CN109261901A - 一种易溃散型壳的制壳工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种易溃散型壳的制壳工艺，包括：压制出待生产零件的蜡质模型；将锆英浆涂于所述蜡质模型后撒上锆英砂并进行风干；将莫来浆涂于所述蜡质模型后在表面撒上莫来砂并进行风干；重复预设数量次涂抹莫来浆后撒上莫来砂并风干，其中使用的莫来浆中莫来粉的含量逐渐减少，使用的莫来砂越来越粗；第一次或第二次重复时，使用熔融石英砂代替莫来砂，在风干后使用海绵塞住蜡质模型的孔处；最后一次涂抹莫来浆后不撒莫来砂，直接风干；将型壳内部的蜡熔化流出；对型壳进行高温焙烧。通过对工艺的改进，解决了在带孔金属铸件生产后，零件孔内残留的型壳材料不易取出的问题，且不伤害零件本身；因此提高了生产效率，降低了生产成本。

Description

一种易溃散型壳的制壳工艺
技术领域
本发明涉及硅溶胶精密铸造工艺领域，特别是涉及一种易溃散型壳的制壳工艺。
背景技术
在熔模精密铸件生产中，许多金属铸件都是采用中频炉将金属高温熔化，然后浇注到模型型壳内待冷却成型；型壳材料的选用对金属铸件的质量、生产成本和效率有着重要的影响。目前国内民用商业铸件的型壳一般采用硅溶胶型壳，通常是采用高岭石作为背层的耐火砂、粉料。
高岭石熟料包括煤矸石、焦宝石等，虽然这些材料常见、来源广且工艺性能好，但是其铸件的脱壳性能较差，如果所生产的金属零部件带孔，铸件浇注成型后，孔内残留的材料很难去除，如果采用酸性溶液与型壳材料进行反应，则很容易伤及零件；目前还没有较好的办法将孔内残留的型壳材料去除而且不会导致铸件出现其他品质问题，因此其后处理的效率低，生产成本高。
发明内容
为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种易溃散型壳的制壳工艺，以达到在带孔金属铸件浇注成型后，铸件孔内残留的型壳材料容易清除，且不会导致铸件出现其他品质问题。
为了达到上述技术效果，本发明采用以下技术方案：
一种易溃散型壳的制壳工艺，包括以下步骤：
S1：利用模具压制出待生产零件的蜡质模型；
S2：将锆英浆均匀涂于所述蜡质模型后在表面均匀撒上锆英砂，然后进行风干；
S3：将莫来浆均匀涂于所述蜡质模型后在表面均匀撒上莫来砂，然后进行风干；
S4：重复至少三次步骤S3，其中使用的莫来浆中莫来粉的含量逐渐减少，使用的莫来砂越来越粗；在第一次和第二次重复步骤S3时，熔融石英砂代替莫来砂，且在第一次重复步骤S3后使用海绵塞住所述蜡质模型的孔；最后一次重复步骤S3时不撒莫来砂；
S5：利用高温蒸汽将型壳内部的蜡熔化流出；
S6：用焙烧炉对型壳进行高温焙烧。
进一步的，在步骤S1中：还包括使用脱模剂对所述蜡质模型进行清洗。
进一步的，在步骤S2中：所述锆英浆为硅溶胶与锆英粉以1:4.2的比例混合而成；所述锆英砂为80～100目的锆英砂；风干环境条件为：风速处于3～5m/s之间，温度处于22～25℃之间，湿度处于60～70％之间；风干时间在8-10小时之间。
进一步的，在步骤S3中：所述莫来浆为硅溶胶与莫来粉以1:1.8的比例混合而成；所述莫来砂为30～60目的莫来砂；风干环境条件为：风速处于3～5m/s之间，温度处于22～26℃之间，湿度处于40-60％之间；风干时间不少于8小时。
进一步的，在步骤S4中：重复四次步骤S3，其中：
第一次重复步骤S3使用的莫来浆为硅溶胶与莫来粉以1:1.6的比例混合而成；使用的熔融石英砂为20～40目的熔融石英砂；
第二次重复步骤S3使用的莫来浆为硅溶胶与莫来粉以1:1.5的比例混合而成；使用的熔融石英砂为20～40目的熔融石英砂；
第三次重复步骤S3使用的莫来浆为硅溶胶与莫来粉以1:1.4的比例混合而成；使用的莫来砂为16～30目的莫来砂；
