CN107855463B - 一种耐高温双层熔模的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐高温双层熔模的加工方法，其特征在于，包括以下方面：（1）浇蜡，先将金属模具使用去离子水清洗，然后将混合蜡料加热融合，然后浇注至金属模具中；（2）模料配制，分别向内层和外层模具原料中加水搅拌，并使用超声波震荡处理；（3）涂层，先使用内层模剂对蜡模涂层反复进行4‑5次，外层模剂反复进行3‑4次；（4）焙烧，将蜡模在分别在510‑530℃和870‑880℃焙烧。
Description
技术领域
本发明属于模具加工技术领域，具体涉及一种耐高温双层熔模的加工方法。
背景技术
熔模铸造又称失蜡铸造，包括压蜡、修蜡、组树、沾浆、熔蜡、浇铸金属液及后处理等工序，被广泛应用于精密制造领域，如发动机叶片、喷嘴、叶轮等部件，所加工部件精密度高、表面光滑、加工性能好等特点。熔模加工中需要经高温焙烧，并且在浇铸部件中需要耐受高温环境，需要所制备的熔模具有较好的耐高温性能，并且所加工部件具有较高的紧密度，要求熔模收缩率小；而传统熔模采用一种混合料进行涂刷制成，不能同时满足耐高温性和收缩率小的特点，并且熔模在焙烧过程中温度上升或下降速度过快，会导致熔模内部结构不紧密，导致收缩率偏大或开裂等情况发生，影响所加工部件的使用性能和精密度。
发明内容
本发明针对现有的问题：传统熔模采用一种混合料进行涂刷制成，不能同时满足耐高温性和收缩率小的特点，并且熔模在焙烧过程中温度上升或下降速度过快，会导致熔模内部结构不紧密，导致收缩率偏大或开裂等情况发生，影响所加工部件的使用性能和精密度。为解决上述问题，本发明提供了一种耐高温双层熔模的加工方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种耐高温双层熔模的加工方法，包括以下步骤：
（1）浇蜡：先将金属模具使用去离子水清洗，然后将混合蜡料加热融合，并保持恒温20-26min，然后浇注至金属模具中升温至95-98℃，保持22-25min，按照降温速度2℃/min降至43-47℃，保持1-2h，冷却后制得蜡模；
（2）模料配制：分别向内层和外层模具原料中加入其3-4倍的水，搅拌23-28min，然后加热至94-98℃，超声波振荡处理35-40min，制得内层模料和外层模料；
（3）涂层：先使用内层模料对蜡模涂刷1层，然后烘干6-8min，反复进行内层模料涂刷、低温烘干4-5次，然后使用外层模料进行涂刷，反复进行外层模料涂刷、低温烘干3-4次，制得涂层蜡模；
（4）焙烧：将蜡模在510-530℃温度焙烧40-50min，按照升温速度10℃/min升温至870-880℃焙烧2-3h，并降温至230-250℃保持1-2h，脱蜡后制得熔模。
步骤（1）所述的去离子水清洗，其温度为80-84℃，时间为15-17min。
步骤（1）所述的加热融合，其温度为86-90℃。
步骤（2）所述的内层模料，其中各配制成分质量计份为：水玻璃40-45份、石英砂粉12-15份、陶瓷粉9-13份、氧化铝7-10份、碳化硅粉6-8份、碳化纤维5-8份。
步骤（2）所述的外层模料，其中各配制成分质量计份为：水玻璃37-39份、白云石14-18份、粘土10-15份、氧化镁7-9份、稀土粉5-7份、铝基粘合剂2-4份。
本发明相比现有技术具有以下优点：内层模料中陶瓷粉、石英砂粉热膨胀系数低，通过与水玻璃等混合配制的内层模料具有较低的收缩率，并且模具内部光滑度高，可提高加工部件的紧密度，降低外部不良比例；而外层模料中白云石、粘土和稀土粉等成分，具有较高的耐高温性能，通过在外层涂刷使用，可提高熔模的耐高温性能。
具体实施方式
实施例1：
一种耐高温双层熔模的加工方法，包括以下步骤：
（1）浇蜡：先将金属模具使用去离子水清洗，然后将混合蜡料加热融合，并保持恒温21min，然后浇注至金属模具中升温至96℃，保持23min，按照降温速度2℃/min降至44℃，保持1.5h，冷却后制得蜡模；
（2）模料配制：分别向内层和外层模具原料中加入其3倍的水，搅拌24min，然后加热至95℃，超声波振荡处理36min，制得内层模料和外层模料；
