CN107297461A - 一种军用船体模具的铸造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种军用船体模具的铸造方法，属于模具铸造领域，包括以下步骤：1）将泡沫板加工成泡沫模型；2）在泡沫模型表面涂抹耐火涂层；3）将涂抹耐火涂层的泡沫模型烘干；4）将步骤3）中的泡沫模型埋在型砂中振动造型；5）在负压下浇注流体金属，使泡沫模型气化；6）待步骤5）中的浇注模型冷却后，将砂箱内部的铸件与干砂分离，得到模具铸件。本发明军用船体模具的铸造方法使模具在制造中不易粘砂，得到的模具尺寸精确度高，表面光洁，且成品模具的耐火性高，强度及韧性好。

Description

一种军用船体模具的铸造方法

技术领域

本发明属于模具铸造领域领域，具体涉及一种军用船体模具的铸造方法。

背景技术

模具铸造是铸造工装的一部分，是使铸件成型，获得所需铸件的必要装备。消失模铸造又称实型铸造，是将与铸件尺寸形状相似的石蜡或泡沫模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法，其具有以下优势：（1）铸件精度高：消失模铸造是一种近无余量、精确成型的新工艺,该工艺无需取模、无分型面、无砂芯,因而铸件没有飞边、毛刺和拔模斜度,并减少了由于型芯组合而造成的尺寸误差。铸件表面粗糙度可达Ra3.2至12.5μm；铸件尺寸精度可达CT7至9；加工余量最多为1.5至2mm，可大大减少机械加工的费用，和传统砂型铸造方法相比，可以减少40%至50%的机械加工时间；（2）设计灵活：为铸件结构设计提供了充分的自由度。可以通过泡沫塑料模片组合铸造出高度复杂的铸件；（3）无传统铸造中的砂芯：因此不会出现传统砂型铸造中因砂芯尺寸不准或下芯位置不准确造成铸件壁厚不均；（4）清洁生产：型砂中无化学粘结剂,低温下泡沫塑料对环境无害,旧砂回收率95%以上；（5）降低投资和生产成本：减轻铸件毛坯的重量,机械加工余量小。

因为泡沫塑料模造型后，四周被型砂所包覆。一方面，由于型砂是近似球型的，型砂与模型表面之间实际上是点接触，其界面处存在着许多微小的空隙；另一方面，浇注成型时高温金属液在负压的作用下，其穿透能力比普通砂型铸造要强得多，因此金属液极容易渗入这些空隙。如果泡沫塑料模型表面不使用耐火涂料，则一般得到的铸件表面往往存在大量的针状缺陷，导致产品严重粘砂。所以，消失模铸造时不论泡沫塑料模型表面多么光滑，都必须涂挂一层耐火涂料。

消失模铸造所用的造型材料一般是干砂，泡沫塑料模型被液态金属置换时，热分解产生的大量气体要通过干砂间空隙方能排出铸型外。然而，液态金属在负压的作用下很容易渗入干砂间的空隙而形成机械粘砂。为了避免产生机械粘砂，消失模模样表面必须涂挂一层耐火涂料。在铸型浇注过程中，这一层耐火涂料是介于金属液和型砂之间，对消失模模样的气化、金属液充填和铸件的形成等起着十分重要的作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种军用船体模具的铸造方法，该种铸造方法使模具在制造中不易粘砂，得到的模具尺寸精确度高，表面光洁，且成品模具的耐火性高，强度及韧性好。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：

一种军用船体模具的铸造方法，按照以下步骤进行：

1）将泡沫板加工成泡沫模型；

2）在泡沫模型表面涂抹耐火涂层；

3）将涂抹耐火涂层的泡沫模型烘干；

4）将步骤3）中的泡沫模型埋在型砂中振动造型；

5）在负压下浇注流体金属，使泡沫模型气化；

6）待步骤5）中的浇注模型冷却后，将砂箱内部的铸件与干砂分离，得到模具铸件；

所述耐火涂层包括以下按重量份数计的原料：铝矾土40-60份，石英粉10-30份，刚玉份5-10份，硅藻土5-10份,滑石粉5-10份，冰晶石1-10份，CMC3-8份，聚乙烯醇1-5份，水玻璃3-8份，磷酸钠1-5份。

进一步地，所述耐火涂层是由下述重量份数的原料组成的：铝矾土45-55份，石英粉15-25份，刚玉份6-8份，硅藻土6-8份,滑石粉6-8份，冰晶石1-5份，CMC4-6份，聚乙烯醇1-3份，水玻璃4-6份，磷酸钠1-3份。

更进一步地，所述耐火涂层是由下述重量份数的原料组成的：铝矾土50份，石英粉20份，刚玉份7份，硅藻土7份,滑石粉7份，冰晶石3份，CMC5份，聚乙烯醇2份，水玻璃5份，磷酸钠2份。

