CN104893316B - 一种填充型精密铸造中温调制蜡及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种填充型精密铸造中温调制蜡及其制备方法，按照重量份数计，包括以下组分：微晶蜡31‑33份、聚乙烯蜡1.5‑2.5份、松香树脂27‑29份、乙烯‑醋酸乙烯共聚物3‑5份、α‑烯烃聚合物4‑6份、硬脂酸0.8‑1.2份、填充物25‑30份，采用本发明的配方和制备方法制得的调制蜡可以具有尺寸稳定性高、强度高、低灰度、易脱模的优点，可用于生产至高精密铸件。
Description
技术领域
本发明涉及精密铸造蜡及其制备方法技术领域，具体而言涉及一种填充型精密铸造中温调制蜡及其制备方法。
背景技术
精密铸造是相对于传统的铸造工艺而言的一种特种铸造方法。它能获得相对准确地形状和较高的铸造精度。较普遍的做法是：首先根据产品要求设计制作(可留余量非常小或者不留余量)的模具，用浇铸的方法铸蜡，获得原始的蜡模；在蜡模上重复涂料与撒砂工序，硬化型壳及干燥；再将内部的蜡模溶化掉，获得型腔。熔模铸造是精密铸造行业非常重要的一种铸造工艺，该工艺具有精度高，表面光滑，不受产品形状和复杂程度限制的优点。
对于航空、航天、船舶等领域所需要的零部件，大多形状复杂，均有高精度的要求，只能通过精密铸造实现，在一些普通机械中，也越来越需要应用到精密铸造。
目前常用的模料是石蜡、硬脂酸和松香中的两种或三种配合使用，具有良好的可塑性和充填性，但是这种模料热稳定性差、强度低、灰分高、脱模时间不固定，产生大量的废品，不能满足精密铸造行业的要求。
发明内容
针对上述技术问题，本发明旨在提供一种具有良好的尺寸稳定性、高强度、度低灰、易脱模的单次使用填充型精密铸造中温调制蜡及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种填充型精密铸造中温调制蜡，按照重量份数计，包括以下组分：微晶蜡31-33份、聚乙烯蜡1.5-2.5份、松香树脂27-29份、乙烯-醋酸乙烯共聚物3-5份、α-烯烃聚合物4-6份、硬脂酸0.8-1.2份、填充物25-30份。
进一步，按照重量份数计，包括以下组分：微晶蜡31份、聚乙烯蜡1.5份、松香树脂27份、乙烯-醋酸乙烯共聚物3份、α-烯烃聚合物4份、硬脂酸0.8份、填充物25份。
进一步，按照重量份数计，包括以下组分：微晶蜡32份、聚乙烯蜡2份、松香树脂28份、乙烯-醋酸乙烯共聚物4份、α-烯烃聚合物5份、硬脂酸1份、填充物28份。
进一步，按照重量份数计，包括以下组分：微晶蜡33份、聚乙烯蜡2.5份、松香树脂29份、乙烯-醋酸乙烯共聚物5份、α-烯烃聚合物6份、硬脂酸1.2份、填充物30份。
进一步，所述填充物为聚苯乙烯。
另，本发明还提供一种如上所述调制蜡的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
(1)将一半松香树脂加热并不断搅拌至完全熔融，然后再加入另一半松香树脂，搅拌至松香树脂全部熔融，加热温度为120℃，得到熔融松香树脂；
(2)将步骤(1)得到的熔融松香树脂继续加热1-2分钟后，加入乙烯-醋酸乙烯共聚物，加热并搅拌至乙烯-醋酸乙烯共聚物完全熔融，加热温度为110-120℃，得到混合物A；
(3)将步骤(2)得到的混合物A继续加热1-2分钟后，加入聚乙烯蜡，加热并搅拌至聚乙烯蜡完全熔融，加热温度为100-120℃，得到混合物B；
