CN108115088B - 一种石膏复合聚合物粘性砂浆的熔模型壳铸造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石膏复合聚合物粘性砂浆的熔模型壳铸造工艺，具体工艺步骤如下：制备蜡模，同时将蜡模表面去油脂后置于涂料中，使蜡模的表面包覆一层涂料；然后在蜡模表面涂布一层复合胶体，然后在室温下晾干；接着将蜡模置于石膏浆料中，慢慢旋转至蜡模的表面粘附一层石膏浆料；然后将蜡模慢慢放入聚合物粘性砂浆中，慢速旋转至蜡模表面包裹一层砂浆，取出蜡模后立即放置于固化剂溶液中固化，最后将蜡模再置于石膏浆料中，使石膏浆料填充到蜡模表面形成的聚合物砂浆壳体中。本发明的蜡模型壳从内到外依次设有石膏层、聚合物砂浆层和石膏层三层，通过聚合物砂浆层的支撑和粘附作用使得型壳强度高，不开裂。
Description
技术领域
本发明属于熔模铸造领域，涉及一种石膏复合聚合物粘性砂浆的熔模型壳铸造工艺。
背景技术
石膏型熔模精密铸造是20世纪70年代在国外首先发展起来的一项铸造新技术，其工艺过程是将按一定比例配置的原料，经过一定的处理加工后形成石膏型熔模，最后在石膏型熔模上进行浇注，从而形成最终的铸造件,然后将铸造件进行脱蜡后得到石膏型壳，在制备过程中需要先制备石膏型模，同时制备过程中由于制备的石膏型模内腔不易控制，容易形成盲孔，同时对于现有的砂型型壳来说，型壳的强度不高，使用过程中或搬运过程中容易造成型壳开裂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种石膏复合聚合物粘性砂浆的熔模型壳铸造工艺，该熔模型壳是在蜡模表面涂布涂料后，再涂布一层复合胶体，使得制备的型壳内腔光滑，并且涂布复合胶体后的蜡模表面光滑易挂浆，使得石膏浆料可以完全包覆于复合胶体表面，并且不会造成开裂，同时型壳包括石膏壳、聚合物砂浆壳和石膏壳三层，通过聚合物砂浆壳的支撑和粘附作用使得型壳强度高，不开裂。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种石膏复合聚合物粘性砂浆的熔模型壳铸造工艺，具体工艺步骤如下：
(1)将石蜡加热熔化，然后向熔化的石蜡中加入沸石粉、硅溶胶、纳米二氧化钛和石墨，抽真空，在真空条件下搅拌混合均匀，得到注蜡液；通过注蜡机将注蜡液注入型模座中，置于室温下待注蜡液凝固后，慢慢将凝固后的蜡模型芯从型模座中取出；其中注蜡液中各组分所占的重量份如下：石蜡78-86份、沸石粉10-14份、硅溶胶2-5份、纳米二氧化硅1-3份、石墨5-9份；
(2)将步骤1制备的蜡模置于质量分数为3-5％碳酸氢钠溶液中除去蜡模表面的油脂，然后将蜡模置于涂料中，使蜡模的表面包覆一层涂料，然后将包覆涂料的蜡模在40-50℃下烘干；
(3)将烘干后的蜡模表面涂布一层复合胶体，然后在室温下晾干；其中复合胶体是通过将氧化木薯淀粉、聚乙烯醇溶液、EVA乳液混合制备，其中氧化木薯淀粉、聚乙烯醇溶液、EVA乳液的质量之比为1:1:0.13-0.17；
(4)然后将蜡模置于石膏浆料中，慢慢旋转至蜡模的表面粘附一层石膏浆料，待石膏浆料不下滴时将蜡模在常温下用CO2气体吹干硬化；
