CN105834351B - 一种耐高温的铸型材料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种耐高温的铸型材料，用于制成适合金属铸造工艺的铸型。所述铸型材料由组分A和组分B按质量比为1:(2～4)混合而成，其中，所述组分A按质量百分比包含:热固性树脂15～35％、辅助粘合剂1～5％、稀释剂1～5％、增稠剂1～3％、余量为水；所述组分B按质量百分比包含：主填料50～70％、副填料25～40％、增韧助剂5～10％。本发明所述的耐高温的铸型材料可以与目前已有的三维立体成型技术相结合，在大大简便铸型的制造工艺的同时又提高了铸型的精细度，为金属铸造行业提供低成本、高精密度的铸型。
Description
技术领域
本发明涉及金属铸造领域，特别涉及一种可调节的耐高温的铸型材料。
背景技术
金属铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液体后浇入铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。铸造毛胚因近乎成形，而达到免机械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了时间.铸造是现代机械制造工业的基础工艺之一。
目前，在铸钢、铸铁的铸造生产上主要采用砂型铸造。砂型铸造需新砂处理、型砂配制、造型、落砂清理、旧砂处理回用，以及新砂、旧砂、型砂的运输、储存等繁多工序及相应的设备，还需要模板，大量的砂箱，此外，干型还需烘窖等，因而砂型铸造不仅生产占地面积大，原料耗用量大，运输量大，耗能高，劳动环境噪音大，粉尘高，工人的劳动强度高，消耗大量的辅助工时，而且还存在废品率高，铸件表面质量差等问题。
为改变铸造生产以砂型为主的状况，人们不断创造出新的铸造方法，如压力铸造，金属型铸造，而这些铸造方法因其铸型材料为钢铁所制，耐火度低，易龟裂、粘模，而使其寿命低，成本高。
因此，本发明之目的，即在提供一种新的铸型材料，以期解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新的耐高温的铸型材料，通过组份之间的配比，使所述铸型材料具有固化时间短的性能。因此，可以将该耐高温的铸型材料与目前已有的三维立体成型技术相结合，在大大简便铸型的制造工艺的同时又提高了铸型的精细度，为金属铸造行业提供低成本、高精密度的铸型。
为了实现上述目的，本发明提供一种耐高温的铸型材料，用于制成适合金属铸造工艺的铸型。所述铸型材料由组分A和组分B按质量比为1:(2～4)混合而成，其中，所述组分A按质量百分比包含:
所述组分B按质量百分比包含：
主填料 50～70％
副填料 25～40％
增韧助剂 5～10％。
在本发明一实施例中，所述热固性树脂选自水性有机硅树脂、酚醛树脂、COPNA树脂中的一种。
在本发明一实施例中，所述辅助粘合剂选自水玻璃、聚乙烯醇、阿拉伯胶中的一种或几种混合。
在本发明一实施例中，所述稀释剂选自酒精、丙酮中的一种。
在本发明一实施例中，所述增稠剂选自明胶、黄原胶、动物胶、甘油中的一种或几种混合。
在本发明一实施例中，所述主填料选自石棉粉、硅胶粉、瓷粉、二氧化钛粉、硫酸钙粉、石膏粉、高岭土中的一种或几种混合。其中，在本发明一较佳实施例中，所述主填料以二氧化钛粉、硫酸钙粉和石膏粉按重量份为(1～2):(2～4):(2～5)的比例混合而成。在本发明一较佳实施例中，所述主填料以二氧化钛粉、瓷粉和石膏粉按重量份为(1～2):(1～2):(2～4)的比例混合而成。
在本发明一实施例中，所述副填料选自玻璃粉、氧化铝粉、氧化钙粉、二氧化硅粉、粘土、石墨粉或澎润土中的一种或几种混合。其中，在本发明一较佳实施例中，所述副填料选自玻璃粉、氧化铝粉、氧化钙粉按重量份为1:1:3的比例混合而成。
在本发明一实施例中，所述增韧助剂选自硅酸钙粉、二氧化锆粉、硅酸铝纤维、莫来石纤维中的一种或几种混合。
在本发明中，通过组份之间的配比，使所述铸型材料具有固化时间短的性能。因此，可以将该耐高温的铸型材料与目前已有的三维立体成型技术相结合，在大大简便铸型的制造工艺的同时又提高了铸型的精细度，为金属铸造行业提供低成本、高精密度的铸型。
具体实施方式
以下，结合具体实施方式，对本发明的技术进行详细描述。应当知道的是，以下具体实施方式仅用于帮助本领域技术人员理解本发明，而非对本发明的限制。
