CN107755634A - 一种水玻璃‑硅溶胶复合型壳的制壳方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水玻璃‑硅溶胶复合型壳的制壳方法，主要包括制备涂料和面层、过渡层和水玻璃涂层，本发明提出的水玻璃－硅溶胶型壳工艺，简单实用成本低，能达到铸造可与硅溶胶型壳媲美的铸件；通过本发明制造的水玻璃－硅溶胶型壳，具有水玻璃型壳强度高、透气率佳的优点，也具备硅溶胶型壳粗糙度低、精度高以及成品率高的优点。

Description

一种水玻璃-硅溶胶复合型壳的制壳方法

技术领域

本发明涉及熔模铸造技术领域，具体是一种水玻璃-硅溶胶复合型壳的制壳方法。

背景技术

熔模精密铸造是指用易熔材料(例如蜡料或塑料)制成可熔性模型(简称熔模或模型)，在其上涂覆若干层特制的耐火涂料，经过干燥和硬化形成一个整体型壳后，再用蒸汽或热水从型壳中熔掉熔模，然后把型壳置于砂箱中，在其四周填充干砂造型，最后将铸型放入焙烧炉中经过高温焙烧，铸型或型壳经焙烧后，于其中浇注熔融金属而得到铸件。

在精密铸造工艺中，型壳是影响铸件质量最为关键的因素之一，它不仅决定着铸件的尺寸精度和表面粗糙度，而且直接影响着铸件的制造成本和生产效率。

目前，国内精铸件生产中广泛采用的型壳制造方法主要有以下2种：水玻璃型壳和硅溶胶型壳。水玻璃型壳的铸件的质量，包括表面粗糙度、缺陷数量、尺寸精度、成品率、返修率等均比其它工艺要差，而硅溶胶型壳湿强度低，搬运、涂挂过程中型壳易损坏，虽然靠增加涂挂层数可以提高其强度，但型壳的透气性会降低，容易导致浇不足，并且延长了生产时间，降低生产效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水玻璃-硅溶胶复合型壳的制壳方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种水玻璃-硅溶胶复合型壳的制壳方法，包括以下步骤：

S1，根据铸件形状制作蜡膜，并采用硅油脱模，再经清洗液清洗、晾干；

S2，配制涂料，

面层采用S830单质硅硅溶胶与锆英粉，加水混合，粉液比1：3.3，6h以后测粘度，若≥50s，逐步加硅溶胶；若粘度≤40s，逐步加入锆英粉；搅拌后加入JFC和消泡剂，JFC加入量为加入硅溶胶质量的0.3%－0.5%；消泡剂加入量为JFC加入量的一半；

S3，配置面层，具体操作如下：

S31，向L形搅拌机内先加入硅溶胶，再逐步均匀、缓慢地加入锆英粉，加完后连续搅拌8－9h至搅拌均匀，然后用流杯粘度计测粘度，直至粘度达到要求后，接着测定密度；

S32，涂料配好以后，接着将准备好的模组进行最后检查，待涂挂；

S33，模组顺转向缓慢进入面层预湿浆中，稍等片刻，缓慢升起，在转筒上方停留滴去多余涂料，并用微弱的压缩空气吹去小气泡，再缓慢进入面层浆中，操作同上，滴去多余涂料，模组即作左右、上下旋转；

S34，在雨淋式淋砂机中淋砂，模组不停地上下、左右旋转；

S35，将上好表面层的模组立即推入干燥室，干燥时间＞4h，并将同一时间内涂料的模组放在一起，记录好操作时间；

S4，过渡层涂料的配制，

根据不同的铸件要求采用不同的过渡层涂料，具体为：

在另二只L型搅拌桶内配制过渡层涂料，分别为：

S830硅溶胶加锆英粉，比例为1.7－1.9，粘度为20±1s，预湿采用全硅溶胶S830；

S1430硅溶胶加莫来粉，比例：1：1.6－1.7，粘度19±1s，预湿采用S1430硅溶胶；

S5，水玻璃涂料配制，

选用水玻璃模数：3－3.4，密度1.35－1.38kg/dm³；粉液比1：1；配料2h后使用，流杯粘度＞40s；涂料采用0.075mm（200目）匣钵粉，撒砂用0.850－0.425mm（20－40目）匣钵砂，硬化液采用结晶氯化铝，PH值1.4－2.1，密度1.16－1.18kg/dm³，操作方法为：将已干燥的模组先浸入硅溶胶，沥干，再浸入第二层涂料，涂挂后继续放入面层干燥室干燥；

