CN105414485A - 一种制备熔模铸造型壳的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备熔模铸造型壳的方法，包括制备面层步骤、制备过渡层步骤、制备背层步骤、脱蜡步骤、焙烧步骤；本发明公开的制备熔模铸造型壳的方法，缩短了型壳的焙烧时间，降低型壳焙烧温度，能够节省能源；降低了型壳的残留强度，提高型壳的脱壳性，便于铸造后型壳的清理，提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及熔模精密铸造技术领域，具体涉及一种制备熔模铸造型壳的方法。
背景技术
现有铜叶轮类零部件的熔模铸造，其流道与盖板之间会形成狭小的空间，导致流道在空间布置方面存在很多困难，有些流道宽度做四层或五层后就连在一起了，而且此处的型壳厚度较厚，会存在以下问题：1、若按正常焙烧温度和焙烧时间进行焙烧，型壳较厚的部位会出现焙烧不透的情况，若延长焙烧时间，则会造成资源的浪费，还会出现型壳变形等其他问题；2、由于铜合金的浇注温度低，型壳背层涂覆的莫来石类的硅溶胶型壳不容易分开，给清壳带来很大困难。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中的问题之一。
本发明的目的在于提出一种制备熔模铸造型壳的方法。
根据本发明的实施例的制备熔模铸造型壳的方法，包括如下步骤：
（1）制备面层：将蜡模置于涂料中浸渍，使所述涂料均匀覆盖于所述蜡模表面，所述涂料为硅溶胶或水玻璃；所述涂料涂好后，进行撒砂，撒砂材料为锆英粉或锆英砂；撒砂后进行干燥和硬化，所述干燥和硬化时间为10-12小时；所述面层为1层；
（2）制备过渡层：制备过渡层：将涂覆有所述面层的蜡模置于涂料中浸渍，使所述涂料均匀覆盖于所述面层的表面，所述涂料为硅溶胶或水玻璃；所述涂料涂好后，进行撒砂，撒砂材料为锆英粉或锆英砂；撒砂后进行干燥和硬化，所述干燥和硬化时间为10-12小时；所述过渡层为1-2层；
（3）制备背层：将涂覆有所述过渡层的蜡模置于涂料中浸渍，使所述涂料均匀覆盖于所述过渡层表面，所述涂料为硅溶胶或水玻璃；所述涂料涂好后，进行撒砂，撒砂材料为石墨砂；撒砂后进行干燥和硬化，所述干燥和硬化时间为15-20小时；所述背层为1-2层；
（4）脱蜡：背层制备完全干燥并硬化后，用热水法或蒸汽法熔去所述蜡模，获得由面层、过渡层、背层组成的型壳；
（5）焙烧：将所述型壳放置加热炉中进行焙烧，焙烧温度为800-900℃，保温时间为20-30分钟。
根据本发明的一个实施例，所述步骤（1）中的干燥包括自然干燥和吹风干燥，所述自然干燥的时间为8小时，所述吹风干燥的时间为4小时。
根据本发明的一个实施例，所述步骤（2）中的干燥包括自然干燥和吹风干燥，所述自然干燥的时间为10小时，所述吹风干燥的时间为4小时。
根据本发明的一个实施例，所述步骤（3）中的干燥包括自然干燥和吹风干燥，所述自然干燥的时间为10小时，所述吹风干燥的时间为6小时。
根据本发明的一个实施例，所述焙烧温度为850℃。
根据本发明的一个实施例，所述保温时间为25分钟。
根据本发明的一个实施例，所述面层的厚度为10-12mm，所述过渡层的厚度为15-20mm，所述背层的厚度为15-30mm。
根据本发明的一个实施例，所述加热炉为电炉或燃气炉。
本发明相对于现有技术具有以下优势：
本发明公开的制备熔模铸造型壳的方法，缩短了型壳的焙烧时间，降低型壳焙烧温度，能够节省能源；降低了型壳的残留强度，提高型壳的脱壳性，便于铸造后型壳的清理，提高了生产效率。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
具体实施方式
下面结合实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，本实施例的描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