在本实施例中，首先，提供如表1所列各具体实施例的配方。
表1.铸型材料的配方
其中，主填料B、D、K为二氧化钛粉；主填料A、E、M为石膏粉；主填料C、J、L、M、N为二氧化钛粉、硫酸钙粉和石膏粉按重量份为(1～2):(2～4):(2～5)的比例混合而成；其余主填料为二氧化钛粉、瓷粉和石膏粉按重量份为(1～2):(1～2):(2～4)的比例混合而成。
所述副填料A～C为玻璃粉；副填料D～F为氧化钙粉；副填料G～I为二氧化硅粉；副填料J～L为玻璃粉、氧化铝粉、氧化钙粉按重量份为1:1:3的比例混合而成；副填料M为粘土；副填料N～O为玻璃粉、氧化铝粉、氧化钙粉按重量份为1:1:3的比例混合而成。
在本发明中，选用的粉末颗粒大小(简称粒度)，是重要特性之一，会影响制造过程及最终铸型的性质。例如，粉末粒度太小(＜1μm)，则在三维成型装置铺粉时，容易造成扬尘现象，进而会影响铸型的成型品质。此外，粉末的行为特性，诸如流动速率(Flow Rate)，视密度(Apparent Density)和压缩性(Compressibility)等都可能受到粒度的严重影响，因此，在选用粉末时，审慎考量粒度特性。
粉末的粒度分布范围关系着视密度及孔隙率二值的大小，在本发明中是采用粒度分布范围相当广的优良级的粉末。优良级的成堆粉末内有大大小小粒度不一的粉末颗粒，此种粒度分布设计，会使得大颗粒粉末间的缝隙有中颗粒粉末填充，中颗粒粉末间的缝隙又会有小颗粒粉末或更细的粉末颗粒填充，如此自然堆叠的粉末结构，其孔隙率小、视密度大且致密性佳，而可用以提高铸造模型的品质。
申请人将上述15个实施例的铸型材料应用于目前现有的三维打印设备中，发现：应用该15个实施例的所有铸型材料成型的铸型，凝固成型时间均小于30分钟。尤其是实施例12、实施例14的凝固成型时间分别为22分钟和25分钟。显然，大大缩短了铸型的制造时间，达到快速取件之目的。
此外，由于本发明选用的热固性树脂及填料的选择，使得由所有实施例1～15的铸型材料制成的铸型在高达700℃的高温浇铸环境下依然可维持很好强度。所以，在高温浇铸作业时，可大幅缩小铸型与待浇铸之高温(980℃)金属溶液的温度梯差，以免高温金属熔液在遇到较低温铸型时，大部分热量被铸型吸附，而造成金属熔液凝固过快，无法顺利流至铸型任一欲成型的角落内，直接导致产品不良率提高。
在本发明中，通过组份之间的配比，使所述铸型材料具有固化时间短的性能。因此，可以将该耐高温的铸型材料与目前已有的三维立体成型技术相结合，在大大简便铸型的制造工艺的同时又提高了铸型的精细度，为金属铸造行业提供低成本、高精密度的铸型。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已公开的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包含于权利要求书的精神及范围的修改及均等设置均包括于本发明的范围内。
Claims (6)
1.一种耐高温的铸型材料，用于制成适合金属铸造工艺的铸型，其特征在于，所述铸型材料由组分A和组分B按质量比为1:(2～4)混合而成，其中，
所述组分A按质量百分比包含:
所述组分B按质量百分比包含：
主填料 50～70％
副填料 25～40％
增韧助剂 5～10％；其中，
所述主填料以二氧化钛粉、硫酸钙粉和石膏粉按重量份为(1～2):(2～4):(2～5)的比例混合而成；或者，所述主填料以二氧化钛粉、瓷粉和石膏粉按重量份为(1～2):(1～2):(2～4)的比例混合而成；
所述副填料选自玻璃粉、氧化铝粉、氧化钙粉按重量份为1:1:3的比例混合而成。
2.如权利要求1所述的铸型材料，其特征在于，所述热固性树脂选自水性有机硅树脂、酚醛树脂、COPNA树脂中的一种。
3.如权利要求1所述的铸型材料，其特征在于，所述辅助粘合剂选自水玻璃、聚乙烯醇、阿拉伯胶中的一种或几种混合。
4.如权利要求1所述的铸型材料，其特征在于，所述稀释剂选自酒精、丙酮中的一种。
5.如权利要求1所述的铸型材料，其特征在于，所述增稠剂选自明胶、黄原胶、动物胶、甘油中的一种或几种混合。
6.如权利要求1所述的铸型材料，其特征在于，所述增韧助剂选自硅酸钙粉、二氧化锆粉、硅酸铝纤维、莫来石纤维中的一种或几种混合。
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