥的铝矾土粉，用搅拌机进行充分搅拌均匀。搅拌时伴有温度升高现象，需间歇式搅拌并静置冷却涂料。涂料制备好后，加盖存放，静置一定的时间（至少4小时），使耐火粉料颗粒与粘结剂充分润湿，增大分散性。添加0.03%的正新醇起消泡作用。使用前还应将涂料搅拌均匀并测试粘度，如发现粘度过于增大时，则可补加低比重（d=1.28）的水玻璃进行稀释。

3) 型壳脱蜡：型壳制备好后需停放6～8小时，使其进一步干燥、硬化，方可进行脱蜡。由于模料的熔点为50～51℃，适宜采用热水脱蜡。脱蜡时，先把浇口顶端的涂料层及浮砂清除掉，然后把型壳放入90～98℃热水中慢煮，脱蜡时间15～20分钟。型壳脱完蜡后，取出并用热水冲洗型腔，去除残余蜡料及粘附在型壳内表面上的皂化物，最后将浇口朝下倒立令其自然干燥。

4) 型壳焙烧：硅酸乙酯、水玻璃粘结剂制成的复合熔模型壳，在室温下进炉，快速升温至最高焙烧温度880～920℃，保温1～2小时，最后炉冷至100℃以下方可取出冷却待用。

Claims

1.一种阻燃陶瓷型壳的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：（一）熔模制作：采用低温模料，其中石蜡和硬脂酸重量比各占50%，配制时，采用电热水浴式熔化装置，具体操作步骤为：①按比例称取石蜡与硬脂酸；②将石蜡和硬脂酸放入干净的水浴式不锈钢或铝制坩埚内，通电熔化；③待模料熔化后，搅拌均匀，模料最高温度应控制在90℃左右；④用100～140目筛过滤熔融的模料，去除杂质；⑤将过滤的模料浇成锭块，然后磨成蜡粉；⑥将蜡粉加入熔融的模料中调成糊状模料待用；（二）涂料挂壳：采用硅酸乙酯粘结剂做面层（1、2层）涂料，而加固层（3-6层）则采用水玻璃做粘结剂，型壳制造过程包括涂挂涂料、撒砂、硬化与干燥等步骤；a.采用硅酸乙酯32（SiO2含量为32%）、浓度为36%的盐酸、比重为2.8g/cm3的酒精和水，配制成SiO2含量为18%、HCl含量为0.3%、模数为0.25的水解液，水解时，将水和盐酸倒入酒精溶剂中，搅拌1～2分钟，然后在不断搅拌下将硅酸乙酯32慢慢注入水解液中，由于水解是放热反应，操作中应控制硅酸乙酯32的注入速度，并把水解反应温度控制在42～52℃，当硅酸乙酯全部加完，继续搅拌直至水解液温度接近室温为止，水解液在使用前须在室温下密封保存一段时间，使水解—缩聚反应继续进行，一般隔天才用它来配制涂料；b.硅酸乙酯耐火涂料配制前，先根据涂料配比称取硅酸乙酯水解液、刚玉粉、阻燃剂（碳粉、硫铁矿粉、硼酸），再用搅拌机不断搅拌水解液，逐渐加入刚玉粉和阻燃剂，待全部加完后再继续搅拌半小时，搅拌初期涂料粘度很高，以后逐渐下降，最后粘度趋于稳定，冷却至室温，并检查粘度是否合格，配制时需加入0.1～0.3%表面活性剂，同时加入一定量的正新醇（C8H17OH）消泡剂去除表面层涂料中的气泡；c.水玻璃耐火涂料配制方法：先称取一定重量的、模数符合要求的水玻璃，加水搅拌调整至规定的比重；再根据铝矾土粉和水玻璃的配比，逐步加入干燥的铝矾土粉，用搅拌机进行充分搅拌均匀，搅拌时伴有温度升高现象，需间歇式搅拌并静置冷却涂料，涂料制备好后，加盖存放，静置一定的时间（至少4小时），使耐火粉料颗粒与粘结剂充分润湿，增大分散性，添加0.03%的正新醇起消泡作用，使用前还应将涂料搅拌均匀并测试粘度，如发现粘度过于增大时，则可补加低比重（d=1.28）的水玻璃进行稀释；（三）型壳脱蜡：型壳制备好后需停放6～8小时，使其进一步干燥、硬化，方可进行脱蜡，由于模料的熔点为50～51℃，适宜采用热水脱蜡，脱蜡时，先把浇口顶端的涂料层及浮砂清除掉，然后把型壳放入90～98℃热水中慢煮，脱蜡时间15～20分钟，型壳脱完蜡后，取出并用热水冲洗型腔，去除残余蜡料及粘附在型壳内表面上的皂化物，最后将浇口朝下倒立令其自然干燥；（四）型壳焙烧：硅酸乙酯、水玻璃粘结剂制成的复合熔模型壳，在室温下进炉，快速升温至最高焙烧温度880～920℃，保温1～2小时，最后炉冷至100℃以下方可取出冷却待用。