CN109678535A - 一种以粉料为原料的水溶性陶瓷型芯及其制备方法 - Google Patents

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朱伟
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Abstract

本发明公开了一种以粉料为原料的水溶性陶瓷型芯，属于精密铸造技术领域；解决了现有的陶瓷型芯有的对铸件有腐蚀性，从而导致制备设备寿命缩短，而且在陶瓷型芯生产过程中会产生大量的有毒物质的问题，其技术特征在于：包括以下按照重量份的原料：耐火骨料200‑250份、固化剂10‑30份、增塑剂20‑45份、活性炭30‑50份、亚硝酸钠10‑15份、氧化铝15‑30份、陶瓷粉10‑30份、偶联剂20‑30份；本发明制备的陶瓷型芯具有节能无污染的优点，且制备过程简单易操作，制备过程中不会产生污染物，能够保证高的合格率，避免因制备产物不合格造成的资源浪费。

Description

一种以粉料为原料的水溶性陶瓷型芯及其制备方法
技术领域
本发明涉及精密铸造技术领域，具体是一种以粉料为原料的水溶性陶瓷型芯及其制备方法。
背景技术
陶瓷芯是熔模铸造工艺中使用的一种陶瓷型芯的简称，作为形成铸件空腔的转接体，其作用是：形成铸件的内腔结构，与外型模及模壳共同保证铸件对空腔的尺寸精度要求，陶瓷型芯通常用于形成形状复杂或不易成形的铸件的型腔，作为简化工艺难度降低成本提高制品合格率的一种特殊的工艺手段；
一般的陶瓷型芯采用混合碱法、碱溶液法、压力脱芯法、氢氟酸法来脱除型芯，但是现有的陶瓷型芯有的对铸件有腐蚀性，从而导致制备设备寿命缩短，而且在陶瓷型芯生产过程中会产生大量的有毒物质，从而造成对环境的污染，不符合现在人们所倡导的环保理念，因此我们提出一种以粉料为原料的水溶性陶瓷型芯及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以粉料为原料的水溶性陶瓷型芯及其制备方法，以解决现有的陶瓷型芯有的对铸件有腐蚀性，从而导致制备设备寿命缩短，而且在陶瓷型芯生产过程中会产生大量的有毒物质的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种以粉料为原料的水溶性陶瓷型芯，包括以下按照重量份的原料：耐火骨料200-250份、固化剂10-30份、增塑剂20-45份、活性炭30-50份、亚硝酸钠10-15份、氧化铝15-30份、陶瓷粉10-30份、偶联剂20-30份。
作为本发明进一步的方案：包括以下按照重量份的原料：耐火骨料210-240份、固化剂20-25份、增塑剂25-35份、活性炭35-45份、亚硝酸钠11-12份、氧化铝18-28份、陶瓷粉15-20份、偶联剂22-28份。
作为本发明再进一步的方案：包括以下按照重量份的原料：耐火骨料220份、固化剂21份、增塑剂28份、活性炭37份、亚硝酸钠11.5份、氧化铝22份、陶瓷粉18份、偶联剂25份。
作为本发明再进一步的方案：所述增塑剂为小苏打、柠檬酸三酯的混合物。
作为本发明再进一步的方案：所述偶联剂为三甲基六亚甲基二异氰酸酯、正硅酸甲酯和硬脂肪酸中的一种或多种混合物。
所述以粉料为原料的水溶性陶瓷型芯的制备方法，步骤如下：
1)取耐火骨料、亚硝酸钠和陶瓷粉，混合后碾磨处理，然后过20-40目筛，得到粉末状混合组分A，备用；
2)取活性炭和氧化铝，放入烘箱内干燥处理，烘箱内干燥温度为30-50℃，干燥时间为2h，干燥结束后混合物取出自然冷却，然后放入球磨机内进行碾磨处理，碾磨时间为30min，得到混合组分B，备用；
3)取制得的混合组分A和混合组分B，然后将混合物送至渗漉器，加入5倍的乙醇溶剂对混合物进行提取，提取结束后，向混合物中加入偶联剂，得到混合物C，备用；
