CN108115093B - 一种基于复合砂型泥芯的石膏型壳熔模铸造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于复合砂型泥芯的石膏型壳熔模铸造工艺，具体工艺过程如下：将模具芯盒的模腔内表面涂一层光蜡后，再刷一层滑石粉，然后将复合砂浆注入模具芯盒的模腔内，取出砂型泥芯；将砂型泥芯置于石蜡溶液中，使砂型泥芯的表面包覆一层石蜡，然后在砂型泥芯表面涂布一层涂料，待涂料烘干后，将砂型泥芯放置于石膏浆料使砂型泥芯的表面包覆两层石膏壳，最后在砂型泥芯的表面包裹一层石英砂，然后进行脱蜡得到型壳。本发明以复合砂浆制备型芯，然后在型芯和型壳之间隔离一层石蜡，通过石蜡熔化实现型芯和型壳之间的脱离，同时型芯可以重复使用，节省工艺过程，并且同一个型芯制备的铸件规格相同，精密度容易控制。

Description

一种基于复合砂型泥芯的石膏型壳熔模铸造工艺
技术领域
本发明属于熔模铸造领域，涉及一种基于复合砂型泥芯的石膏型壳熔模铸造工艺。
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，并且现有的蜡芯铸件使用后需要重新注模芯，工艺复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于复合砂型泥芯的石膏型壳熔模铸造工艺，该型壳以复合砂浆制备型芯，然后在型芯和型壳之间隔离一层石蜡，通过石蜡熔化实现型芯和型壳之间的脱离，同时型芯可以重复使用，节省工艺过程，并且同一个型芯制备的铸件规格相同，精密度容易控制。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种基于复合砂型泥芯的石膏型壳熔模铸造工艺，具体工艺过程如下：
步骤1：将模具芯盒的模腔内表面涂一层光蜡后，再刷一层滑石粉，然后将复合砂浆注入模具芯盒的模腔内，通过加入过程中通过超声震动模具芯盒，使复合砂浆填充均匀密实，待填充均匀后刮去多余的复合砂浆；所述复合砂浆包括如下重量份的各组分：粒径为0.2-0.3mm的细河沙68-74份、钠基膨润土12-15份、液态酚醛树脂25-34份、间苯二甲胺24-32份、氧化淀粉12-17份、沸石粉5-8份、偶联剂0.3-0.5份、水46-59份；所述复合砂浆制备过程为：将氧化淀粉加入水中搅拌混合均匀后加入液态酚醛树脂、钠基膨润土和沸石粉搅拌均匀后加入细河沙，充分搅拌混合后加入偶联剂，高速搅拌2-5min，然后在使用前加入间苯二甲胺搅拌混合均匀后立即使用；
步骤2：将步骤1的模具芯盒置于50-60℃的烘箱中干燥20-30min后慢慢取出砂型泥芯；
步骤3：将砂型泥芯置于石蜡溶液中，慢慢转动砂型泥芯，使砂型泥芯的表面包覆一层石蜡，其中石蜡溶液是通过将低温石蜡熔化后加入硅溶胶混合制备，每千克低温石蜡中加入50-70g硅溶胶；然后将砂型泥芯置于常温下凝固；
步骤4：在步骤3的砂型泥芯表面涂布一层涂料，待涂料烘干后，将砂型泥芯放置于石膏浆料中，慢慢旋转使砂型泥芯的表面包覆一层石膏浆料，然后将砂型泥芯置于50-55℃的烘箱中烘干，烘干后砂型泥芯再放置于石膏浆料中，重复2次使砂型泥芯的表面包覆两层石膏壳；
步骤5：将步骤4的砂型泥芯置于水玻璃粘结液中旋转，使砂型泥芯的表面包覆一层水玻璃粘结液，取出砂型泥芯，待水玻璃粘结液不下滴时在砂型泥芯表面撒上一层石英砂，常温下放置40-60min后通过二氧化碳气体进行吹拂风干，同时吹去砂型泥芯表面的浮砂，得到型模；水玻璃粘结液是由水玻璃与水1:2的比例混合制备；