（3）涂层：先使用内层模料对蜡模涂刷1层，然后烘干7min，反复进行内层模料涂刷、低温烘干4次，然后使用外层模料进行涂刷，反复进行外层模料涂刷、低温烘干3次，制得涂层蜡模；
（4）焙烧：将蜡模在516℃温度焙烧43min，按照升温速度10℃/min升温至873℃焙烧2.5h，并降温至234℃保持1.5h，脱蜡后制得熔模。
步骤（1）所述的去离子水清洗，其温度为81℃，时间为16min。
步骤（1）所述的加热融合，其温度为87℃。
步骤（2）所述的内层模料，其中各配制成分质量计份为：水玻璃42份、石英砂粉13份、陶瓷粉10份、氧化铝8份、碳化硅粉6.5份、碳化纤维6份。
步骤（2）所述的外层模料，其中各配制成分质量计份为：水玻璃38份、白云石15份、粘土11份、氧化镁7.6份、稀土粉5.4份、铝基粘合剂2.6份。
实施例2：
一种耐高温双层熔模的加工方法，包括以下步骤：
（1）浇蜡：先将金属模具使用去离子水清洗，然后将混合蜡料加热融合，并保持恒温25min，然后浇注至金属模具中升温至97℃，保持24min，按照降温速度2℃/min降至46℃，保持2h，冷却后制得蜡模；
（2）模料配制：分别向内层和外层模具原料中加入其4倍的水，搅拌27min，然后加热至97℃，超声波振荡处理39min，制得内层模料和外层模料；
（3）涂层：先使用内层模料对蜡模涂刷1层，然后烘干8min，反复进行内层模料涂刷、低温烘干5次，然后使用外层模料进行涂刷，反复进行外层模料涂刷、低温烘干4次，制得涂层蜡模；
（4）焙烧：将蜡模在526℃温度焙烧47min，按照升温速度10℃/min升温至877℃焙烧3h，并降温至247℃保持2h，脱蜡后制得熔模。
步骤（1）所述的去离子水清洗，其温度为83℃，时间为17min。
步骤（1）所述的加热融合，其温度为89℃。
步骤（2）所述的内层模料，其中各配制成分质量计份为：水玻璃44份、石英砂粉14份、陶瓷粉12份、氧化铝9份、碳化硅粉7.2份、碳化纤维7份。
步骤（2）所述的外层模料，其中各配制成分质量计份为：水玻璃39份、白云石17份、粘土14份、氧化镁8.6份、稀土粉6.5份、铝基粘合剂3.7份。
对照组：以传统熔模为参照。
实验结果：对比实施例1、实施例2和对照组耐高温性，相比对照组，实施例1和实施例2耐高温性提高62%以上，并且收缩率下降30%，所加工部件良率提高4.2%以上。
Claims (3)
1.一种耐高温双层熔模的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）浇蜡：先将金属模具使用去离子水清洗，然后将混合蜡料加热融合，并保持恒温20-26min，然后浇注至金属模具中升温至95-98℃，保持22-25min，按照降温速度2℃/min降至43-47℃，保持1-2h，冷却后制得蜡模；
（2）模料配制：分别向内层和外层模具原料中加入其3-4倍的水，搅拌23-28min，然后加热至94-98℃，超声波振荡处理35-40min，制得内层模料和外层模料，所述的内层模料，其中各配制成分质量计份为：水玻璃40-45份、石英砂粉12-15份、陶瓷粉9-13份、氧化铝7-10份、碳化硅粉6-8份、碳化纤维5-8份，所述的外层模料，其中各配制成分质量计份为：水玻璃37-39份、白云石14-18份、粘土10-15份、氧化镁7-9份、稀土粉5-7份、铝基粘合剂2-4份；
（3）涂层：先使用内层模料对蜡模涂刷1层，然后烘干6-8min，反复进行内层模料涂刷、低温烘干4-5次，然后使用外层模料进行涂刷，反复进行外层模料涂刷、低温烘干3-4次，制得涂层蜡模；
（4）焙烧：将蜡模在510-530℃温度焙烧40-50min，按照升温速度10℃/min升温至870-880℃焙烧2-3h，并降温至230-250℃保持1-2h，脱蜡后制得熔模。
2.如权利要求1所述耐高温双层熔模的加工方法，其特征在于，步骤（1）所述的去离子水清洗，其温度为80-84℃，时间为15-17min。
3.如权利要求1所述耐高温双层熔模的加工方法，其特征在于，步骤（1）所述的加热融合，其温度为86-90℃。
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