S6，脱蜡，

制壳完成后，型壳放置10h以上，脱蜡；

S7，焙烧，

型壳脱蜡后放置6时以上后进行焙烧，因此要求焙烧温度为950℃－1100℃，保温时间大于30分钟，出炉后立即浇注。

作为本发明进一步的方案：步骤S31中测定粘度的操作方法为：在筒中心、筒边分别取料，然后取其平均值。

作为本发明进一步的方案：步骤S31中判断是否搅拌均匀与否的方法为：用玻璃片沾上涂料，对光观察，如无颗粒点则确定涂料搅拌已均匀。

作为本发明进一步的方案：步骤S4中，根据铸件条件选用过渡层，即：当铸件复杂、含有薄壁、小孔、槽要求高的过渡层优选采用锆英粉涂料撒锆英砂，当铸件要求较低时，过渡层可采用莫来粉、砂涂挂。

作为本发明进一步的方案：步骤S6脱蜡操作工艺如下：

检查型壳浇口顶部，除掉多余的壳层；脱蜡水中加入质量分数为3%－5%的氯化铵以维持脱蜡水的酸性，达到在脱蜡时得到硬化补充，脱蜡水温度控制在95－98℃，但不沸腾；脱蜡时间控制在20分以内，用蒸汽加热脱蜡水，用干净的热水冲洗型壳内腔1－2次，脱蜡后型壳倒放搁置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明提出的水玻璃－硅溶胶型壳工艺，简单实用成本低，能达到铸造可与硅溶胶型壳媲美的铸件；

2、通过本发明制造的水玻璃－硅溶胶型壳，具有水玻璃型壳强度高、透气率佳的优点，也具备硅溶胶型壳粗糙度低、精度高以及成品率高的优点。

具体实施方式

下面对本发明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，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例中，一种水玻璃-硅溶胶复合型壳的制壳方法，包括以下步骤：

S1，根据铸件形状制作蜡膜，并采用硅油脱模，再经清洗液清洗、晾干；

S2，配制涂料，

面层采用S830单质硅硅溶胶与锆英粉，加水混合，粉液比1：3.3，6h以后测粘度，若≥50s，逐步加硅溶胶；若粘度≤40s，逐步加入锆英粉；搅拌后加入JFC和消泡剂，JFC加入量为加入硅溶胶质量的0.3%－0.5%；消泡剂加入量为JFC加入量的一半；

S3，配置面层，具体操作如下：

S31，向L形搅拌机内先加入硅溶胶，再逐步均匀、缓慢地加入锆英粉，加完后连续搅拌8－9h至搅拌均匀，然后用流杯粘度计测粘度，直至粘度达到要求后，接着测定密度；

S32，涂料配好以后，接着将准备好的模组进行最后检查，待涂挂；

S33，模组顺转向缓慢进入面层预湿浆中，稍等片刻，缓慢升起，在转筒上方停留滴去多余涂料，并用微弱的压缩空气吹去小气泡，再缓慢进入面层浆中，操作同上，滴去多余涂料，模组即作左右、上下旋转，以便蜡模表面的涂料均匀覆盖，厚薄适中，避免局部涂料堆积或缺涂；

S34，在雨淋式淋砂机中淋砂，模组不停地上下、左右旋转，有利于模组各部分均匀地洒上砂层；

S35，将上好表面层的模组立即推入干燥室，干燥时间＞4h，并将同一时间内涂料的模组放在一起，记录好操作时间；

S4，过渡层涂料的配制，

根据不同的铸件要求采用不同的过渡层涂料，具体为：

在另二只L型搅拌桶内配制过渡层涂料，分别为：

S830硅溶胶加锆英粉，比例为1.7－1.9，粘度为20±1s，预湿采用全硅溶胶S830；

S1430硅溶胶加莫来粉，比例：1：1.6－1.7，粘度19±1s，预湿采用S1430硅溶胶；

S5，水玻璃涂料配制，

选用水玻璃模数：3－3.4，密度1.35－1.38kg/dm³；粉液比1：1；配料2h后使用，流杯粘度＞40s；涂料采用0.075mm（200目）匣钵粉，撒砂用0.850－0.425mm（20－40目）匣钵砂，硬化液采用结晶氯化铝，PH值1.4－2.1，密度1.16－1.18kg/dm³，操作方法为：将已干燥的模组先浸入硅溶胶，沥干，再浸入第二层涂料，涂挂后继续放入面层干燥室干燥；

S6，脱蜡，

制壳完成后，型壳放置10h以上，脱蜡；

S7，焙烧，

型壳脱蜡后放置6时以上后进行焙烧，因此要求焙烧温度为950℃－1100℃，保温时间大于30分钟，出炉后立即浇注。

步骤S31中测定粘度的操作方法为：在筒中心、筒边分别取料，然后取其平均值。

步骤S31中判断是否搅拌均匀与否的方法为：用玻璃片沾上涂料，对光观察，如无颗粒点则确定涂料搅拌已均匀。

步骤S4中，根据铸件条件选用过渡层，即：当铸件复杂、含有薄壁、小孔、槽要求高的过渡层优选采用锆英粉涂料撒锆英砂，当铸件要求较低时，过渡层可采用莫来粉、砂涂挂。

步骤S6脱蜡操作工艺如下：

检查型壳浇口顶部，除掉多余的壳层；脱蜡水中加入质量分数为3%－5%的氯化铵以维持脱蜡水的酸性，达到在脱蜡时得到硬化补充，脱蜡水温度控制在95－98℃，但不沸腾；脱蜡时间控制在20分以内，用蒸汽加热脱蜡水，用干净的热水冲洗型壳内腔1－2次，脱蜡后型壳倒放搁置。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。