步骤6：将型模置于质量分数为2-5％的硼酸溶液中，在80-95℃下煮制2-3h，砂型泥芯与型壳之间的蜡料完全熔化，进而使砂型泥芯和型壳脱离，得到石膏型壳，砂型泥芯可重复使用，然后将石膏型壳浸泡在丙酮和甲苯的混合溶剂中30-40min，充分除去型壳中残留的蜡料。
本发明的有益效果：
本发明以复合砂浆制备型芯，然后在型芯和型壳之间隔离一层石蜡，通过石蜡熔化实现型芯和型壳之间的脱离，同时型芯可以重复使用，节省工艺过程，并且同一个型芯制备的铸件规格相同，精密度容易控制。
本发明的型芯通过氧化淀粉和酚醛树脂复合对细河沙进行粘结，粘结强度高，使得制备的型芯机械强度高耐用，同时加入钠基膨润土可以提高砂芯可芯盒之间的脱模效率，使得脱模更彻底，进而保持型芯表面的平滑。
本发明的型芯制备过程中加入沸石粉，由于沸石粉表面粗糙且具有多孔结构，使其具有较强的携载能力，不但能使物料均匀地吸附在表面，而且能吸附到孔穴和通道内，提高了物料的可利用性进而可以提高复合砂浆的均匀性，使复合砂浆填充过程中更均匀密实。
本发明在型芯的表面包裹石蜡后涂布一层涂料，然后又包裹两层石膏壳，然后在石膏壳表面通过水玻璃粘结液粘附一层石英砂，使得制备的型壳具有两层石膏壳和一层石英砂，型壳具有较高的机械强度，可以重复使用，在脱蜡后涂层复合在石膏壳内表面，由于石膏浆料的均匀性，使得型壳内腔保持均匀结构。
具体实施方式
实施例1：
一种基于复合砂型泥芯的石膏型壳熔模铸造工艺，具体工艺过程如下：
步骤1：将模具芯盒的模腔内表面涂一层光蜡后，再刷一层滑石粉，然后将复合砂浆注入模具芯盒的模腔内，通过加入过程中通过超声震动模具芯盒，使复合砂浆填充均匀密实，待填充均匀后刮去多余的复合砂浆；所述复合砂浆制备过程为：将1.2kg氧化淀粉加入4.6kg水中搅拌混合均匀后加入2.5kg液态酚醛树脂、1.2kg钠基膨润土和0.5kg沸石粉搅拌均匀后加入6.8kg粒径为0.2-0.3mm的细河沙，充分搅拌混合后加入0.03kg偶联剂，高速搅拌2-5min，然后在使用前加入2.4kg间苯二甲胺搅拌混合均匀后立即使用；
步骤2：将步骤1的模具芯盒置于50-60℃的烘箱中干燥20-30min后慢慢取出砂型泥芯；
步骤3：将砂型泥芯置于石蜡溶液中，慢慢转动砂型泥芯，使砂型泥芯的表面包覆一层石蜡，其中石蜡溶液是通过将低温石蜡熔化后加入硅溶胶混合制备，每千克低温石蜡中加入50g硅溶胶；然后将砂型泥芯置于常温下凝固；
步骤4：在步骤3的砂型泥芯表面涂布一层涂料，待涂料烘干后，将砂型泥芯放置于石膏浆料中，慢慢旋转使砂型泥芯的表面包覆一层石膏浆料，然后将砂型泥芯置于50-55℃的烘箱中烘干，烘干后砂型泥芯再放置于石膏浆料中，重复2次使砂型泥芯的表面包覆两层石膏壳；
步骤5：将步骤4的砂型泥芯置于水玻璃粘结液中旋转，使砂型泥芯的表面包覆一层水玻璃粘结液，取出砂型泥芯，待水玻璃粘结液不下滴时在砂型泥芯表面撒上一层石英砂，常温下放置40-60min后通过二氧化碳气体进行吹拂风干，同时吹去砂型泥芯表面的浮砂，得到型模；水玻璃粘结液是由水玻璃与水1:2的比例混合制备；
步骤6：将型模置于质量分数为5％的硼酸溶液中，在95℃下煮制2h，砂型泥芯与型壳之间的蜡料完全熔化，进而使砂型泥芯和型壳脱离，得到石膏型壳，砂型泥芯可重复使用，然后将石膏型壳浸泡在丙酮和甲苯的混合溶剂中30-40min，充分除去型壳中残留的蜡料。