(5)将硬化后的蜡模慢慢放入聚合物粘性砂浆中，慢速旋转至蜡模表面包裹一层砂浆，取出蜡模后立即放置于固化剂溶液中，常温下固化10-20mi n，然后取出蜡模在40-50℃下烘干，烘干后的蜡模再置于石膏浆料中，使石膏浆料填充到蜡模表面形成的聚合物砂浆壳体中，然后取出蜡模在常温下用CO2气体吹干硬化，其中聚合物粘性砂浆包括如下重量份的各组分：粒径为0.25-0.35的细河沙70-85份、丙烯酸酯乳液2-4份、钠基膨润土3-7份、液态双酚A环氧树脂22-28份、促进剂3-5份、水50-60份；其中聚合物粘性砂浆的制备过程为：将钠基膨润土加入水中搅拌混合均匀，然后加入丙烯酸酯乳液、液态双酚A环氧树脂和促进剂高速搅拌混合3-6min后加入细河沙，搅拌混合得到粘稠状砂浆；所述固化剂溶液为双氰胺溶于30℃的水中制备，其中每千克水中加入双氰胺的量为20-25g；
(6)最后将蜡模在质量分数为2-5％的硼酸溶液中加热至85-90℃煮制，直到蜡模中的蜡料完全熔化，得到型壳。
本发明的有益效果：
本发明在蜡模表面涂布涂料后，再涂布一层复合胶体，使得制备的型壳内腔光滑，并且涂布复合胶体后的蜡模表面光滑易挂浆，使得石膏浆料可以完全包覆于复合胶体表面，并且不会造成石膏壳与复合胶体之间开裂，同时由于复合胶体具有较强的粘结性能，使得复合胶体与涂层之间的结合力较强，在蜡料熔化过程中涂层能够保持完整，进而使得制备的铸件表面没有盲孔。
本发明的蜡模型壳从内到外依次设有石膏层、聚合物砂浆层和石膏层三层，通过聚合物砂浆层的支撑和粘附作用使得型壳强度高，不开裂。
本发明的聚合物砂浆层通过通过环氧树脂与细河沙结合，然后在固化剂的作用下固化制备，不仅结合力强，制备的砂浆层强度高，并且砂浆层有较强的粘结性，可以很好的粘合内部的石膏层，不会造成相邻层之间的分离开裂，同时砂浆层的表面复合石膏层，使得石膏浆料可以充分填充到砂浆层的空隙中，进而使制备的型壳更致密，强度更高。
具体实施方式
实施例1：
一种石膏复合聚合物粘性砂浆的熔模型壳铸造工艺，具体工艺步骤如下
(1)将7.5kg石蜡加热熔化，然后向熔化的石蜡中加入1kg沸石粉、0.2kg硅溶胶、0.1kg纳米二氧化钛和0.5kg石墨，抽真空，在真空条件下搅拌混合均匀，得到注蜡液；通过注蜡机将注蜡液注入型模座中，置于室温下待注蜡液凝固后，慢慢将凝固后的蜡模型芯从型模座中取出；
(2)将步骤1制备的蜡模置于质量分数为3％碳酸氢钠溶液中除去蜡模表面的油脂，然后将蜡模置于涂料中，使蜡模的表面包覆一层涂料，然后将包覆涂料的蜡模在40-50℃下烘干；
(3)将烘干后的蜡模表面涂布一层复合胶体，然后在室温下晾干；其中复合胶体是通过将1.2kg氧化木薯淀粉、1.2Kg聚乙烯醇溶液和156gEVA乳液混合制备；
(4)然后将蜡模置于石膏浆料中，慢慢旋转至蜡模的表面粘附一层石膏浆料，待石膏浆料不下滴时将蜡模在常温下用CO2气体吹干硬化；
(5)将硬化后的蜡模慢慢放入聚合物粘性砂浆中，慢速旋转至蜡模表面包裹一层砂浆，取出蜡模后立即放置于固化剂溶液中，常温下固化10-20mi n，然后取出蜡模在40-50℃下烘干，烘干后的蜡模再置于石膏浆料中，使石膏浆料填充到蜡模表面形成的聚合物砂浆壳体中，然后取出蜡模在常温下用CO2气体吹干硬化；其中聚合物粘性砂浆的制备过程为：将0.3kg钠基膨润土加入5kg水中搅拌混合均匀，然后加入200g丙烯酸酯乳液、2.2kg液态双酚A环氧树脂和300g促进剂高速搅拌混合3-6min后加入7kg细河沙，搅拌混合得到粘稠状砂浆；所述固化剂溶液为双氰胺溶于30℃的水中制备，其中每千克水中加入双氰胺的量为20-25g；