(4)将步骤(3)得到的混合物B继续加热1-2分钟后，加入α-烯烃聚合物，加热并搅拌至α-烯烃聚合物完全熔融，加热温度为120℃，得到混合物C；
(5)将步骤(4)得到的混合物C继续加热1-2分钟后，加入硬脂酸，加热并搅拌至硬脂酸完全熔融，加热温度为100-120℃，得到混合物D；
(6)将步骤(5)得到的混合物D在110-120℃温度下继续搅拌3-4小时，然后将温度降至100℃，继续搅拌30-60分钟；
(7)将经过步骤(6)处理的混合物D继续加热1-2分钟后，加入微晶蜡，保持温度在90-100℃条件下，搅拌至微晶蜡完全熔融，得到混合物E；
(8)将步骤(7)得到的混合物E继续加热1-2分钟后，加入填充物，保持温度在在90-100℃条件下，搅拌至填充物完全熔融，得到混合物F；
(9)将步骤(8)得到的混合物F在90-100℃温度下继续搅拌3-4小时，然后待温度下降至80-90℃时造粒，即得所述一种填充型精密铸造中温调制蜡。
本发明的有益效果如下：
1、添加乙烯-醋酸乙烯共聚物可以提高模料的热稳定性，降低收缩率，提高尺寸稳定性；
2、添加聚苯乙烯作为填充物，缩短脱模时间，减少模料收缩，提高强度；
3、添加聚乙烯蜡，降低模料的粘度，提高流动性和热稳定性；
4、配方合理，模料灰度低，减少铸造过程中对金属的污染。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域内的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他的实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
一种填充型精密铸造中温调制蜡，按照重量份数计，包括以下组分：微晶蜡31-33份、聚乙烯蜡1.5-2.5份、松香树脂27-29份、乙烯-醋酸乙烯共聚物3-5份、α-烯烃聚合物4-6份、硬脂酸0.8-1.2份、填充物25-30份。上述调制蜡所采用的制备方法包括以下步骤：
(1)将一半松香树脂加热并不断搅拌至完全熔融，然后再加入另一半松香树脂，搅拌至松香树脂全部熔融，加热温度为120℃，得到熔融松香树脂，将松香树脂分开熔融，缩短熔融时间，降低熔融难度；
(2)将步骤(1)得到的熔融松香树脂继续加热1-2分钟后，加入乙烯-醋酸乙烯共聚物，加热并搅拌至乙烯-醋酸乙烯共聚物完全熔融，加热温度为110-120℃，得到混合物A，添加乙烯-醋酸乙烯共聚物可以提高模料的热稳定性，降低收缩率，提高尺寸稳定性；
(3)将步骤(2)得到的混合物A继续加热1-2分钟后，加入聚乙烯蜡，加热并搅拌至聚乙烯蜡完全熔融，加热温度为100-120℃，得到混合物B，添加聚乙烯蜡可以降低模料的粘度，提高流动性和热稳定性；
(4)将步骤(3)得到的混合物B继续加热1-2分钟后，加入α-烯烃聚合物，加热并搅拌至α-烯烃聚合物完全熔融，加热温度为120℃，得到混合物C；
(5)将步骤(4)得到的混合物C继续加热1-2分钟后，加入硬脂酸，加热并搅拌至硬脂酸完全熔融，加热温度为100-120℃，得到混合物D；
(6)将步骤(5)得到的混合物D在110-120℃温度下继续搅拌3-4小时，然后将温度降至100℃，继续搅拌30-60分钟；
(7)将经过步骤(6)处理的混合物D继续加热1-2分钟后，加入微晶蜡，保持温度在90-100℃条件下，搅拌至微晶蜡完全熔融，得到混合物E；
