CN104972067B - 一种熔模型壳及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种熔模型壳，其原材料包括粘土、氧化镧、聚碳酸酯、聚醚砜树脂、4‑甲氧基苯甲酰胺、聚氧乙烯脂肪酸酯、氯化镁，还公开了制作型壳的方法，将粘土研磨成100‑120目，再加水形成砂浆，氧化镧、聚碳酸酯分别与水混合形成混浊液、聚醚砜树脂与DMAC或DMF溶剂混合形成混浊液、氯化镁用水溶解形成饱和溶液，将上述液体混合定型烘干即可得到型壳。本发明的优点在于，采用本发明的原材料制得的型壳，具有优良的耐高温、耐火性能，增强了型壳的机械强度、抗热震性，降低膨胀率和收缩率，有效避免合金成型时由于型壳的膨胀、收缩而变形的缺陷。
Description
技术领域
本发明属于熔模制造技术领域，具体的是一种熔模型壳及其制作方法。
背景技术
在机械制造领域，对于铸件的制造，一般采用熔模铸造方法，熔模铸造方法又称失蜡铸造，包括压蜡、修蜡、组树、沾浆、熔蜡、浇铸金属液及后处理等工序。失蜡铸造是用蜡制作所要铸成零件的蜡模，然后蜡模上涂以泥浆，这就是泥模，也就是常说的型壳。泥模晾干后，在焙烧成陶模。一经焙烧，蜡模全部熔化流失，只剩陶模即型壳。一般制泥模时就留下了浇注口，再从浇注口灌入金属熔液，冷却后，所需的零件就制成了。在熔失熔模时，型壳会受到体积正在增大的熔融模料的压力；在焙烧和浇注时，型壳各部分会产生相互牵制而又不均的膨胀的收缩，因此，金属还可能与型壳材料发生高温化学反应。所以对型壳便有一定的性能要求，如小的膨胀率和收缩率；高的机械强度、抗热震性、耐火度和高温下的化学稳定性；型壳还应有一定的透气性，以便浇注时型壳内的气体能顺利外逸。这些都与制造型壳时所采用的耐火材料、粘结剂以及工艺有关。
发明内容
为提高现有技术中型壳的机械强度、化学稳定性，同时降低膨胀率和收缩率，本发明公开的一种熔模型壳及其制作方法，实现在熔失熔模时，型壳可以承受较强的压力，在焙烧和浇注时，不易发生膨胀和收缩而导致金属铸件变形的目的。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为，本发明公开的一种熔模型壳，其原材料包括粘土、氧化镧、聚碳酸酯、聚醚砜树脂、4-甲氧基苯甲酰胺、聚氧乙烯脂肪酸酯、氯化镁，各成分在原材料中的质量百分比为，氧化镧为10％～20％、聚碳酸酯为1％～6％、聚醚砜树脂为5％～15％、4-甲氧基苯甲酰胺为3％～5％、聚氧乙烯脂肪酸酯为1％～6％，氯化镁为1％～10％，余量为粘土。在制备铸件时，型壳涂覆在蜡模外层，再经高温将蜡模融化掉时，要保证剩下的型壳不受影响，因此，型壳可以承受高温、不易燃，具有较好的耐高温、耐火性能，本发明选择的粘土、氧化镧耐高温、耐火性能良好，聚碳酸酯、聚醚矾树脂作为粘结剂可以将原材料中的成分粘结成型，而且在金属液浇铸进型壳后，又不会与金属液发生反应，保证金属液冷却形成铸件，添加的4-甲氧基苯甲酰胺可以用作硬化剂，和其它耐火材料、粘结剂混合帮助原材料成型时具有较高的机械强度，在将金属液浇注进型壳后，膨胀率和收缩率降低，保证得到的铸件不会因型壳膨胀和收缩变形，聚氧乙烯脂肪酸酯和氯化镁具有表面活性剂的作用，一是进一步增加粘结剂、耐火材料、硬化剂的结合，另外还使型壳具有一定的透气性，可以将型壳内部的热气分散，便于浇注金属液时型壳内的气体能顺利外逸。