(6)最后将蜡模在质量分数为2-5％的硼酸溶液中加热至85-90℃煮制，直到蜡模中的蜡料完全熔化，得到型壳。
实施例2：
一种石膏复合聚合物粘性砂浆的熔模型壳铸造工艺，具体工艺步骤如下：
(1)将8kg石蜡加热熔化，然后向熔化的石蜡中加入1.2kg沸石粉、0.4kg硅溶胶、0.2kg纳米二氧化钛和0.6kg石墨，抽真空，在真空条件下搅拌混合均匀，得到注蜡液；通过注蜡机将注蜡液注入型模座中，置于室温下待注蜡液凝固后，慢慢将凝固后的蜡模型芯从型模座中取出；
(2)将步骤1制备的蜡模置于质量分数为4％碳酸氢钠溶液中除去蜡模表面的油脂，然后将蜡模置于涂料中，使蜡模的表面包覆一层涂料，然后将包覆涂料的蜡模在40-50℃下烘干；
(3)将烘干后的蜡模表面涂布一层复合胶体，然后在室温下晾干；其中复合胶体是通过将1.5kg氧化木薯淀粉、1.5kg聚乙烯醇溶液、225gEVA乳液混合制备；
(4)然后将蜡模置于石膏浆料中，慢慢旋转至蜡模的表面粘附一层石膏浆料，待石膏浆料不下滴时将蜡模在常温下用CO2气体吹干硬化；
(5)将硬化后的蜡模慢慢放入聚合物粘性砂浆中，慢速旋转至蜡模表面包裹一层砂浆，取出蜡模后立即放置于固化剂溶液中，常温下固化10-20mi n，然后取出蜡模在40-50℃下烘干，烘干后的蜡模再置于石膏浆料中，使石膏浆料填充到蜡模表面形成的聚合物砂浆壳体中，然后取出蜡模在常温下用CO2气体吹干硬化；其中聚合物粘性砂浆的制备过程为：将500g钠基膨润土加入5.5kg水中搅拌混合均匀，然后加入0.3kg丙烯酸酯乳液、2.5kg液态双酚A环氧树脂和0.4kg促进剂高速搅拌混合3-6min后加入8kg细河沙，搅拌混合得到粘稠状砂浆；所述固化剂溶液为双氰胺溶于30℃的水中制备，其中每千克水中加入双氰胺的量为20-25g；
(6)最后将蜡模在质量分数为2-5％的硼酸溶液中加热至85-90℃煮制，直到蜡模中的蜡料完全熔化，得到型壳。
实施例3：
一种石膏复合聚合物粘性砂浆的熔模型壳铸造工艺，具体工艺步骤如下：
(1)将8.6kg石蜡加热熔化，然后向熔化的石蜡中加入1.4kg沸石粉、0.5kg硅溶胶、0.3kg纳米二氧化钛和0.9kg石墨，抽真空，在真空条件下搅拌混合均匀，得到注蜡液；通过注蜡机将注蜡液注入型模座中，置于室温下待注蜡液凝固后，慢慢将凝固后的蜡模型芯从型模座中取出；
(2)将步骤1制备的蜡模置于质量分数为5％碳酸氢钠溶液中除去蜡模表面的油脂，然后将蜡模置于涂料中，使蜡模的表面包覆一层涂料，然后将包覆涂料的蜡模在40-50℃下烘干；
(3)将烘干后的蜡模表面涂布一层复合胶体，然后在室温下晾干；其中复合胶体是通过将1.5kg氧化木薯淀粉、1.5kg聚乙烯醇溶液和255gEVA乳液混合制备；
(4)然后将蜡模置于石膏浆料中，慢慢旋转至蜡模的表面粘附一层石膏浆料，待石膏浆料不下滴时将蜡模在常温下用CO2气体吹干硬化；
(5)将硬化后的蜡模慢慢放入聚合物粘性砂浆中，慢速旋转至蜡模表面包裹一层砂浆，取出蜡模后立即放置于固化剂溶液中，常温下固化10-20min，然后取出蜡模在40-50℃下烘干，烘干后的蜡模再置于石膏浆料中，使石膏浆料填充到蜡模表面形成的聚合物砂浆壳体中，然后取出蜡模在常温下用CO2气体吹干硬化，其中聚合物粘性砂浆包括如下重量份的各组分：粒径为0.25-0.35的细河沙70-85份、丙烯酸酯乳液2-4份、钠基膨润土3-7份、液态双酚A环氧树脂22-28份、促进剂3-5份、水50-60份；其中聚合物粘性砂浆的制备过程为：将700g钠基膨润土加入6kg水中搅拌混合均匀，然后加入400g丙烯酸酯乳液、2.8kg液态双酚A环氧树脂和500g促进剂高速搅拌混合3-6mi n后加入8.5kg细河沙，搅拌混合得到粘稠状砂浆；所述固化剂溶液为双氰胺溶于30℃的水中制备，其中每千克水中加入双氰胺的量为20-25g；