(8)将步骤(7)得到的混合物E继续加热1-2分钟后，加入填充物，保持温度在在90-100℃条件下，搅拌至填充物完全熔融，得到混合物F，添加聚苯乙烯作为填充物，可以缩短脱模时间，减少模料收缩，提高强度；
(9)将步骤(8)得到的混合物F在90-100℃温度下继续搅拌3-4小时，然后待温度下降至80-90℃时造粒，即得所述一种填充型精密铸造中温调制蜡。
实施例二：
一种填充型精密铸造中温调制蜡，按照重量份数计，包括以下组分：微晶蜡31份、聚乙烯蜡1.5份、松香树脂27份、乙烯-醋酸乙烯共聚物3份、α-烯烃聚合物4份、硬脂酸0.8份、填充物25份。上述调制蜡所采用的制备方法包括以下步骤：
(1)将一半松香树脂加热并不断搅拌至完全熔融，然后再加入另一半松香树脂，搅拌至松香树脂全部熔融，加热温度为120℃，得到熔融松香树脂，将松香树脂分开熔融，缩短熔融时间，降低熔融难度；
(2)将步骤(1)得到的熔融松香树脂继续加热1-2分钟后，加入乙烯-醋酸乙烯共聚物，加热并搅拌至乙烯-醋酸乙烯共聚物完全熔融，加热温度为110-120℃，得到混合物A，添加乙烯-醋酸乙烯共聚物可以提高模料的热稳定性，降低收缩率，提高尺寸稳定性；
(3)将步骤(2)得到的混合物A继续加热1-2分钟后，加入聚乙烯蜡，加热并搅拌至聚乙烯蜡完全熔融，加热温度为100-120℃，得到混合物B，添加聚乙烯蜡可以降低模料的粘度，提高流动性和热稳定性；
(4)将步骤(3)得到的混合物B继续加热1-2分钟后，加入α-烯烃聚合物，加热并搅拌至α-烯烃聚合物完全熔融，加热温度为120℃，得到混合物C；
(5)将步骤(4)得到的混合物C继续加热1-2分钟后，加入硬脂酸，加热并搅拌至硬脂酸完全熔融，加热温度为100-120℃，得到混合物D；
(6)将步骤(5)得到的混合物D在110-120℃温度下继续搅拌3-4小时，然后将温度降至100℃，继续搅拌30-60分钟；
(7)将经过步骤(6)处理的混合物D继续加热1-2分钟后，加入微晶蜡，保持温度在90-100℃条件下，搅拌至微晶蜡完全熔融，得到混合物E；
(8)将步骤(7)得到的混合物E继续加热1-2分钟后，加入填充物，保持温度在在90-100℃条件下，搅拌至填充物完全熔融，得到混合物F，添加聚苯乙烯作为填充物，可以缩短脱模时间，减少模料收缩，提高强度；
(9)将步骤(8)得到的混合物F在90-100℃温度下继续搅拌3-4小时，然后待温度下降至80-90℃时造粒，即得所述一种填充型精密铸造中温调制蜡。
实施例三：
一种填充型精密铸造中温调制蜡，按照重量份数计，包括以下组分：微晶蜡32份、聚乙烯蜡2份、松香树脂28份、乙烯-醋酸乙烯共聚物4份、α-烯烃聚合物5份、硬脂酸1份、填充物28份。上述调制蜡所采用的制备方法包括以下步骤：
(1)将一半松香树脂加热并不断搅拌至完全熔融，然后再加入另一半松香树脂，搅拌至松香树脂全部熔融，加热温度为120℃，得到熔融松香树脂，将松香树脂分开熔融，缩短熔融时间，降低熔融难度；
(2)将步骤(1)得到的熔融松香树脂继续加热1-2分钟后，加入乙烯-醋酸乙烯共聚物，加热并搅拌至乙烯-醋酸乙烯共聚物完全熔融，加热温度为110-120℃，得到混合物A，添加乙烯-醋酸乙烯共聚物可以提高模料的热稳定性，降低收缩率，提高尺寸稳定性；
(3)将步骤(2)得到的混合物A继续加热1-2分钟后，加入聚乙烯蜡，加热并搅拌至聚乙烯蜡完全熔融，加热温度为100-120℃，得到混合物B，添加聚乙烯蜡可以降低模料的粘度，提高流动性和热稳定性；