进一步的，为了保证制成的型壳耐火性能良好，不易燃，机械强度高，熔模型壳原材料包括碳化硅、氮化硼，碳化硅、氮化硼在原材料中的质量百分比均为3％～10％。
进一步的，为了保证制备熔模型壳原材料中的各成分能够很好的粘结在一起、易成型，以及形成后的型壳在高温条件下抗震、抗裂，该原材料包括木质纤维素、羟丙基甲基纤维素，木质纤维素和羟丙基甲基纤维素在原材料中的质量百分比均为0.1％～5％。
进一步的，用于保证形成的熔模型壳具有较强的机械强度，不会在高温条件下发生膨胀和收缩，熔模型壳原材料包括聚山梨酯，聚山梨酯在原材料中的质量百分比为0.1％～5％。
本发明还公开了采用上述原材料制得熔模型壳的方法，对原材料进行预处理：原材料包括粘土、氧化镧、聚碳酸酯、聚醚砜树脂、4-甲氧基苯甲酰胺、聚氧乙烯脂肪酸酯、氯化镁，各成分在原材料中的质量百分比为，氧化镧为10％～20％、聚碳酸酯为1％～6％、聚醚砜树脂为5％～15％、4-甲氧基苯甲酰胺为3％～5％、聚氧乙烯脂肪酸酯为1％～6％，氯化镁为1％～10％，余量为粘土，将粘土先研磨成100-120目，再加水形成砂浆，氧化镧、聚碳酸酯分别与水混合形成混浊液、聚醚砜树脂与DMAC或DMF溶剂混合形成混浊液、氯化镁用水溶解形成饱和溶液，将上述液体混合定型烘干即可得到型壳。
在对原材料预处理还包括，熔模型壳原材料包括碳化硅、氮化硼时，先将碳化硅粒度研磨至100-120目，再将碳化硅、氮化硼与粘土砂浆混合，碳化硅、氮化硼在原材料中的质量百分比均为3％～10％。
熔模型壳原材料包括木质纤维素、羟丙基甲基纤维素时，原材料的预处理包括将木质纤维素、羟丙基甲基纤维素与粘土砂浆混合，木质纤维素和羟丙基甲基纤维素在原材料中的质量百分比均为0.1％～5％。
熔模型壳原材料包括聚山梨酯时，对原材料的预处理包括，将聚山梨酯按照在原材料中占的质量百分比0.1％～5％与粘土砂浆混合。
综上，本发明的有益效果是，在制造铸件时，采用本发明的原材料制得的型壳，具有优良的耐高温、耐火性能，增强了熔模型壳的机械强度、抗热震性，又能够显著降低膨胀率和收缩率，金属液浇铸进型壳内定型成合金时，有效避免由于型壳的膨胀、收缩而变形的缺陷。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做出进一步的描述。
实施例一：本发明公开的一种熔模型壳，其原材料包括如下成分及各成分在原材料中占的质量白分比为：
将上述原材料制作成型壳的方法为，可以参考现有陶瓷烧制方法，将粘土先研磨成100-120目，再加水形成砂浆，氧化镧、聚碳酸酯分别与水混合形成混浊液、聚醚砜树脂与DMAC、DMF等溶剂混合形成混浊液、氯化镁用水溶解形成饱和溶液，将上述液体混合定型烘干即可得到型壳。
采用该实施例的型壳制造铸件，熔化型壳内的蜡模一般需要的温度为70-100℃，型壳在该温度下没有出现裂纹、熔化等任何破损现象，具有耐高温、耐火、不易然的优良性能和较强的机械强度；在金属液浇铸进型壳后，金属液一般温度较高，可以达到1000-2000℃，甚至更高的温度，型壳在浇铸金属液前后采用收缩膨胀仪测量膨胀率、收缩率，膨胀率和收缩率均在1％-3％微米之间，可以保证金属液形成合金时不会因型壳的膨胀和收缩而变形，并且金属液在浇注进型壳后，型壳没有出现裂纹、与金属液发生反应、燃烧等现象，说明型壳的耐高温性能、化学稳定性及抗热震性良好。