第四次重复步骤S3使用的莫来浆为硅溶胶与莫来粉以1:1.3的比例混合而成；不使用莫来砂；
风干环境条件为：风速处于3～5m/s之间，温度处于22～27℃之间，湿度处于30-50％之间；前三次风干时间不少于8小时，第四次的风干时间不少于6小时。。
进一步的，在步骤S5中：将风干好的外型壳置于蒸汽压力处于0.6～0.8MPa的范围、蒸汽温度处于170～180℃的范围的脱蜡釜中让蜡从型壳内流出。
进一步的，在步骤S6中：高温焙烧的温度在1100～1200℃之间，持续70～90分钟。
本发明所提供的一种易溃散型壳的制壳工艺应用于金属铸件质量在1KG以下，内孔最大壁厚在5mm以下的金属铸件。其中所用到的熔融石英砂时优质的石英砂在碳极电阻炉或电弧炉中熔融后迅速冷却而制成的非晶态二氧化硅熔体，其线膨胀系数极小，在1100℃的高温熔炉中，约有70％会转变成为方石英；冷却至180～270℃的范围时，石方英由高温α型转变成低温β型，同时体积骤变，线收缩率达到-3.7％；型壳内则产生大量的裂纹而使其在铸件孔内的残留的壳渣极易去除；同时由于其线膨胀系数极小，因而开裂倾向小，因此生产的金属铸件的尺寸精度高；在型壳的深孔孔口处塞入海绵可有效防止孔内进入涂料和砂石，以减少孔内型壳的层数，减轻铸件孔内壳渣的清除难度。
本发明所提供的一种易溃散型壳的制壳工艺不仅解决了在带孔金属铸件生产后，铸件孔内残留的型壳材料不易去除的问题，且不会导致铸件出现其他品质问题；因此提高了生产效率，降低了生产成本。
附图说明
图1是实施例的型壳制作工艺流程图；
图2是实施例的蜡质模型结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1、2所示，一种金属铸件铸造用型壳的制作工艺，具体生产一种带孔的金属铸件，包括以下步骤：
利用模具压制出金属铸件的蜡质模型1和蜡质模头2，并将若干个蜡质模型1组于蜡质模头2上形成组树；然后使用脱模剂对组树进行清洗。
分别对蜡质模型1进行多次涂浆、撒砂和风干操作其中：
第一次将硅溶胶与锆英粉以1:4.2的比例混合而成的锆英浆均匀涂于蜡质模型2后在表面均匀撒上80～100目锆英砂，然后将其置于风速为3m/s，温度为22℃，湿度为60％的环境中进行风干；
第二次将硅溶胶与莫来粉以1:1.8的比例混合而成的莫来浆均匀涂于蜡质模型2后在表面均匀撒上30～60目的莫来砂；然后进行风干。
第三次将硅溶胶与莫来粉以1:1.6的比例混合而成的莫来浆均匀涂于蜡质模型2后在表面均匀撒上20～40目的熔融石英砂；进行风干后用海绵将孔3堵住。
第四次将硅溶胶与莫来粉以1:1.5的比例混合而成的莫来浆均匀涂于蜡质模型2后在表面均匀撒上20～40目的熔融石英砂；然后进行风干。
第五次将硅溶胶与莫来粉以1:1.4的比例混合而成的莫来浆均匀涂于蜡质模型2后在表面均匀撒上16～30目的莫来砂；然后进行风干。
其中，第二至第五次风干条件：风速为3m/s，温度为22℃，湿度为30％；风干时间持续8小时。
第六次将硅溶胶与莫来粉以1:1.3的比例混合而成的莫来浆均匀涂于蜡质模型2，并将其置于风速为3m/s、温度为22℃、湿度为30％的环境中风干6小时。
将整个蜡质组树和型壳置于蒸汽压力为0.6-0.8MPa、蒸汽温度为170-180℃的拖蜡釜中让蜡流出，得到型壳。
将型壳型壳置于温度为1100-1200℃的环境中焙烧70-90分钟，以使得型壳中残留的蜡、水分和有机物完全挥发。
