CN108407075A - 一种用于真空吸铸的升液管制备方法 - Google Patents

一种用于真空吸铸的升液管制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于真空吸铸的升液管制备方法，该升液管由耐火浆料配合耐火粉料逐层制成，每层须在一定湿度、温度、风力的恒定环境中干燥一段时间，使升液管每层达到一定强度之后，方可进行下一层的制作。由耐火材料组成的升液管层壳结构，经蒸汽脱蜡，高温培烧后，可满足真空吸铸工艺用升液管强度、透气性的要求，而且能够在1600‑1700℃的高温钢液环境中重复使用至少30次。由于该升液管的制作过程借鉴本公司的熔模铸造制壳生产线，所以可在制壳量产线的基础上大批量生产。由此提供了一种制作升液管的新途径。

Description

一种用于真空吸铸的升液管制备方法
技术领域
本发明涉及真空吸铸的技术领域，具体地说是一种用于真空吸铸的升液管制备方法，尤其涉及一种可多次使用的强度高、耐火性能好的升液管制备方法。
背景技术
升液管作为真空吸铸工艺使用耗材，对于真空吸铸工艺而言有着至关重要的作用。目前市场上流通的升液管耗材基本是传统的模具内干打或湿打耐火料的方式制成，后续培烧工艺较为复杂。该生产工艺的缺点是成本较高、生产效率较低、升液管耐热冲击较低。如果对升液管需求质量有所提升，制作成本会成倍增加，非常不利于真空吸铸工艺的实际生产需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进的用于真空吸铸的升液管制备方法，通过熔模型壳的制备方法制作升液管，通过层壳之间的相互粘结来提高强度、降低透气性。从而控制成本的同时，保证升液管的使用质量。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种用于真空吸铸的升液管制备方法，其特征在于：所述的制备方法包括如下步骤：a、通过射蜡完成蜡模的升液管型腔制作，升液管型腔直径为50-100mm，升液管长度范围100-500mm；b、在蜡模的表面进行升液管首层制作，升液管的首层由面层浆和80-120目的锆英粉组成；c步骤中，在升液管首层的表面进行升液管过渡层的制作，升液管的过渡层由过渡层浆和30-60目的莫来粉组成；d、在升液管过渡层的表面进行升液管背层的制作，升液管的背层由背层浆和16-30目的莫来砂组成；e、进行升液管封浆、脱蜡和烧结工作，完成升液管的制作。
优选的，b步骤中，清洗后的蜡模表面均匀涂覆一层面层浆，浆料厚度控制在约0.13mm，再将面层浆的表面均匀淋上锆英粉，然后在湿度50-70、温度22-25℃的恒定环境下干燥4-7h。
优选的，c步骤中，在面浆层表面均匀涂覆一层过渡层浆，浆料厚度控制在约0.13mm，再将过渡层浆的表面均匀淋上莫来石粉，然后在湿度50-70、温度 22-25℃的恒定环境下干燥4-7h。
优选的，d步骤中，干燥后的过渡层砂壳表面均匀涂覆一层背层浆，浆料厚度控制在约0.13mm，再将背层浆的表面均匀淋上莫来石砂,然后在温度 22-25℃的真空环境下干燥2-2.5h，接着重复上述操作6-8次，完成背层的制作。
进一步，所制升液管的配合面粗糙度达0.8，整体强度>10MPa，透气性满足0.1MPa下不泄漏。
进一步，e步骤中，后一层背层壳干燥好以后，须再次使用背层浆对其进行封浆；升液管型腔由蜡模组成，采用蒸汽脱蜡得到升液管型腔，蒸汽压力为 0.6-0.75MPa，达到压力时间<14s，整个脱蜡过程6-10min完成。
更进一步，e步骤中，脱蜡后的升液管放置20-40分钟后需高温烧结，在 950-1150℃高温下培烧20-30min，烧除升液管内残余蜡、水分及其挥发物，使升液管层壳陶瓷化。
相对于现有技术，本发明的技术方案除了整体技术方案的改进，还包括很多细节方面的改进，具体而言，具有以下有益效果：
1、本发明所述的改进方案，通过射蜡完成升液管型腔的制作，随后在升液管型腔的基础上进行面层、过渡层和背层的制作，保证升液管满足真空吸铸生产要求的同时，提高升液管生产效率，降低生产成本；
2、本发明的技术方案的中，经高温脱蜡即可形成升液管型腔结构，且型腔表面粗糙度可达0.8，减少钢液上升回流过程中冲刷产渣的几率；
3、本发明利用熔模铸造制壳生产线逐层形成升液管的耐火壳层，在生产率提升、成本降低、耐热冲击提高方面都有显著改善，对升液管的性能进行测试，保证整体强度>10MPa，透气性满足0.1MPa下不泄漏，重复使用过程中升液管应无裂纹。
具体实施方式