实施例2：
一种基于复合砂型泥芯的石膏型壳熔模铸造工艺，具体工艺过程如下：
步骤1：将模具芯盒的模腔内表面涂一层光蜡后，再刷一层滑石粉，然后将复合砂浆注入模具芯盒的模腔内，通过加入过程中通过超声震动模具芯盒，使复合砂浆填充均匀密实，待填充均匀后刮去多余的复合砂浆；所述复合砂浆制备过程为：将1.5kg氧化淀粉加入5kg水中搅拌混合均匀后加入3kg液态酚醛树脂、1,4kg钠基膨润土和0.6kg沸石粉搅拌均匀后加入7kg粒径为0.2-0.3mm的细河沙，充分搅拌混合后加入0.04kg偶联剂，高速搅拌2-5min，然后在使用前加入3kg间苯二甲胺搅拌混合均匀后立即使用；
步骤2：将步骤1的模具芯盒置于50-60℃的烘箱中干燥20-30min后慢慢取出砂型泥芯；
步骤3：将砂型泥芯置于石蜡溶液中，慢慢转动砂型泥芯，使砂型泥芯的表面包覆一层石蜡，其中石蜡溶液是通过将低温石蜡熔化后加入硅溶胶混合制备，每千克低温石蜡中加入60g硅溶胶；然后将砂型泥芯置于常温下凝固；
步骤4：在步骤3的砂型泥芯表面涂布一层涂料，待涂料烘干后，将砂型泥芯放置于石膏浆料中，慢慢旋转使砂型泥芯的表面包覆一层石膏浆料，然后将砂型泥芯置于50-55℃的烘箱中烘干，烘干后砂型泥芯再放置于石膏浆料中，重复2次使砂型泥芯的表面包覆两层石膏壳；
步骤5：将步骤4的砂型泥芯置于水玻璃粘结液中旋转，使砂型泥芯的表面包覆一层水玻璃粘结液，取出砂型泥芯，待水玻璃粘结液不下滴时在砂型泥芯表面撒上一层石英砂，常温下放置40-60min后通过二氧化碳气体进行吹拂风干，同时吹去砂型泥芯表面的浮砂，得到型模；水玻璃粘结液是由水玻璃与水1:2的比例混合制备；
步骤6：将型模置于质量分数为2％的硼酸溶液中，在80℃下煮制3h，砂型泥芯与型壳之间的蜡料完全熔化，进而使砂型泥芯和型壳脱离，得到石膏型壳，砂型泥芯可重复使用，然后将石膏型壳浸泡在丙酮和甲苯的混合溶剂中30-40min，充分除去型壳中残留的蜡料。
实施例3：
一种基于复合砂型泥芯的石膏型壳熔模铸造工艺，具体工艺过程如下：
步骤1：将模具芯盒的模腔内表面涂一层光蜡后，再刷一层滑石粉，然后将复合砂浆注入模具芯盒的模腔内，通过加入过程中通过超声震动模具芯盒，使复合砂浆填充均匀密实，待填充均匀后刮去多余的复合砂浆；所述复合砂浆制备过程为：将1.7kg氧化淀粉加入5.9kg水中搅拌混合均匀后加入3.4kg液态酚醛树脂、1.5kg钠基膨润土和0.8kg沸石粉搅拌均匀后加入7.4kg粒径为0.2-0.3mm的细河沙，充分搅拌混合后加入0.05kg偶联剂，高速搅拌2-5min，然后在使用前加入3.2kg间苯二甲胺搅拌混合均匀后立即使用；
步骤2：将步骤1的模具芯盒置于50-60℃的烘箱中干燥20-30min后慢慢取出砂型泥芯；
步骤3：将砂型泥芯置于石蜡溶液中，慢慢转动砂型泥芯，使砂型泥芯的表面包覆一层石蜡，其中石蜡溶液是通过将低温石蜡熔化后加入硅溶胶混合制备，每千克低温石蜡中加入70g硅溶胶；然后将砂型泥芯置于常温下凝固；
步骤4：在步骤3的砂型泥芯表面涂布一层涂料，待涂料烘干后，将砂型泥芯放置于石膏浆料中，慢慢旋转使砂型泥芯的表面包覆一层石膏浆料，然后将砂型泥芯置于50-55℃的烘箱中烘干，烘干后砂型泥芯再放置于石膏浆料中，重复2次使砂型泥芯的表面包覆两层石膏壳；