(4)将步骤(3)得到的混合物B继续加热1-2分钟后，加入α-烯烃聚合物，加热并搅拌至α-烯烃聚合物完全熔融，加热温度为120℃，得到混合物C；
(5)将步骤(4)得到的混合物C继续加热1-2分钟后，加入硬脂酸，加热并搅拌至硬脂酸完全熔融，加热温度为100-120℃，得到混合物D；
(6)将步骤(5)得到的混合物D在110-120℃温度下继续搅拌3-4小时，然后将温度降至100℃，继续搅拌30-60分钟；
(7)将经过步骤(6)处理的混合物D继续加热1-2分钟后，加入微晶蜡，保持温度在90-100℃条件下，搅拌至微晶蜡完全熔融，得到混合物E；
(8)将步骤(7)得到的混合物E继续加热1-2分钟后，加入填充物，保持温度在在90-100℃条件下，搅拌至填充物完全熔融，得到混合物F，添加聚苯乙烯作为填充物，可以缩短脱模时间，减少模料收缩，提高强度；
(9)将步骤(8)得到的混合物F在90-100℃温度下继续搅拌3-4小时，然后待温度下降至80-90℃时造粒，即得所述一种填充型精密铸造中温调制蜡。
实施例四：
一种填充型精密铸造中温调制蜡，按照重量份数计，包括以下组分：微晶蜡33份、聚乙烯蜡2.5份、松香树脂29份、乙烯-醋酸乙烯共聚物5份、α-烯烃聚合物6份、硬脂酸1.2份、填充物30份。上述调制蜡所采用的制备方法包括以下步骤：
(1)将一半松香树脂加热并不断搅拌至完全熔融，然后再加入另一半松香树脂，搅拌至松香树脂全部熔融，加热温度为120℃，得到熔融松香树脂，将松香树脂分开熔融，缩短熔融时间，降低熔融难度；
(2)将步骤(1)得到的熔融松香树脂继续加热1-2分钟后，加入乙烯-醋酸乙烯共聚物，加热并搅拌至乙烯-醋酸乙烯共聚物完全熔融，加热温度为110-120℃，得到混合物A，添加乙烯-醋酸乙烯共聚物可以提高模料的热稳定性，降低收缩率，提高尺寸稳定性；
(3)将步骤(2)得到的混合物A继续加热1-2分钟后，加入聚乙烯蜡，加热并搅拌至聚乙烯蜡完全熔融，加热温度为100-120℃，得到混合物B，添加聚乙烯蜡可以降低模料的粘度，提高流动性和热稳定性；
(4)将步骤(3)得到的混合物B继续加热1-2分钟后，加入α-烯烃聚合物，加热并搅拌至α-烯烃聚合物完全熔融，加热温度为120℃，得到混合物C；
(5)将步骤(4)得到的混合物C继续加热1-2分钟后，加入硬脂酸，加热并搅拌至硬脂酸完全熔融，加热温度为100-120℃，得到混合物D；
(6)将步骤(5)得到的混合物D在110-120℃温度下继续搅拌3-4小时，然后将温度降至100℃，继续搅拌30-60分钟；
(7)将经过步骤(6)处理的混合物D继续加热1-2分钟后，加入微晶蜡，保持温度在90-100℃条件下，搅拌至微晶蜡完全熔融，得到混合物E；
(8)将步骤(7)得到的混合物E继续加热1-2分钟后，加入填充物，保持温度在在90-100℃条件下，搅拌至填充物完全熔融，得到混合物F，添加聚苯乙烯作为填充物，可以缩短脱模时间，减少模料收缩，提高强度；
(9)将步骤(8)得到的混合物F在90-100℃温度下继续搅拌3-4小时，然后待温度下降至80-90℃时造粒，即得所述一种填充型精密铸造中温调制蜡。
对市售普通中温填充蜡和按照实施例二、三、四制备的调制蜡进行各方面性能的测试，测试结果如下表1：
表1普通填充蜡与本发明调制蜡性能测试数据
实验数据由青岛新诺科铸造材料科技有限公司提供