4)将混合物C放入马弗炉内灼烧，马弗炉的温度为850℃，加热时间为5h，然后取出，加入增塑剂和固化剂，然后将混合物放入油浴锅内进行加热融化，加热温度为100℃；
5)取洁净后的模具，放入烘箱内干燥处理，干燥时间为80min，然后取出模具，将混合物浇筑在模具内，浇筑完成后对混合物进行浓缩处理，浓缩至膏稠状后，然后迅速制冷，得成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明制备的陶瓷型芯具有节能无污染的优点，且制备过程简单易操作，制备过程中不会产生污染物，能够保证高的合格率，避免因制备产物不合格造成的资源浪费。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明，显然，所描述的实施例仅仅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。
实施例1
一种以粉料为原料的水溶性陶瓷型芯，包括以下按照重量份的原料：耐火骨料200份、固化剂10份、增塑剂20份、活性炭30份、亚硝酸钠10份、氧化铝15份、陶瓷粉10份、偶联剂20份。
所述增塑剂为小苏打、柠檬酸三酯的混合物，小苏打、柠檬酸三酯的质量比2:1。
所述偶联剂为三甲基六亚甲基二异氰酸酯。
本实施例中，所述以粉料为原料的水溶性陶瓷型芯的制备方法，步骤如下：
1)取耐火骨料、亚硝酸钠和陶瓷粉，混合后碾磨处理，然后过20目筛，得到粉末状混合组分A，备用；
2)取活性炭和氧化铝，放入烘箱内干燥处理，烘箱内干燥温度为30℃，干燥时间为2h，干燥结束后混合物取出自然冷却，然后放入球磨机内进行碾磨处理，碾磨时间为30min，得到混合组分B，备用；
3)取制得的混合组分A和混合组分B，然后将混合物送至渗漉器，加入5倍的乙醇溶剂对混合物进行提取，提取结束后，向混合物中加入偶联剂，得到混合物C，备用；
4)将混合物C放入马弗炉内灼烧，马弗炉的温度为850℃，加热时间为5h，然后取出，加入增塑剂和固化剂，然后将混合物放入油浴锅内进行加热融化，加热温度为100℃；
5)取洁净后的模具，放入烘箱内干燥处理，干燥时间为80min，然后取出模具，将混合物浇筑在模具内，浇筑完成后对混合物进行浓缩处理，浓缩至膏稠状后，然后迅速制冷，得成。
实施例2
一种以粉料为原料的水溶性陶瓷型芯，包括以下按照重量份的原料：耐火骨料250份、固化剂30份、增塑剂45份、活性炭50份、亚硝酸钠15份、氧化铝30份、陶瓷粉30份、偶联剂30份。
所述增塑剂为小苏打、柠檬酸三酯的混合物，小苏打、柠檬酸三酯的质量比1:1。
所述偶联剂为正硅酸甲酯。
本实施例中，所述以粉料为原料的水溶性陶瓷型芯的制备方法，步骤如下：
1)取耐火骨料、亚硝酸钠和陶瓷粉，混合后碾磨处理，然后过40目筛，得到粉末状混合组分A，备用；
2)取活性炭和氧化铝，放入烘箱内干燥处理，烘箱内干燥温度为35℃，干燥时间为2h，干燥结束后混合物取出自然冷却，然后放入球磨机内进行碾磨处理，碾磨时间为30min，得到混合组分B，备用；
3)取制得的混合组分A和混合组分B，然后将混合物送至渗漉器，加入5倍的乙醇溶剂对混合物进行提取，提取结束后，向混合物中加入偶联剂，得到混合物C，备用；
4)将混合物C放入马弗炉内灼烧，马弗炉的温度为850℃，加热时间为5h，然后取出，加入增塑剂和固化剂，然后将混合物放入油浴锅内进行加热融化，加热温度为100℃；
5)取洁净后的模具，放入烘箱内干燥处理，干燥时间为80min，然后取出模具，将混合物浇筑在模具内，浇筑完成后对混合物进行浓缩处理，浓缩至膏稠状后，然后迅速制冷，得成。
实施例3