包括制备面层步骤、制备过渡层步骤、制备背层步骤、脱蜡步骤、焙烧步骤;
面层制备：首先需要调制涂料，本实施例公开的涂料为硅溶胶或水玻璃，硅溶胶或水玻璃能够使型壳更加光洁，进而能够提升铸件的铸造精度和表面光洁度；按比例依次将硅溶胶或水玻璃倒入涂料桶中，利用搅拌机将涂料桶内的硅溶胶或水玻璃搅拌均匀；当然，可根据需要适当加入一定比例的消泡剂；待搅拌均匀后，需要对搅拌桶内的硅溶胶或水玻璃的粘度进行测量，最佳的粘度值需要控制在60±2以上，涂料粘度调整好后，需要继续搅拌一定的时间，以使涂料更加均匀，作为优选地的搅拌时间，不少于12小时；
将处理完成的蜡模表面的油污去除掉，将蜡模缓慢浸入涂料桶中不停地旋转，在蜡模上形成完整均匀的涂层；涂料涂好后，将敷有均匀涂层的蜡模置于淋砂机中翻转，进行撒砂，撒砂材料为锆英粉或锆英砂；采用锆英粉或锆英砂作为面层的耐火材料，主要是由于锆英粉具有熔点高、热导率低、线膨胀系数小等特点，化学稳定性极其稳定，能提高型壳的溃散性，便于铸件后期的清理。
撒砂完成后，需要对面层进行干燥和硬化，干燥和硬化时间为10-12小时，可充分保证面层内部的干燥和硬化，优选地，干燥过程包括自然干燥和吹风干燥，自然干燥的时间为8小时，吹风干燥的时间为4小时，如此操作后，可进一步保证面层各个部位均完全干燥和硬化，有利于后期的焙烧，避免出现松孔或裂纹，有助于提升铸件表面的质量。
为使后期在焙烧时间和焙烧温度方面进行节约和降低，面层不易过厚，且上述面层设置为1层，厚度优选地为10-12mm。
过渡层制备：将涂覆有面层的蜡模置于上述涂料桶中浸渍，并将蜡模不停地旋转，在面层的基础上形成完整均匀的涂层；涂料涂好后，将敷有均匀涂层的蜡模置于淋砂机中翻转，进行撒砂，撒砂材料为锆英粉或锆英砂；
撒砂完成后，需要对过渡层进行干燥和硬化，干燥和硬化时间为12-15小时，可充分保证过渡层内部的干燥和硬化，优选地，干燥过程包括自然干燥和吹风干燥，自然干燥的时间为10小时，吹风干燥的时间为4小时，如此操作后，可进一步保证过渡层各个部位均完全干燥和硬化，有利于后期的焙烧，避免由于过渡层未充分干燥硬化而导致过渡层焙烧时出现变形的现象，有助于提升型壳的制备质量。
综合考虑型壳的强度要求、及内部浇道的布置要求和焙烧成本等因素，过渡层设置为1-2层，过渡层的厚度优选地为15-20mm，如此厚度的过渡层可以使型壳具有足够的强度，且15-20mm的厚度更便于内部浇道的布置。
背层制备：将涂覆有过渡层的蜡模置于上述涂料桶中浸渍，使涂料均匀覆盖于过渡层表面，将敷有均匀涂层的蜡模置于淋砂机中翻转，进行撒砂，撒砂材料为石墨砂；
石墨砂比重为1.9~2.3，熔点高达3850±50℃。它的主要特性是：耐高温，即使在超高温的电弧灼烧下，重量损失也很小；线膨胀系数很小为2×10-6，是电熔刚玉的1/4，锆英石的2/5，因此抗热震性高，温度突变时体积变化也小，故不会而使型壳产生裂纹；导电性极好，导热系数随温度升高而降低，在高温下石墨几乎是绝热体；化学稳定性好，不与酸碱及有机溶剂起反应；此外还有很好的可塑性、润滑性和高温强度。
相比较于传统的背层，传统通常采用莫来石作为背层的耐火材料，由于铜合金的浇注温度低，莫来石类的背层会抱在浇注好的模组上，给清壳带来很大困难；因此，采用石墨砂的背层，在铸造完成后，可以降低型壳的残留强度，提高型壳的脱壳性，提高了型壳清理的效率；
撒砂完成后，需要对背层进行干燥和硬化，干燥和硬化时间为15-20小时，可充分保证背层内部的干燥和硬化，优选地，干燥过程包括自然干燥和吹风干燥，自然干燥的时间为10小时，吹风干燥的时间为6小时，如此操作后，可进一步保证背层各个部位均完全干燥和硬化，有利于后期的焙烧，避免由于背层未充分干燥硬化而导致过渡层焙烧时出现变形的现象，有助于提升型壳的制备质量。
