CN108484178A - 一种水溶性陶瓷型芯增塑剂的制备方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种陶瓷型芯增塑剂的制备方法，其目的在于一方面要解决现有的陶瓷型芯增塑剂烧成周期长、表面易产生鼓包、裂纹、流痕及污染环境问题；另一面是如何采用上述制备的增塑剂来制备新型的陶瓷型芯。增塑剂的制备：取聚乙二醇、聚丙烯纤维、低密度聚乙烯，先将混料机升温后加入低密度聚乙烯并搅拌，待其完全熔化后，将混料机温度降后加入聚乙二醇并搅拌熔化均匀，最后加入聚丙烯纤维，上述原料在混料机中搅拌4h，制得水溶性陶瓷型芯增塑剂，然后取出待用。其应用:称取水溶性增塑剂15‑18％，陶瓷型芯基体粉料85‑82％，经压制、溶解脱除等步骤得到多孔陶瓷型芯生坯，然后经焙烧得到陶瓷型芯。主要应用于熔模精密铸造技术领域。

Description

一种水溶性陶瓷型芯增塑剂的制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及一种陶瓷型芯增塑剂的制备方法以及采用此种增塑剂的陶瓷型芯的制备方法，主要应用于熔模精密铸造技术领域。
背景技术
陶瓷型芯作为形成精铸件空心内腔结构的转接件，其作用是：形成精铸件的内腔形状，并与外形模及模壳共同保证精铸件壁厚的尺寸精度。陶瓷型芯是将选定的基体材料和增塑剂,在加热状态下搅拌配成均匀的热塑性浆料，然后在专用设备上以某种方式按照所需形状和尺寸压制成型芯试样或零件生坯。为了使浆料的成形性能满足工艺要求，陶瓷型芯配料体系中增塑剂的含量一般为20％左右。增塑剂一般会通过高温烧成工艺排出(这一工序称为排蜡)。该工艺主要存在以下问题：(1)时间长，一般排蜡阶段的时间为10h以上，排蜡阶段的升温速度不能超过1℃/min；(2)排蜡过程中极易由于排蜡通道不畅，在陶瓷型芯表面产生鼓包、裂纹、流痕等缺陷；(3)排蜡过程产生大量蜡烟污染环境。
发明内容
鉴于此，本发明的目的在于一方面要解决上述现有的陶瓷型芯增塑剂存在的技术问题，而提供一种可将烧成排蜡变为水溶排蜡的技术方案；另一面是如何采用上述制备的增塑剂来制备新型的陶瓷型芯。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
1、制备水溶性陶瓷型芯增塑剂
按重量比例称取：聚乙二醇(PEG4000:PEG6000:PEG8000＝2：7：1)80-85％，聚丙烯纤维1-2％，低密度聚乙烯10-20％。首先将混料机升温到120℃，然后加入低密度聚乙烯并搅拌，待其完全熔化后，将混料机温度降至90℃，然后加入聚乙二醇并搅拌熔化均匀，最后加入聚丙烯纤维，上述原料在混料机中，90℃下搅拌4h，制得水溶性陶瓷型芯增塑剂，然后取出待用；
2、上述水溶性陶瓷型芯增塑剂在制备陶瓷型芯中的应用
首先，按重量比例称取：水溶性增塑剂15-18％，陶瓷型芯基体粉料85-82％。采用常规工艺制备陶瓷型芯浆料并压制陶瓷型芯生坯。陶瓷型芯生坯从模具中取出后浸没入室温水中，将坯体中的聚乙二醇溶解脱除(坯体在水中的浸泡时间由陶瓷型芯的具体结构特点决定)，得到以聚乙烯等为支撑骨架的多孔陶瓷型芯生坯。然后将其埋入氧化铝粉中焙烧。由于大部分增塑剂已经水溶脱除，因此可以将排蜡时间缩短至5小时以内，升温速度3-3.5℃/min。烧成温度为1200-1250℃，保温时间为2-4h。烧成完毕后，随炉冷却至200℃，打开炉门，冷却至60℃以下方可出窑得到陶瓷型芯。
本发明的特点及有益效果：
本发明能够显著缩短烧成周期，弥补了现有技术排蜡过程中容易在陶瓷型芯表面产生鼓包、裂纹、流痕等缺陷，并且由于大部分增塑剂已经通过水溶脱除，烧成过程中仅有少量蜡烟排出，可显著减少对环境的污染。
具体实施方式
实施例一
按重量比例称取：聚乙二醇(PEG4000:PEG6000:PEG8000＝2：7：1)80％，聚丙烯纤维1％，低密度聚乙烯19％。首先将混料机升温到120℃，然后加入低密度聚乙烯并搅拌，待其完全熔化后，将混料机温度降至90℃，然后加入聚乙二醇并搅拌熔化均匀，最后加入聚丙烯纤维，上述原料在混料机中，90℃下搅拌4h，制得水溶性陶瓷型芯增塑剂，然后取出待用。
实施例二
按重量比例称取：聚乙二醇(PEG4000:PEG6000:PEG8000＝2：7：1)85％，聚丙烯纤维2％，低密度聚乙烯13％。首先将混料机升温到120℃，然后加入低密度聚乙烯并搅拌，待其完全熔化后，将混料机温度降至90℃，然后加入聚乙二醇并搅拌熔化均匀，最后加入聚丙烯纤维，上述原料在混料机中，90℃下搅拌4h，制得水溶性陶瓷型芯增塑剂，然后取出待用；
实施例三
按重量比例称取：聚乙二醇(PEG4000:PEG6000:PEG8000＝2：7：1)82％，聚丙烯纤维1.5％，低密度聚乙烯16.5％。首先将混料机升温到120℃，然后加入低密度聚乙烯并搅拌，待其完全熔化后，将混料机温度降至90℃，然后加入聚乙二醇并搅拌熔化均匀，最后加入聚丙烯纤维，上述原料在混料机中，90℃下搅拌4h，制得水溶性陶瓷型芯增塑剂，然后取出待用；
分别采用上述三个实例中的水溶性增塑剂配料应用于制备陶瓷型芯。具体工艺如下：按重量比例称取：水溶性增塑剂15-18％，陶瓷型芯基体粉料85-82％。采用常规工艺制备陶瓷型芯浆料并压制陶瓷型芯生坯。陶瓷型芯生坯从模具中取出后浸没入室温水中，将坯体中的聚乙二醇溶解脱除(坯体在水中的浸泡时间由陶瓷型芯的具体结构特点决定)，得到以聚乙烯等为支撑骨架的多孔陶瓷型芯生坯。然后将其埋入氧化铝粉中焙烧。升温速度3-3.5℃/min，烧成温度为1200-1250℃，保温时间为2-4h。烧成完毕后，随炉冷却至200℃，打开炉门，冷却至60℃以下出窑得到陶瓷型芯。