(6)最后将蜡模在质量分数为2-5％的硼酸溶液中加热至85-90℃煮制，直到蜡模中的蜡料完全熔化，得到型壳。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (5)
1.一种石膏复合聚合物粘性砂浆的熔模型壳铸造工艺，其特征在于，具体工艺步骤如下：
(1)将石蜡加热熔化，然后向熔化的石蜡中加入沸石粉、硅溶胶、纳米二氧化钛和石墨，抽真空，在真空条件下搅拌混合均匀，得到注蜡液；通过注蜡机将注蜡液注入型模座中，置于室温下待注蜡液凝固后，慢慢将凝固后的蜡模型芯从型模座中取出；
(2)将步骤1制备的蜡模置于质量分数为3-5％碳酸氢钠溶液中除去蜡模表面的油脂，然后将蜡模置于涂料中，使蜡模的表面包覆一层涂料，然后将包覆涂料的蜡模在40-50℃下烘干；
(3)将烘干后的蜡模表面涂布一层复合胶体，然后在室温下晾干,其中复合胶体是通过将氧化木薯淀粉、聚乙烯醇溶液、EVA乳液混合制备，其中氧化木薯淀粉、聚乙烯醇溶液、EVA乳液的质量之比为1:1:0.13-0.17；
(4)然后将蜡模置于石膏浆料中，慢慢旋转至蜡模的表面粘附一层石膏浆料，待石膏浆料不下滴时将蜡模在常温下用CO2气体吹干硬化；
(5)将硬化后的蜡模慢慢放入聚合物粘性砂浆中，慢速旋转至蜡模表面包裹一层砂浆，取出蜡模后立即放置于固化剂溶液中，常温下固化10-20min，然后取出蜡模在40-50℃下烘干，烘干后的蜡模再置于石膏浆料中，使石膏浆料填充到蜡模表面形成的聚合物砂浆壳体中，然后取出蜡模在常温下用CO2气体吹干硬化；
(6)最后将蜡模在质量分数为2-5％的硼酸溶液中加热至85-90℃煮制，直到蜡模中的蜡料完全熔化，得到型壳，此时型壳包括石膏壳、聚合物砂浆壳和石膏壳三层，通过聚合物砂浆壳的支撑和粘附作用使得型壳强度高，不开裂。
2.根据权利要求1所述的一种石膏复合聚合物粘性砂浆的熔模型壳铸造工艺，其特征在于，所述步骤(1)中注蜡液中各组分所占的重量份如下：石蜡78-86份、沸石粉10-14份、硅溶胶2-5份、纳米二氧化硅1-3份、石墨5-9份。
3.根据权利要求1所述的一种石膏复合聚合物粘性砂浆的熔模型壳铸造工艺，其特征在于，所述步骤(5)中聚合物粘性砂浆包括如下重量份的各组分：粒径为0.25-0.35的细河沙70-85份、丙烯酸酯乳液2-4份、钠基膨润土3-7份、液态双酚A环氧树脂22-28份、促进剂3-5份、水50-60份。
4.根据权利要求3所述的一种石膏复合聚合物粘性砂浆的熔模型壳铸造工艺，其特征在于，所述聚合物粘性砂浆的制备过程为：将钠基膨润土加入水中搅拌混合均匀，然后加入丙烯酸酯乳液、液态双酚A环氧树脂和促进剂高速搅拌混合3-6min后加入细河沙，搅拌混合得到粘稠状砂浆。
5.根据权利要求1所述的一种石膏复合聚合物粘性砂浆的熔模型壳铸造工艺，其特征在于，所述步骤(5)中固化剂溶液为双氰胺溶于30℃的水中制备，其中每千克水中加入双氰胺的量为20-25g。
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