本实施例所提供的一种易溃散型壳的制壳工艺应用于金属铸件质量在1KG以下，内孔最大壁厚在5mm以下的金属铸件。其中所用到的熔融石英砂时优质的石英砂在碳极电阻炉或电弧炉中熔融后迅速冷却而制成的非晶态二氧化硅熔体，其线膨胀系数极小，在1100℃的高温熔炉中，约有70％会转变成为方石英；冷却至180～270℃的范围时，石方英由高温α型转变成低温β型，同时体积骤变，线收缩率达到-3.7％；传统工艺生产的型壳在铸件孔内极难去除，而本方案的型壳内则产生大量的裂纹而使其在铸件孔内的残留的壳渣极易去除；同时由于其线膨胀系数极小，因而开裂倾向小，因此生产的金属铸件的尺寸精度高；在型壳的深孔孔口处塞入海绵可有效防止孔内进入涂料和砂石，以减少孔内型壳的层数，减轻铸件孔内壳渣的清除难度。
这样，本实施例所提供的一种易溃散型壳的制壳工艺不仅解决了在带孔金属铸件生产后，铸件孔内残留的型壳材料不易去除的问题，且不会导致铸件出现其他品质问题；因此提高了生产效率，降低了生产成本。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，其他包含本易溃散型壳的制壳工艺，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种易溃散型壳的制壳工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1：利用模具压制出待生产零件的蜡质模型；
S2：将锆英浆均匀涂于所述蜡质模型后在表面均匀撒上锆英砂，然后进行风干；
S3：将莫来浆均匀涂于所述蜡质模型后在表面均匀撒上莫来砂，然后进行风干；
S4：重复至少三次步骤S3，其中使用的莫来浆中莫来粉的含量逐渐减少，使用的莫来砂越来越粗；在第一次和第二次重复步骤S3时，熔融石英砂代替莫来砂，且在第一次重复步骤S3后使用海绵塞住所述蜡质模型的孔；最后一次重复步骤S3时不撒莫来砂；
S5：利用高温蒸汽将型壳内部的蜡熔化流出；
S6：用焙烧炉对型壳进行高温焙烧。
2.根据权利要求1所述的一种易溃散型壳的制壳工艺，其特征在于，在步骤S1中：
还包括使用脱模剂对所述蜡质模型进行清洗。
3.根据权利要求1所述的一种易溃散型壳的制壳工艺，其特征在于，在步骤S2中：
所述锆英浆为硅溶胶与锆英粉以1:4.2的比例混合而成；所述锆英砂为80～100目的锆英砂；风干环境条件为：风速处于3～5m/s之间，温度处于22～25℃之间，湿度处于60～70％之间；风干时间在8-10小时之间。
4.根据权利要求1所述的一种易溃散型壳的制壳工艺，其特征在于，在步骤S3中：
所述莫来浆为硅溶胶与莫来粉以1:1.8的比例混合而成；所述莫来砂为30～60目的莫来砂；风干环境条件为：风速处于3～5m/s之间，温度处于22～26℃之间，湿度处于40-60％之间；风干时间不少于8小时。
5.根据权利要求1所述的一种易溃散型壳的制壳工艺，其特征在于，在步骤S4中：
重复四次步骤S3，其中：
第一次重复步骤S3使用的莫来浆为硅溶胶与莫来粉以1:1.6的比例混合而成；使用的熔融石英砂为20～40目的熔融石英砂；
第二次重复步骤S3使用的莫来浆为硅溶胶与莫来粉以1:1.5的比例混合而成；使用的熔融石英砂为20～40目的熔融石英砂；
第三次重复步骤S3使用的莫来浆为硅溶胶与莫来粉以1:1.4的比例混合而成；使用的莫来砂为16～30目的莫来砂；
第四次重复步骤S3使用的莫来浆为硅溶胶与莫来粉以1:1.3的比例混合而成；不使用莫来砂；
风干环境条件为：风速处于3～5m/s之间，温度处于22～27℃之间，湿度处于30-50％之间；前三次风干时间不少于8小时，第四次的风干时间不少于6小时。
6.根据权利要求1所述的一种易溃散型壳的制壳工艺，其特征在于，在步骤S5中：
将风干好的外型壳置于蒸汽压力处于0.6～0.8MPa的范围、蒸汽温度处于170～180℃的范围的脱蜡釜中让蜡从型壳内流出。
7.根据权利要求1所述的一种易溃散型壳的制壳工艺，其特征在于，在步骤S6中：
高温焙烧的温度在1100～1200℃之间，持续70～90分钟。
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