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
本发明提供了一种用于真空吸铸的升液管制备方法，其与现有技术的区别在于：所述的制备方法包括如下步骤：a、通过射蜡完成蜡模的升液管型腔制作，升液管型腔直径为50-100mm，升液管长度范围100-500mm；b、在蜡模的表面进行升液管首层制作，升液管的首层由面层浆和80-120目的锆英粉组成；c步骤中，在升液管首层的表面进行升液管过渡层的制作，升液管的过渡层由过渡层浆和30-60目的莫来粉组成；d、在升液管过渡层的表面进行升液管背层的制作，升液管的背层由背层浆和16-30目的莫来砂组成；e、进行升液管封浆、脱蜡和烧结工作，完成升液管的制作。
具体来说，通过射蜡完成升液管型腔的制作，随后在升液管型腔的基础上均匀涂覆面层浆，面层浆表面再均匀淋上耐火粉，完成第一层型壳制作。继续在第一层基础上均匀涂覆过渡层浆，过渡层浆表面再均匀淋上耐火粉，完成过渡层型壳制作。再继续在过渡层基础上均匀涂覆背层浆，背层浆表面再均匀淋上耐火砂，如此重复多次完成背层制作。将多层型壳制作好的升液管放入蒸汽脱蜡釜中脱去型腔蜡，形成带有型腔的升液管整体。将该升液管放入培烧炉中烘烤培烧至陶瓷化，即可完成达到真空吸铸生产要求的升液管制作。
优选的，升液管型腔为圆柱形通道，其作用是连接钢液和铸件型腔，作为钢液上升回流的通道。升液管型腔直径范围50-100mm，升液管长度范围100-500mm。使用同等大小的蜡模作为升液管型腔结构，配合完成升液管后续逐层制壳过程。其优势在于经高温脱蜡即可形成升液管型腔结构，且型腔表面粗糙度可达0.8，减少钢液上升回流过程中冲刷产渣的几率。
优选的，升液管的第一层由面层浆和80-120目的锆英粉组成。
面层浆的组成如下：
将清洗后的蜡模表面均匀涂覆一层面层浆，浆料厚度控制在约0.13mm，再将面层浆料的表面均匀淋上锆英粉。如此在湿度50-70、温度22-25℃的恒定环境下干燥4-7h即可。这里的面层硅溶胶、锆英粉、湿润剂和消泡剂均为现有技术，这里就不再叙述其具体的配方了。
优选的，升液管的过渡层由过渡层浆和30-60目的莫来粉组成。
过渡层浆的组成如下：
将干燥后的一层砂壳表面均匀涂覆一层过渡层浆，浆料厚度控制在约0.13mm，再将过渡层浆料的表面均匀淋上莫来石粉。如此在湿度50-70、温度 22-25℃的恒定环境下干燥4-7h即可。这里的背层硅溶胶和莫来粉均为现有技术，这里就不再赘述了。
优选的，升液管的背层由背层浆和16-30目的莫来砂组成。
背层浆的组成如下：
将干燥后过渡层砂壳表面均匀涂覆一层背层浆，浆料厚度控制在约0.13mm，再将背层浆料的表面均匀淋上莫来石砂。如此在温度22-25℃的真空环境下干燥 2-2.5h即可。背层须重复上述操作6-8次，可制成满足真空吸铸工艺生产要求的升液管。
进一步的，最后一层背层壳干燥好以后，须再次使用背层浆对其进行封浆。保证升液管强度的同时不掉砂。对于升液管型腔中的蜡模，采用蒸汽脱蜡的方式去除。蒸汽压力设置为0.6-0.75MPa，达到压力时间<14s，整个脱蜡过程6-10min 完成。快速脱蜡保证在蜡模膨胀系数大于多层壳膨胀系数时，升液管不会涨裂。脱蜡后的升液管放置一段时间后需在950-1150℃高温下培烧20-30min，目的烧除升液管内残余蜡、水分及其挥发物，使升液管层壳陶瓷化。
使用前，对升液管的性能进行测试，保证整体强度>10MPa，透气性满足0.1MPa 下不泄漏，配合面及型腔表面粗糙度约0.8。重复使用过程中升液管应无裂纹。
实施例1
通过射蜡完成直径50mm，长度100mm的升液管型腔蜡模制作。将清洗后的蜡模表面均匀涂覆一层约0.13mm面层浆，再将面层浆料的表面均匀淋上80目的锆英粉，如此在湿度50、温度22℃的恒定环境下干燥4h即可得到升液管第一层。将干燥后的第一层砂壳表面均匀涂覆一层过渡层浆，浆料厚度控制在约0.13mm，再将过渡层浆料的表面均匀淋上30目的莫来石粉。如此在湿度50、温度22℃的恒定环境下干燥4h即可得到升液管过渡层。将干燥后的过渡层砂壳表面均匀涂覆一层背层浆，浆料厚度控制在约0.13mm，再将背层浆料的表面均匀淋上16目的莫来石砂。如此在温度22℃的真空环境下干燥2h后，表面进行打磨处理，使得层与层之间更好的粘合贴服，重复上述操作8次，即可得到升液管背层。最后一层背层壳干燥好以后，须再次使用背层浆对其进行封浆。保证升液管强度的同时不掉砂。对于升液管型腔中的蜡模，采用蒸汽脱蜡的方式去除。蒸汽压力设置为0.6MPa，达到压力时间10s，整个脱蜡过程6min完成。脱蜡后的升液管放置一段时间后需在950℃高温下培烧20min，目的烧除升液管内残余蜡、水分及其挥发物，使升液管层壳陶瓷化。