通过如上表1的实验数据对比，可以发现按照本发明制备的调制蜡粘度低于普通精铸蜡，说明本发明的调制蜡流动性较好，易脱模；锥入度明显降低，说明调制蜡的硬度得到提高；软化点、滴点、凝固点均提高，说明调制蜡的耐热性能提高，易于脱模，不降解产生灰分；灰分明显降低，保证了使用调制蜡得到的铸件无污染、表面更光滑，收缩率大大降低，说明调制蜡的尺寸稳定性优于普通蜡。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种填充型精密铸造中温调制蜡，其特征在于，按照重量份数计，由以下组分组成：微晶蜡31-33份、聚乙烯蜡1.5-2.5份、松香树脂27-29份、乙烯-醋酸乙烯共聚物3-5份、α-烯烃聚合物4-6份、硬脂酸0.8-1.2份、填充物25-30份。
2.根据权利要求1所述的一种填充型精密铸造中温调制蜡，其特征在于，按照重量份数计，由以下组分组成：微晶蜡31份、聚乙烯蜡1.5份、松香树脂27份、乙烯-醋酸乙烯共聚物3份、α-烯烃聚合物4份、硬脂酸0.8份、填充物25份。
3.根据权利要求1所述的一种填充型精密铸造中温调制蜡，其特征在于，按照重量份数计，由以下组分组成：微晶蜡32份、聚乙烯蜡2份、松香树脂28份、乙烯-醋酸乙烯共聚物4份、α-烯烃聚合物5份、硬脂酸1份、填充物28份。
4.根据权利要求1所述的一种填充型精密铸造中温调制蜡，其特征在于，按照重量份数计，由以下组分组成：微晶蜡33份、聚乙烯蜡2.5份、松香树脂29份、乙烯-醋酸乙烯共聚物5份、α-烯烃聚合物6份、硬脂酸1.2份、填充物30份。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的一种填充型精密铸造中温调制蜡，其特征在于，所述填充物为聚苯乙烯。
6.一种制备如权利要求1至5任意一项所述的填充型精密铸造中温调制蜡的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将一半松香树脂加热并不断搅拌至完全熔融，然后再加入另一半松香树脂，搅拌至松香树脂全部熔融，加热温度为120℃，得到熔融松香树脂；
(2)将步骤(1)得到的熔融松香树脂继续加热1-2分钟后，加入乙烯-醋酸乙烯共聚物，加热并搅拌至乙烯-醋酸乙烯共聚物完全熔融，加热温度为110-120℃，得到混合物A；
(3)将步骤(2)得到的混合物A继续加热1-2分钟后，加入聚乙烯蜡，加热并搅拌至聚乙烯蜡完全熔融，加热温度为100-120℃，得到混合物B；
(4)将步骤(3)得到的混合物B继续加热1-2分钟后，加入α-烯烃聚合物，加热并搅拌至α-烯烃聚合物完全熔融，加热温度为120℃，得到混合物C；
(5)将步骤(4)得到的混合物C继续加热1-2分钟后，加入硬脂酸，加热并搅拌至硬脂酸完全熔融，加热温度为100-120℃，得到混合物D；
(6)将步骤(5)得到的混合物D在110-120℃温度下继续搅拌3-4小时，然后将温度降至100℃，继续搅拌30-60分钟；
(7)将经过步骤(6)处理的混合物D继续加热1-2分钟后，加入微晶蜡，保持温度在90-100℃条件下，搅拌至微晶蜡完全熔融，得到混合物E；
(8)将步骤(7)得到的混合物E继续加热1-2分钟后，加入填充物，保持温度在在90-100℃条件下，搅拌至填充物完全熔融，得到混合物F；
(9)将步骤(8)得到的混合物F在90-100℃温度下继续搅拌3-4小时，然后待温度下降至80-90℃时造粒，即得所述一种填充型精密铸造中温调制蜡。
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