实施例二：本发明公开的一种熔模型壳，其原材料包括如下成分及各成分在原材料中占的质量白分比为：
将上述原材料制作成型壳的方法为，将粘土、碳化硅粒度研磨至100-120目，再加水形成砂浆，氧化镧、聚碳酸酯分别与水混合形成混浊液、聚醚砜树脂与DMAC、DMF等溶剂混合形成混浊液、氯化镁用水溶解形成饱和溶液，将上述液体与碳化硅、氮化硼混合定型烘干即可得到型壳。
采用该实施例的型壳制造铸件，熔化型壳内的蜡模一般需要的温度为70-100℃，型壳在该温度下没有出现裂纹、熔化等任何破损现象，具有耐高温、耐火、不易然的优良性能和较强的机械强度；在金属液浇铸进型壳后，金属液一般温度较高，可以达到1000-2000℃，甚至更高的温度，型壳在浇铸金属液前后采用收缩膨胀仪测量膨胀率、收缩率，膨胀率和收缩率均在1％-3％微米之间，可以保证金属液形成合金时不会因型壳的膨胀和收缩而变形，并且金属液在浇注进型壳后，型壳没有出现裂纹、与金属液发生反应、燃烧等现象，说明型壳的耐高温性能、化学稳定性及抗热震性良好。
实施例三：本发明公开的一种熔模型壳，其原材料包括如下成分及各成分在原材料中占的质量白分比为：
将上述原材料制作成型壳的方法为，将粘土、碳化硅粒度研磨至100-120目，再加水形成砂浆，氧化镧、聚碳酸酯分别与水混合形成混浊液、聚醚砜树脂与DMAC、DMF等溶剂混合形成混浊液、氯化镁用水溶解形成饱和溶液，将上述液体与碳化硅、氮化硼、木质纤维素、羟丙基甲基纤维素混合定型烘干即可得到型壳。
采用该实施例的型壳制造铸件，熔化型壳内的蜡模一般需要的温度为70-100℃，型壳在该温度下没有出现裂纹、熔化等任何破损现象，具有耐高温、耐火、不易然的优良性能和较强的机械强度；在金属液浇铸进型壳后，金属液一般温度较高，可以达到1000-2000℃，甚至更高的温度，型壳在浇铸金属液前后采用收缩膨胀仪测量膨胀率、收缩率，膨胀率和收缩率均在1％-3％微米之间，可以保证金属液形成合金时不会因型壳的膨胀和收缩而变形，并且金属液在浇注进型壳后，型壳没有出现裂纹、与金属液发生反应、燃烧等现象，说明型壳的耐高温性能、化学稳定性及抗热震性良好。
实施例四：本发明公开的一种熔模型壳，其原材料包括如下成分及各成分在原材料中占的质量白分比为：
将上述原材料制作成型壳的方法为，将粘土、碳化硅粒度研磨至100-120目，再加水形成砂浆，氧化镧、聚碳酸酯分别与水混合形成混浊液、聚醚砜树脂与DMAC、DMF等溶剂混合形成混浊液、氯化镁用水溶解形成饱和溶液，将上述液体与碳化硅、氮化硼、木质纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚山梨酯混合定型烘干即可得到型壳。
采用该实施例的型壳制造铸件，熔化型壳内的蜡模一般需要的温度为70-100℃，型壳在该温度下没有出现裂纹、熔化等任何破损现象，具有耐高温、耐火、不易然的优良性能和较强的机械强度；在金属液浇铸进型壳后，金属液一般温度较高，可以达到1000-2000℃，甚至更高的温度，型壳在浇铸金属液前后采用收缩膨胀仪测量膨胀率、收缩率，膨胀率和收缩率均在1％-3％微米之间，可以保证金属液形成合金时不会因型壳的膨胀和收缩而变形，并且金属液在浇注进型壳后，型壳没有出现裂纹、与金属液发生反应、燃烧等现象，说明型壳的耐高温性能、化学稳定性及抗热震性良好。