进一步地，所述耐火涂层还包括还包括0.3-0.8份表面活性剂。

优选地，所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚或环氧乙烷缩合物中的一种或几种。

进一步地，所述耐火涂层还包括还包括0.1-0.5份消泡剂。

优选地，所述消泡剂为正丁醇、正戊醇、正辛醇中的一种或几种。

作为本发明的一种优化方案，步骤4）中的造型具体方法为：在砂箱底部放入60-100mm的型砂震实，将步骤中的泡沫模型置放在砂箱中部，四周填满型砂震实。

进一步地，步骤3）的烘干条件为在相对湿度≤60%，温度为40-50℃的室内烘干3-8d。

本发明具有如下的有益效果：

（1）本发明中的耐火涂层创造性的将多种耐火骨料相结合，与传统选用一种或两种材料作为耐火骨料的配方相比，其耐火度高，透气性、覆盖性、强度及韧性等各方面性能均表现优异，且在高温下可对模样热分解出的碳产生吸附作用，使之不沉淀在铸件表面，从而消除皱皮等缺陷，更适合于消失模铸造；

（2）本发明所述的方法适合于消失模铸造，在模具制造中不易粘砂，得到的模具尺寸精确度高，表面光洁的模具铸造方法，且耐火涂层透气性好，具有良好的润湿性和粘附性，耐高温，涂挂性佳，易干燥等特点。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

一种军用船体模具的铸造方法，按照以下步骤进行：

1）将泡沫板加工成泡沫模型；

2）在泡沫模型表面涂抹耐火涂层；

3）将涂抹耐火涂层的泡沫模型烘干，且烘干条件为在相对湿度≤60%，温度为40℃的室内烘干3d；

4）将步骤3）中的泡沫模型埋在型砂中振动造型，造型具体方法是在砂箱底部放入60mm的型砂震实，将步骤中的泡沫模型置放在砂箱中部，四周填满型砂震实；

5）在负压下浇注流体金属，使泡沫模型气化；

6）待步骤5）中的浇注模型冷却后，将砂箱内部的铸件与干砂分离，得到模具铸件；

所述耐火涂层包括以下原料：铝矾土40kg，石英粉10kg，刚玉份5kg，硅藻土5kg,滑石粉5kg，冰晶石1kg，CMC3kg，聚乙烯醇1kg，水玻璃3kg，磷酸钠1kg、表面活性剂0.3kg、消泡剂0.1kg。

其中，所述表面活性剂采用脂肪醇聚氧乙烯醚和烷基酚两种混合物，且两者的质量比为1:2；所述消泡剂采用正丁醇。

实施例2

一种军用船体模具的铸造方法，按照以下步骤进行：

1）将泡沫板加工成泡沫模型；

2）在泡沫模型表面涂抹耐火涂层；

3）将涂抹耐火涂层的泡沫模型烘干，且烘干条件为在相对湿度≤60%，温度为42℃的室内烘干4d；

4）将步骤3）中的泡沫模型埋在型砂中振动造型，造型具体方法是在砂箱底部放入70mm的型砂震实，将步骤中的泡沫模型置放在砂箱中部，四周填满型砂震实；

5）在负压下浇注流体金属，使泡沫模型气化；

6）待步骤5）中的浇注模型冷却后，将砂箱内部的铸件与干砂分离，得到模具铸件；

所述耐火涂层包括以下原料：铝矾土45kg，石英粉15kg，刚玉份6kg，硅藻土6kg,滑石粉6kg，冰晶石1kg，CMC4kg，聚乙烯醇1kg，水玻璃4kg，磷酸钠1kg、表面活性剂0.4kg、消泡剂0.2kg。

其中，所述表面活性剂采用脂肪醇聚氧乙烯醚；所述消泡剂采用正丁醇和正戊醇两种混合物，且两者的质量比为1:1。

实施例3

一种军用船体模具的铸造方法，按照以下步骤进行：

1）将泡沫板加工成泡沫模型；

2）在泡沫模型表面涂抹耐火涂层；

3）将涂抹耐火涂层的泡沫模型烘干，且烘干条件为在相对湿度≤60%，温度为45℃的室内烘干5d；

4）将步骤3）中的泡沫模型埋在型砂中振动造型，造型具体方法为：在砂箱底部放入80mm的型砂震实，将步骤中的泡沫模型置放在砂箱中部，四周填满型砂震实；

5）在负压下浇注流体金属，使泡沫模型气化；

6）待步骤5）中的浇注模型冷却后，将砂箱内部的铸件与干砂分离，得到模具铸件；

所述耐火涂层包括以下原料：铝矾土50kg，石英粉20kg，刚玉kg7kg，硅藻土7kg,滑石粉7kg，冰晶石3kg，CMC5kg，聚乙烯醇2kg，水玻璃5kg，磷酸钠2kg、表面活性剂0.5kg、消泡剂0.3kg。