使用前，对升液管的性能进行测试，整体强度可承受11MPa，透气性满足 0.1MPa下不泄漏，配合面及型腔表面粗糙度约0.8。该制作完成的升液管重复使用30次后无裂纹。
实施例2
通过射蜡完成直径100mm，长度500mm的升液管型腔蜡模制作。将清洗后的蜡模表面均匀涂覆一层约0.13mm面层浆，再将面层浆料的表面均匀淋上120目的锆英粉，如此在湿度70、温度25℃的恒定环境下干燥7h即可得到升液管第一层。将干燥后的第一层砂壳表面均匀涂覆一层过渡层浆，浆料厚度控制在约 0.13mm，再将过渡层浆料的表面均匀淋上60目的莫来石粉。如此在湿度70、温度25℃的恒定环境下干燥7h即可得到升液管过渡层。将干燥后的过渡层砂壳表面均匀涂覆一层背层浆，浆料厚度控制在约0.13mm，再将背层浆料的表面均匀淋上30目的莫来石砂。如此在温度25℃的真空环境下干燥2.5h后，重复上述操作6次，即可得到升液管背层。最后一层背层壳干燥好以后，须再次使用背层浆对其进行封浆。保证升液管强度的同时不掉砂。接着，对于升液管型腔中的蜡模，采用蒸汽脱蜡的方式去除，脱蜡处理前，在升液管的外表面包括固定缠绕绳，进行纵横交错的双层缠绕，使得蒸汽脱蜡时，升液管膨胀后会被压缩变得层与层之间更为贴合、紧实。蒸汽压力设置为0.75MPa，达到压力时间13s，整个脱蜡过程10min完成。脱蜡后的升液管放置30分钟后，再进行压蜡处理，对于升液管内壁进行辊子压制处理，保证升液管各层的紧实性，最后需在1150℃高温下培烧30min，目的烧除升液管内残余蜡、水分及其挥发物，使升液管层壳陶瓷化。
使用前，对升液管的性能进行测试，整体强度可承受11MPa，透气性满足 0.12MPa下不泄漏，配合面及型腔表面粗糙度约0.8。该制作完成的升液管重复使用40次后无裂纹。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于上述这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于真空吸铸的升液管制备方法，其特征在于：所述的制备方法包括如下步骤：a、通过射蜡完成蜡模的升液管型腔制作，升液管型腔直径为50-100mm，升液管长度范围100-500mm；b、在蜡模的表面进行升液管首层制作，升液管的首层由面层浆和80-120目的锆英粉组成；c步骤中，在升液管首层的表面进行升液管过渡层的制作，升液管的过渡层由过渡层浆和30-60目的莫来粉组成；d、在升液管过渡层的表面进行升液管背层的制作，升液管的背层由背层浆和16-30目的莫来砂组成；e、进行升液管封浆、脱蜡和烧结工作，完成升液管的制作。
2.根据权利要求1所述的一种用于真空吸铸的升液管制备方法，其特征在于：b步骤中，清洗后的蜡模表面均匀涂覆一层面层浆，浆料厚度控制在约0.13mm，再将面层浆的表面均匀淋上锆英粉，然后在湿度50-70、温度22-25℃的恒定环境下干燥4-7h。
3.根据权利要求1所述的一种用于真空吸铸的升液管制备方法，其特征在于：c步骤中，在面浆层表面均匀涂覆一层过渡层浆，浆料厚度控制在约0.13mm，再将过渡层浆的表面均匀淋上莫来石粉，然后在湿度50-70、温度22-25℃的恒定环境下干燥4-7h。
4.根据权利要求1所述的一种用于真空吸铸的升液管制备方法，其特征在于：d步骤中，干燥后的过渡层砂壳表面均匀涂覆一层背层浆，浆料厚度控制在约0.13mm，再将背层浆的表面均匀淋上莫来石砂,然后在温度22-25℃的真空环境下干燥2-2.5h，接着重复上述操作6-8次，完成背层的制作。
5.根据权利要求1所述的一种用于真空吸铸的升液管制备方法，其特征在于：所制升液管的配合面粗糙度达0.8，整体强度>10MPa，透气性满足0.1MPa下不泄漏。
6.根据权利要求1所述的一种用于真空吸铸的升液管制备方法，其特征在于：e步骤中，后一层背层壳干燥好以后，须再次使用背层浆对其进行封浆；升液管型腔由蜡模组成，采用蒸汽脱蜡得到升液管型腔，蒸汽压力为0.6-0.75MPa，达到压力时间<14s，整个脱蜡过程6-10min完成。
7.根据权利要求1所述的一种用于真空吸铸的升液管制备方法，其特征在于：e步骤中，脱蜡后的升液管放置20-40分钟后需高温烧结，在950-1150℃高温下培烧20-30min，烧除升液管内残余蜡、水分及其挥发物，使升液管层壳陶瓷化。
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