综合考虑型壳的强度要求、及内部浇道的布置要求和焙烧成本等因素，背层设置为1-2层，背层的厚度优选地为15-30mm，如此厚度的过渡层可以使型壳具有足够的强度，且15-30mm的厚度更便于内部浇道的布置。
脱蜡：背层制备完全干燥并硬化后，用热水法或蒸汽法熔去所述蜡模，获得由面层、过渡层、背层组成的型壳；
焙烧：将型壳放置加热炉中进行焙烧，作为优选地，加热炉为电炉或燃气炉；焙烧温度为800-900℃，保温时间为20-30分钟。型壳在焙烧出炉后进行型腔清理和质量检查，将型腔内残留异物清理干净，确保浇注用壳型无裂纹、型腔洁净和无残留物，即可进行浇注。
作为优选地，型壳的焙烧温度为850℃，保温时间为25分钟，较传统的焙烧工艺相比，本实施例的焙烧降低了焙烧温度，节约了焙烧保温时间，能够节约能源，降低成本。
本发明缩短了型壳的焙烧时间，降低型壳焙烧温度，能够节省能源；降低了型壳的残留强度，提高型壳的脱壳性，便于铸造后型壳的清理，提高了生产效率
采用本发明方法制备的熔模铸造型壳，尤其适用于铜叶片、泵叶轮、汽车零部件等小型复杂零件的铸造。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
Claims (8)
1.一种制备熔模铸造型壳的方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）制备面层：将蜡模置于涂料中浸渍，使所述涂料均匀覆盖于所述蜡模表面，所述涂料为硅溶胶或水玻璃；所述涂料涂好后，进行撒砂，撒砂材料为锆英粉或锆英砂；撒砂后进行干燥和硬化，所述干燥和硬化时间为10-12小时；所述面层为1层；
（2）制备过渡层：将涂覆有所述面层的蜡模置于涂料中浸渍，使所述涂料均匀覆盖于所述面层的表面，所述涂料为硅溶胶或水玻璃；所述涂料涂好后，进行撒砂，撒砂材料为锆英粉或锆英砂；撒砂后进行干燥和硬化，所述干燥和硬化时间为12-15小时；所述过渡层为1-2层；
（3）制备背层：将涂覆有所述过渡层的蜡模置于涂料中浸渍，使所述涂料均匀覆盖于所述过渡层表面，所述涂料为硅溶胶或水玻璃；所述涂料涂好后，进行撒砂，撒砂材料为石墨砂；撒砂后进行干燥和硬化，所述干燥和硬化时间为15-20小时；所述背层为1-2层；
（4）脱蜡：背层制备完全干燥并硬化后，用热水法或蒸汽法熔去所述蜡模，获得由面层、过渡层、背层组成的型壳；
（5）焙烧：将所述型壳放置加热炉中进行焙烧，焙烧温度为800-900℃，保温时间为20-30分钟。
2.根据权利要求1所述的一种制备熔模铸造型壳的方法，其特征在于：所述步骤（1）中的干燥包括自然干燥和吹风干燥，所述自然干燥的时间为8小时，所述吹风干燥的时间为4小时。
3.根据权利要求2所述的一种制备熔模铸造型壳的方法，其特征在于：所述步骤（2）中的干燥包括自然干燥和吹风干燥，所述自然干燥的时间为10小时，所述吹风干燥的时间为4小时。
4.根据权利要求3所述的一种制备熔模铸造型壳的方法，其特征在于：所述步骤（3）中的干燥包括自然干燥和吹风干燥，所述自然干燥的时间为10小时，所述吹风干燥的时间为6小时。
5.根据权利要求4所述的一种制备熔模铸造型壳的方法，其特征在于：所述焙烧温度为850℃。
6.根据权利要求5所述的一种制备熔模铸造型壳的方法，其特征在于：所述保温时间为25分钟。
7.根据权利要求6所述的一种制备熔模铸造型壳的方法，其特征在于：所述面层的厚度为10-12mm，所述过渡层的厚度为15-20mm，所述背层的厚度为15-30mm。
8.根据权利要求7所述的一种制备熔模铸造型壳的方法，其特征在于：所述加热炉为电炉或燃气炉。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160323 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |