CN108555240A

CN108555240A - 一种微波铸造方法

Info

Publication number: CN108555240A
Application number: CN201711238717.XA
Authority: CN
Inventors: 张麟德
Original assignee: Shenzhen Yuewang Energy Saving Technology Service Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Yuewang Energy Saving Technology Service Co Ltd
Priority date: 2017-11-30
Filing date: 2017-11-30
Publication date: 2018-09-21

Abstract

本发明公开了一种微波铸造方法，将微波吸收发热材料粉体化；将粉体化的微波吸收发热材料与主料混合形成混合料；将混合料放入砂模的型腔中；采用多种频率的微波对混合料加热，借助微波吸收发热材料实现对混合料的加热，使混合料融化或部分融化，并充满型腔；然后，冷却结晶形成制品。该微波铸造方法减少了浇注工艺，能够避免浇注过程中的气泡和裂纹等缺陷。微波加热的过程是依靠材料自身吸收微波能并转化为内部粒子的动能和势能，因此被整体均匀加热，内部不存在温度梯度，有利于减少制品的内部应力等缺陷。该成型方法利用微波进行加热，缩短了加热时间，提高了加热效果，能够消除传统的铸造方法的缺陷。

Description

一种微波铸造方法

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，具体地，涉及一种微波铸造方法。

背景技术

铸造是在型砂中生产铸件的铸造方法。钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。

砂型铸造所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应，长期以来，一直是铸造生产中的基本工艺。砂型铸造的工艺过程包括：制作木模－翻砂造型－熔化－浇注－落砂－浇、冒口清理－检验入库。砂型铸造所用铸型一般由外砂型和型芯组合而成。制造砂型的基本原材料是铸造砂和型砂粘结剂。

传统的浇注过程，融化浇注材料时需要达到很高的温度，冷却过程中由于析晶温度不一致，容易产生晶粒偏析使制品存在缩孔等缺陷。金属液在充填铸型和凝固过程中，与铸型发生热的、物理的、化学的和机械的作用，由于这些作用，铸件可能产生气泡、裂纹或粘砂等铸造缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供了一种微波铸造方法，该微波铸造方法减少了浇注工艺，能够避免铸造过程中的缺陷。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种微波铸造方法，包括以下步骤：

步骤S1，将微波吸收发热材料粉体化；

步骤S2，将粉体化的微波吸收发热材料与主料混合形成混合料；

步骤S3，将混合料放入砂模的型腔中；

步骤S4，采用多种频率的微波对混合料加热，借助微波吸收发热材料实现对混合料的加热，使混合料融化或部分融化，并充满型腔；

步骤S5，冷却结晶形成制品。

可选的，将主料与微波吸收发热材料均匀共混。

可选的，主料和微波发热材料混合的比例为0.1-1%，利用主料的热效应对混合料进行加热。

可选的，主料和微波发热材料混合的比例为1-10%，利用混合料的热效应对混合料进行加热。

可选的，主料和微波发热材料混合的比例为10-99.9%，利用微波发热材料的热效应对混合料进行加热。

可选的，砂模的型腔由微波不敏感材料制成。

可选的，对所述制品可受控实现对微波吸收发热材料在主料整体中分散、弥散或偏析。

可选的，所述微波吸收发热材料为高介质损耗效应的材料，包括石墨烯、氧化铜、氧化锌、铁氧体、碳化硅；所述主料包括金属、合金、高分子材料、陶瓷、玻璃。

本发明提供的微波成型的铸造方法，将微波吸收发热材料粉体化；将粉体化的微波吸收发热材料与主料混合形成混合料；将混合料放入砂模的型腔中；采用多种频率的微波对混合料加热，借助微波吸收发热材料实现对混合料的加热，使混合料融化或部分融化，并充满型腔；然后，冷却结晶形成制品。

该成型方法，先使混合料充满型腔，然后采用微波进行加热，利用了微波吸收发热材料对微波的反应，混合料内部的吸波粒子在微波电磁能作用下动能增大、扩散系统提高，可实现吸波材料在低温条件下的快速升温，使混合料融化或部分融化，并充满型腔，然后冷却结晶形成制品。该微波铸造方法减少了浇注工艺，能够避免浇注过程中的气泡和裂纹等缺陷。微波加热的过程是依靠材料自身吸收微波能并转化为内部粒子的动能和势能，因此被整体均匀加热，内部不存在温度梯度，有利于减少制品内部的缩孔和应力集中等缺陷。该成型方法利用微波进行加热，缩短了加热时间，提高了加热效果，能够消除传统的铸造方法的缺陷。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。

图1为本发明所提供的微波铸造方法一种具体的实施方式的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

请参考图1，图1为本发明所提供的微波铸造方法一种具体的实施方式的流程图。

在一种具体的实施方式中，本发明提供了一种微波铸造方法，包括以下步骤：

步骤S1，将微波吸收发热材料粉体化；

步骤S3，将混合料放入砂模的型腔中；

步骤S5，冷却结晶形成制品。

该成型方法，先将微波吸收发热材料粉体化，然后与需要成型的主料混合均匀，再使混合料充满型腔，然后采用微波进行加热，利用了微波吸收发热材料对微波的反应，混合料内部的吸波粒子在微波电磁能作用下动能增大、扩散系统提高，可实现吸波材料在低温条件下的快速升温，使混合料融化或部分融化，并充满型腔，然后冷却结晶形成制品。

该微波铸造方法减少了浇注工艺，能够避免浇注过程中的气泡和裂纹等缺陷。微波加热的过程是依靠材料自身吸收微波能并转化为内部粒子的动能和势能，因此被整体均匀加热，内部不存在温度梯度，有利于减少制品内部的缩孔和应力集中等缺陷。该成型方法利用微波进行加热，缩短了加热时间，提高了加热效果，能够消除传统的铸造方法的缺陷。

利用微波进行加热，融化混合料，混合料内部的粒子在微波电磁能作用下动能增大、扩散系统提高，可实现材料在低温条件下的快速升温，微波加热的过程是依靠材料自身吸收微波能并转化为内部粒子的动能和势能，因此被整体均匀加热，能够实现混合料的低温快速融化，能够增加结晶过程中晶粒的均匀性。整个工艺过程一步成型，有利于控制制品的成型精度。

进一步具体的实施方式中，将主料与微波吸收发热材料均匀共混。

主料和微波吸收发热材料均匀共混，可使得微波吸收发热材料在混合料中分布均匀，加热过程中，能够整体被均匀加热，不存在温度梯度，有利于减少制品的内部缺陷。

另外，通过控制微波吸收发热材料的比例、微波功率、时间等要素，可以实现均匀熔铸或不同程度的偏析熔铸，获得不同的熔铸产品宏观性能的组合。

主料和微波发热材料混合比例的不同，混合料的性能就不同，相应的混合料的加热方式和加热过程也不相同，不同的混合比例可以获得不同宏观性能的产品。

具体的，主料和微波发热材料混合的比例为0.1-1%，利用主料的热效应对混合料进行加热；主料和微波发热材料混合的比例为1-10%，利用混合料的热效应对混合料进行加热；主料和微波发热材料混合的比例为10-99.9%，利用微波发热材料的热效应对混合料进行加热。

微波吸收发热材料所占的比例越大，微波加热的效果越好；通过选用不同功率的微波，调整微波的加热时间，也可以调整微波的加热效果，进而获得不同的混合料的加热效果，能够控制混合料的加热速度、加热时间，以获得不同的加热效果。加热过程中，还可以分别控制升温过程、恒温过程和降温过程的时间，得到不同晶体结构，获得不同宏观性能的产品。

上述各具体的实施方式中，砂模的型腔由微波不敏感材料制成。

采用微波同时加热混合料与砂模，使混合料融化或部分融化，而砂模采用微波不敏感的材料，不吸收微波，只承受来自混合料的热辐射和热传导加热，熔融的混合料直接在砂模中降温冷却结晶一次成型，再破坏砂模得到铸件。整个过程中，砂模随制品一同降温，最大程度的降低制品内的温度梯度差，有利于减少制品的内部缺陷。

进一步具体的实施方式中，对所述制品可受控实现对微波吸收发热材料在主料整体中分散、弥散或偏析。

对制品进行热处理的过程中，不但可以消除偏析，还可以实现对微波吸收发热材料的去除，保证主料的纯度。

上述各具体的实施方式中，利用微波加热的原理可以制作微波器件，实现对混合料的加热，可根据加工对象对微波器件进行智能化调整，控制混合料的融化与凝固顺序及过程。该微波器件可实现间歇式、脉冲式和连续化生产。

具体的，所述微波吸收发热材料为高介质损耗效应的材料，包括石墨烯、氧化铜、氧化锌、铁氧体、碳化硅。所述主料可以为金属、合金、高分子材料、陶瓷、玻璃。

微波吸收发热材料包括但不限于石墨烯、氧化锌、铁氧体等，可根据主料的需要进行选择性设计。同时，主料可以是各种金属和合金材料及非金属材料，包括但不限于高岭土。高岭土洁白细腻、松软土状，具有良好的可塑性和耐火性等理化性质。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种微波铸造方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，将微波吸收发热材料粉体化；

S2，将粉体化的微波吸收发热材料与主料混合形成混合料；

S3，将混合料放入砂模的型腔中；

S4，采用多种频率的微波对混合料加热，借助微波吸收发热材料实现对混合料的加热，使混合料融化或部分融化，并充满型腔；

S5，冷却结晶形成制品。

2.如权利要求1所述的微波铸造方法，其特征在于，将主料与微波吸收发热材料均匀共混。

3.如权利要求2所述的微波铸造方法，其特征在于，主料和微波发热材料混合的比例为0.1-1%，利用主料的热效应对混合料进行加热。

4.如权利要求2所述的微波铸造方法，其特征在于，主料和微波发热材料混合的比例为1-10%，利用混合料的热效应对混合料进行加热。

5.如权利要求2所述的微波铸造方法，其特征在于，主料和微波发热材料混合的比例为10-99.9%，利用微波发热材料的热效应对混合料进行加热。

6.如权利要求1至5任一项所述的微波铸造方法，其特征在于，砂模的型腔由微波不敏感材料制成。

7.如权利要求6所述的微波铸造方法，其特征在于，对所述制品可受控实现对微波吸收发热材料在主料整体中分散、弥散或偏析。

8.如权利要求7所述的微波铸造方法，其特征在于，所述微波吸收发热材料为高介质损耗效应的材料，包括石墨烯、氧化铜、氧化锌、铁氧体、碳化硅；所述主料包括金属、合金、高分子材料、陶瓷、玻璃。