步骤5：将步骤4的砂型泥芯置于水玻璃粘结液中旋转，使砂型泥芯的表面包覆一层水玻璃粘结液，取出砂型泥芯，待水玻璃粘结液不下滴时在砂型泥芯表面撒上一层石英砂，常温下放置40-60min后通过二氧化碳气体进行吹拂风干，同时吹去砂型泥芯表面的浮砂，得到型模；
步骤6：将型模置于质量分数为5％的硼酸溶液中，在80℃下煮制3h，砂型泥芯与型壳之间的蜡料完全熔化，进而使砂型泥芯和型壳脱离，得到石膏型壳，砂型泥芯可重复使用，然后将石膏型壳浸泡在丙酮和甲苯的混合溶剂中30-40min，充分除去型壳中残留的蜡料。
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)

1.一种基于复合砂型泥芯的石膏型壳熔模铸造工艺，其特征在于，具体工艺过程如下：
步骤1：将模具芯盒的模腔内表面涂一层光蜡后，再刷一层滑石粉，然后将复合砂浆注入模具芯盒的模腔内，待填充均匀后刮去多余的复合砂浆；
步骤2：将步骤1的模具芯盒置于50-60℃的烘箱中干燥20-30min后慢慢取出砂型泥芯；
步骤3：将砂型泥芯置于石蜡溶液中，慢慢转动砂型泥芯，使砂型泥芯的表面包覆一层石蜡，然后将砂型泥芯置于常温下凝固；
步骤4：在步骤3的砂型泥芯表面涂布一层涂料，待涂料烘干后，将砂型泥芯放置于石膏浆料中，慢慢旋转使砂型泥芯的表面包覆一层石膏浆料，然后将砂型泥芯置于50-55℃的烘箱中烘干，烘干后砂型泥芯再放置于石膏浆料中，重复2次使砂型泥芯的表面包覆两层石膏壳；
步骤5：将步骤4的砂型泥芯置于水玻璃粘结液中旋转，使砂型泥芯的表面包覆一层水玻璃粘结液，取出砂型泥芯，待水玻璃粘结液不下滴时在砂型泥芯表面撒上一层石英砂，常温下放置40-60min后通过二氧化碳气体进行吹拂风干，同时吹去砂型泥芯表面的浮砂，得到型模；
步骤6：将型模置于质量分数为2-5％的硼酸溶液中，在80-95℃下煮制2-3h，砂型泥芯与型壳之间的蜡料完全熔化，进而使砂型泥芯和型壳脱离，得到石膏型壳，砂型泥芯可重复使用，然后将石膏型壳浸泡在丙酮和甲苯的混合溶剂中30-40min，充分除去型壳中残留的蜡料。
2.根据权利要求1所述的一种基于复合砂型泥芯的石膏型壳熔模铸造工艺，其特征在于，所述步骤1中砂浆注入过程中通过超声震动模具芯盒，使复合砂浆填充均匀密实。
3.根据权利要求1所述的一种基于复合砂型泥芯的石膏型壳熔模铸造工艺，其特征在于，所述复合砂浆包括如下重量份的各组分：粒径为0.2-0.3mm的细河沙68-74份、钠基膨润土12-15份、液态酚醛树脂25-34份、间苯二甲胺24-32份、氧化淀粉12-17份、沸石粉5-8份、偶联剂0.3-0.5份、水46-59份。
4.根据权利要求3所述的一种基于复合砂型泥芯的石膏型壳熔模铸造工艺，其特征在于，所述复合砂浆制备过程为：将氧化淀粉加入水中搅拌混合均匀后加入液态酚醛树脂、钠基膨润土和沸石粉搅拌均匀后加入细河沙，充分搅拌混合后加入偶联剂，高速搅拌2-5min，然后在使用前加入间苯二甲胺搅拌混合均匀后立即使用。
5.根据权利要求1所述的一种基于复合砂型泥芯的石膏型壳熔模铸造工艺，其特征在于，所述步骤3中石蜡溶液是通过将低温石蜡熔化后加入硅溶胶混合制备，其中每千克低温石蜡中加入50-70g硅溶胶。
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