Claims (5)

1.一种水溶性陶瓷型芯增塑剂的制备方法，其特征在于：按重量比例称取：聚乙二醇80-85％；聚丙烯纤维1-2％；低密度聚乙烯10-20％，首先将混料机升温到120℃，然后加入低密度聚乙烯并搅拌，待其完全熔化后，将混料机温度降至90℃，然后加入聚乙二醇并搅拌熔化均匀，最后加入聚丙烯纤维，上述原料在混料机中，90℃下搅拌4h，制得水溶性陶瓷型芯增塑剂，然后取出待用。
2.如权利要求1所述的水溶性陶瓷型芯增塑剂的制备方法，其特征在于该制备方法是通过下述具体步骤实现的：
按重量比例称取：聚乙二醇80％，聚丙烯纤维1％，低密度聚乙烯19％，首先将混料机升温到120℃，然后加入低密度聚乙烯并搅拌，待其完全熔化后，将混料机温度降至90℃，然后加入聚乙二醇并搅拌熔化均匀，最后加入聚丙烯纤维，上述原料在混料机中，90℃下搅拌4h，制得水溶性陶瓷型芯增塑剂，然后取出待用。
3.如权利要求1所述的水溶性陶瓷型芯增塑剂的制备方法，其特征在于该制备方法是通过下述具体步骤实现的：
按重量比例称取：聚乙二醇85％，聚丙烯纤维2％，低密度聚乙烯13％，首先将混料机升温到120℃，然后加入低密度聚乙烯并搅拌，待其完全熔化后，将混料机温度降至90℃，然后加入聚乙二醇并搅拌熔化均匀，最后加入聚丙烯纤维，上述原料在混料机中，90℃下搅拌4h，制得水溶性陶瓷型芯增塑剂，然后取出待用；
4.如权利要求1所述的水溶性陶瓷型芯增塑剂的制备方法，其特征在于该制备方法是通过下述具体步骤实现的：
按重量比例称取：聚乙二醇82％，聚丙烯纤维1.5％，低密度聚乙烯16.5％，首先将混料机升温到120℃，然后加入低密度聚乙烯并搅拌，待其完全熔化后，将混料机温度降至90℃，然后加入聚乙二醇并搅拌熔化均匀，最后加入聚丙烯纤维，上述原料在混料机中，90℃下搅拌4h，制得水溶性陶瓷型芯增塑剂，然后取出待用；
5.采用如权利要求1或2或3或4方法制备的水溶性陶瓷型芯增塑剂的应用，首先，按重量比例称取：水溶性增塑剂15-18％，陶瓷型芯基体粉料85-82％，采用常规工艺制备陶瓷型芯浆料并压制陶瓷型芯生坯，陶瓷型芯生坯从模具中取出后浸没入室温水中，将坯体中的聚乙二醇溶解脱除，得到以聚乙烯等为支撑骨架的多孔陶瓷型芯生坯，然后将其埋入氧化铝粉中焙烧，由于大部分增塑剂已经水溶脱除，因此可以将排蜡时间缩短至5小时以内，升温速度3-3.5℃/min，烧成温度为1200-1250℃，保温时间为2-4h，烧成完毕后，随炉冷却至200℃，打开炉门，冷却至60℃以下方可出窑得到陶瓷型芯。
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