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 (5)

1.一种水玻璃-硅溶胶复合型壳的制壳方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，根据铸件形状制作蜡膜，并采用硅油脱模，再经清洗液清洗、晾干；

S2，配制涂料，

面层采用S830单质硅硅溶胶与锆英粉，加水混合，粉液比1：3.3，6h以后测粘度，若≥50s，逐步加硅溶胶；若粘度≤40s，逐步加入锆英粉；搅拌后加入JFC和消泡剂，JFC加入量为加入硅溶胶质量的0.3%－0.5%；消泡剂加入量为JFC加入量的一半；

S3，配置面层，具体操作如下：

S31，向L形搅拌机内先加入硅溶胶，再逐步均匀、缓慢地加入锆英粉，加完后连续搅拌8－9h至搅拌均匀，然后用流杯粘度计测粘度，直至粘度达到要求后，接着测定密度；

S32，涂料配好以后，接着将准备好的模组进行最后检查，待涂挂；

S33，模组顺转向缓慢进入面层预湿浆中，稍等片刻，缓慢升起，在转筒上方停留滴去多余涂料，并用微弱的压缩空气吹去小气泡，再缓慢进入面层浆中，操作同上，滴去多余涂料，模组即作左右、上下旋转；

S34，在雨淋式淋砂机中淋砂，模组不停地上下、左右旋转；

S35，将上好表面层的模组立即推入干燥室，干燥时间＞4h，并将同一时间内涂料的模组放在一起，记录好操作时间；

S4，过渡层涂料的配制，

根据不同的铸件要求采用不同的过渡层涂料，具体为：

在另二只L型搅拌桶内配制过渡层涂料，分别为：

S830硅溶胶加锆英粉，比例为1.7－1.9，粘度为20±1s，预湿采用全硅溶胶S830；

S1430硅溶胶加莫来粉，比例：1：1.6－1.7，粘度19±1s，预湿采用S1430硅溶胶；

S5，水玻璃涂料配制，

选用水玻璃模数：3－3.4，密度1.35－1.38kg/dm³；粉液比1：1；配料2h后使用，流杯粘度＞40s；涂料采用0.075mm（200目）匣钵粉，撒砂用0.850－0.425mm（20－40目）匣钵砂，硬化液采用结晶氯化铝，PH值1.4－2.1，密度1.16－1.18kg/dm³，操作方法为：将已干燥的模组先浸入硅溶胶，沥干，再浸入第二层涂料，涂挂后继续放入面层干燥室干燥；

S6，脱蜡，

制壳完成后，型壳放置10h以上，脱蜡；

S7，焙烧，

型壳脱蜡后放置6时以上后进行焙烧，因此要求焙烧温度为950℃－1100℃，保温时间大于30分钟，出炉后立即浇注。

2.根据权利要求1所述的一种水玻璃-硅溶胶复合型壳的制壳方法，其特征在于：步骤S31中测定粘度的操作方法为：在筒中心、筒边分别取料，然后取其平均值。

3.根据权利要求1所述的一种水玻璃-硅溶胶复合型壳的制壳方法，其特征在于：步骤S31中判断是否搅拌均匀与否的方法为：用玻璃片沾上涂料，对光观察，如无颗粒点则确定涂料搅拌已均匀。

4.根据权利要求1所述的一种水玻璃-硅溶胶复合型壳的制壳方法，其特征在于：步骤S4中，根据铸件条件选用过渡层，即：当铸件复杂、含有薄壁、小孔、槽要求高的过渡层优选采用锆英粉涂料撒锆英砂，当铸件要求较低时，过渡层可采用莫来粉、砂涂挂。

5.根据权利要求1所述的一种水玻璃-硅溶胶复合型壳的制壳方法，其特征在于：步骤S6脱蜡操作工艺如下：

检查型壳浇口顶部，除掉多余的壳层；脱蜡水中加入质量分数为3%－5%的氯化铵以维持脱蜡水的酸性，达到在脱蜡时得到硬化补充，脱蜡水温度控制在95－98℃，但不沸腾；脱蜡时间控制在20分以内，用蒸汽加热脱蜡水，用干净的热水冲洗型壳内腔1－2次，脱蜡后型壳倒放搁置。