其中，所述表面活性剂采用烷基酚和环氧乙烷缩合物两种混合物，且两者的质量比为1:1；所述消泡剂采用正辛醇和正戊醇两种混合物，且两者的质量比为2:1。

实施例4

一种军用船体模具的铸造方法，按照以下步骤进行：

1）将泡沫板加工成泡沫模型；

2）在泡沫模型表面涂抹耐火涂层；

3）将涂抹耐火涂层的泡沫模型烘干，且烘干条件为在相对湿度≤60%，温度为48℃的室内烘干7d；

4）将步骤3）中的泡沫模型埋在型砂中振动造型，造型具体方法是在砂箱底部放入90mm的型砂震实，将步骤中的泡沫模型置放在砂箱中部，四周填满型砂震实；

5）在负压下浇注流体金属，使泡沫模型气化；

6）待步骤5）中的浇注模型冷却后，将砂箱内部的铸件与干砂分离，得到模具铸件；

所述耐火涂层包括以下原料：铝矾土55kg，石英粉25kg，刚玉kg8kg，硅藻土8kg,滑石粉8kg，冰晶石5kg，CMC6kg，聚乙烯醇3kg，水玻璃6kg，磷酸钠3kg、表面活性剂0.7kg、消泡剂0.4kg。

其中，所述表面活性剂采用脂肪醇聚氧乙烯醚和环氧乙烷缩合物两种混合物，且两者的质量比为1:1；所述消泡剂采用正戊醇。

实施例5

一种军用船体模具的铸造方法，按照以下步骤进行：

1）将泡沫板加工成泡沫模型；

2）在泡沫模型表面涂抹耐火涂层；

3）将涂抹耐火涂层的泡沫模型烘干，且烘干条件为在相对湿度≤60%，温度为50℃的室内烘干8d；

4）将步骤3）中的泡沫模型埋在型砂中振动造型，造型具体方法为：在砂箱底部放入100mm的型砂震实，将步骤中的泡沫模型置放在砂箱中部，四周填满型砂震实；

5）在负压下浇注流体金属，使泡沫模型气化；

6）待步骤5）中的浇注模型冷却后，将砂箱内部的铸件与干砂分离，得到模具铸件；

所述耐火涂层包括以下原料：铝矾土60kg，石英粉30kg，刚玉kg10kg，硅藻土10kg,滑石粉10kg，冰晶石10kg，CMC8kg，聚乙烯醇5kg，水玻璃8kg，磷酸钠5kg、表面活性剂0.8kg、消泡剂0.5kg。

其中，所述表面活性剂采用环氧乙烷缩合物；所述消泡剂采用正丁醇。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种军用船体模具的铸造方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将泡沫板加工成泡沫模型；

2）在泡沫模型表面涂抹耐火涂层；

3）将涂抹耐火涂层的泡沫模型烘干；

4）将步骤3）中的泡沫模型埋在型砂中振动造型；

5）在负压下浇注流体金属，使泡沫模型气化；

6）待步骤5）中的浇注模型冷却后，将砂箱内部的铸件与干砂分离，得到模具铸件；

所述耐火涂层包括以下按重量份数计的原料：铝矾土40-60份，石英粉10-30份，刚玉份5-10份，硅藻土5-10份,滑石粉5-10份，冰晶石1-10份，CMC3-8份，聚乙烯醇1-5份，水玻璃3-8份，磷酸钠1-5份。

2.根据权利要求1所述的一种军用船体模具的铸造方法，其特征在于，所述耐火涂层是由下述重量份数的原料组成的：铝矾土45-55份，石英粉15-25份，刚玉份6-8份，硅藻土6-8份,滑石粉6-8份，冰晶石1-5份，CMC4-6份，聚乙烯醇1-3份，水玻璃4-6份，磷酸钠1-3份。

3.根据权利要求2所述的一种军用船体模具的铸造方法，其特征在于，所述耐火涂层是由下述重量份数的原料组成的：铝矾土50份，石英粉20份，刚玉份7份，硅藻土7份,滑石粉7份，冰晶石3份，CMC5份，聚乙烯醇2份，水玻璃5份，磷酸钠2份。

4.根据权利要求1所述的一种军用船体模具的铸造方法，其特征在于，所述耐火涂层还包括还包括0.3-0.8份表面活性剂。

5.根据权利要求1所述的一种军用船体模具的铸造方法，其特征在于，所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚或环氧乙烷缩合物中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的一种军用船体模具的铸造方法，其特征在于，所述耐火涂层还包括还包括0.1-0.5份消泡剂。

7.根据权利要求1所述的一种军用船体模具的铸造方法，其特征在于，所述消泡剂为正丁醇、正戊醇、正辛醇中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的一种军用船体模具的铸造方法，其特征在于，步骤4）中的造型具体方法为：在砂箱底部放入60-100mm的型砂震实，将步骤中的泡沫模型置放在砂箱中部，四周填满型砂震实。

9.根据权利要求1所述的一种军用船体模具的铸造方法，其特征在于，步骤3）的烘干条件为在相对湿度≤60%，温度为40-50℃的室内烘干3-8d。