实施例五：本发明公开的一种熔模型壳，其原材料包括如下成分及各成分在原材料中占的质量白分比为：
将上述原材料制作成型壳的方法为，将粘土、碳化硅粒度研磨至100-120目，再加水形成砂浆，氧化镧、聚碳酸酯分别与水混合形成混浊液、聚醚砜树脂与DMAC、DMF等溶剂混合形成混浊液、氯化镁用水溶解形成饱和溶液，将上述液体与碳化硅、氮化硼、木质纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚山梨酯混合定型烘干即可得到型壳。
采用该实施例的型壳制造铸件，熔化型壳内的蜡模一般需要的温度为70-100℃，型壳在该温度下没有出现裂纹、熔化等任何破损现象，具有耐高温、耐火、不易然的优良性能和较强的机械强度；在金属液浇铸进型壳后，金属液一般温度较高，可以达到1000-2000℃，甚至更高的温度，型壳在浇铸金属液前后采用收缩膨胀仪测量膨胀率、收缩率，膨胀率和收缩率均在1％-3％微米之间，可以保证金属液形成合金时不会因型壳的膨胀和收缩而变形，并且金属液在浇注进型壳后，型壳没有出现裂纹、与金属液发生反应、燃烧等现象，说明型壳的耐高温性能、化学稳定性及抗热震性良好。
实施例六：本发明公开的一种熔模型壳，其原材料包括如下成分及各成分在原材料中占的质量白分比为：
将上述原材料制作成型壳的方法为，将粘土、碳化硅粒度研磨至100-120目，再加水形成砂浆，氧化镧、聚碳酸酯分别与水混合形成混浊液、聚醚砜树脂与DMAC、DMF等溶剂混合形成混浊液、氯化镁用水溶解形成饱和溶液，将上述液体与碳化硅、氮化硼、木质纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚山梨酯混合定型烘干即可得到型壳。
采用该实施例的型壳制造铸件，熔化型壳内的蜡模一般需要的温度为70-100℃，型壳在该温度下没有出现裂纹、熔化等任何破损现象，具有耐高温、耐火、不易然的优良性能和较强的机械强度；在金属液浇铸进型壳后，金属液一般温度较高，可以达到1000-2000℃，甚至更高的温度，型壳在浇铸金属液前后采用收缩膨胀仪测量膨胀率、收缩率，膨胀率和收缩率均在1％-3％微米之间，可以保证金属液形成合金时不会因型壳的膨胀和收缩而变形，并且金属液在浇注进型壳后，型壳没有出现裂纹、与金属液发生反应、燃烧等现象，说明型壳的耐高温性能、化学稳定性及抗热震性良好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种熔模型壳，其特征在于，该熔模型壳原材料包括粘土、氧化镧、聚碳酸酯、聚醚砜树脂、4-甲氧基苯甲酰胺、聚氧乙烯脂肪酸酯、氯化镁，各成分在原材料中的质量百分比为，氧化镧为10％～20％、聚碳酸酯为1％～6％、聚醚砜树脂为5％～15％、4-甲氧基苯甲酰胺为3％～5％、聚氧乙烯脂肪酸酯为1％～6％，氯化镁为1％～10％，余量为粘土；
熔模型壳原材料包括聚山梨酯，聚山梨酯在原材料中的质量百分比为0.1％～5％；
熔模型壳原材料包括碳化硅、氮化硼，碳化硅、氮化硼在原材料中的质量百分比均为3％～10％；
熔模型壳原材料包括木质纤维素、羟丙基甲基纤维素，木质纤维素和羟丙基甲基纤维素在原材料中的质量百分比均为0.1％～5％。
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