一种以粉料为原料的水溶性陶瓷型芯，包括以下按照重量份的原料：耐火骨料210份、固化剂20份、增塑剂25份、活性炭35份、亚硝酸钠11份、氧化铝18份、陶瓷粉15份、偶联剂22份。
所述增塑剂为小苏打、柠檬酸三酯的混合物，小苏打、柠檬酸三酯的质量比1.5:1。
所述偶联剂为硬脂肪酸。
本实施例中，所述以粉料为原料的水溶性陶瓷型芯的制备方法，步骤如下：
1)取耐火骨料、亚硝酸钠和陶瓷粉，混合后碾磨处理，然后过30目筛，得到粉末状混合组分A，备用；
2)取活性炭和氧化铝，放入烘箱内干燥处理，烘箱内干燥温度为40℃，干燥时间为2h，干燥结束后混合物取出自然冷却，然后放入球磨机内进行碾磨处理，碾磨时间为30min，得到混合组分B，备用；
3)取制得的混合组分A和混合组分B，然后将混合物送至渗漉器，加入5倍的乙醇溶剂对混合物进行提取，提取结束后，向混合物中加入偶联剂，得到混合物C，备用；
4)将混合物C放入马弗炉内灼烧，马弗炉的温度为850℃，加热时间为5h，然后取出，加入增塑剂和固化剂，然后将混合物放入油浴锅内进行加热融化，加热温度为100℃；
5)取洁净后的模具，放入烘箱内干燥处理，干燥时间为80min，然后取出模具，将混合物浇筑在模具内，浇筑完成后对混合物进行浓缩处理，浓缩至膏稠状后，然后迅速制冷，得成。
实施例4
一种以粉料为原料的水溶性陶瓷型芯，包括以下按照重量份的原料：耐火骨料240份、固化剂25份、增塑剂35份、活性炭45份、亚硝酸钠12份、氧化铝28份、陶瓷粉20份、偶联剂28份
所述增塑剂为小苏打、柠檬酸三酯的混合物，小苏打、柠檬酸三酯的质量比1:4。
所述偶联剂为三甲基六亚甲基二异氰酸酯、正硅酸甲酯和硬脂肪酸的混合物，三甲基六亚甲基二异氰酸酯、正硅酸甲酯和硬脂肪酸的质量比为1:1.3:2.5。
本实施例中，所述以粉料为原料的水溶性陶瓷型芯的制备方法，步骤如下：
1)取耐火骨料、亚硝酸钠和陶瓷粉，混合后碾磨处理，然后过40目筛，得到粉末状混合组分A，备用；
2)取活性炭和氧化铝，放入烘箱内干燥处理，烘箱内干燥温度为50℃，干燥时间为2h，干燥结束后混合物取出自然冷却，然后放入球磨机内进行碾磨处理，碾磨时间为30min，得到混合组分B，备用；
3)取制得的混合组分A和混合组分B，然后将混合物送至渗漉器，加入5倍的乙醇溶剂对混合物进行提取，提取结束后，向混合物中加入偶联剂，得到混合物C，备用；
4)将混合物C放入马弗炉内灼烧，马弗炉的温度为850℃，加热时间为5h，然后取出，加入增塑剂和固化剂，然后将混合物放入油浴锅内进行加热融化，加热温度为100℃；
5)取洁净后的模具，放入烘箱内干燥处理，干燥时间为80min，然后取出模具，将混合物浇筑在模具内，浇筑完成后对混合物进行浓缩处理，浓缩至膏稠状后，然后迅速制冷，得成。
实施例5
一种以粉料为原料的水溶性陶瓷型芯，包括以下按照重量份的原料：耐火骨料220份、固化剂21份、增塑剂28份、活性炭37份、亚硝酸钠11.5份、氧化铝22份、陶瓷粉18份、偶联剂25份。
所述增塑剂为小苏打、柠檬酸三酯的混合物，小苏打、柠檬酸三酯的质量比1:1。
所述偶联剂为三甲基六亚甲基二异氰酸酯、正硅酸甲酯和硬脂肪酸的混合物，三甲基六亚甲基二异氰酸酯、正硅酸甲酯和硬脂肪酸的质量比为2:2.3:1.5。
本实施例中，所述以粉料为原料的水溶性陶瓷型芯的制备方法，步骤如下：
1)取耐火骨料、亚硝酸钠和陶瓷粉，混合后碾磨处理，然后过30目筛，得到粉末状混合组分A，备用；
2)取活性炭和氧化铝，放入烘箱内干燥处理，烘箱内干燥温度为40℃，干燥时间为2h，干燥结束后混合物取出自然冷却，然后放入球磨机内进行碾磨处理，碾磨时间为30min，得到混合组分B，备用；
3)取制得的混合组分A和混合组分B，然后将混合物送至渗漉器，加入5倍的乙醇溶剂对混合物进行提取，提取结束后，向混合物中加入偶联剂，得到混合物C，备用；
4)将混合物C放入马弗炉内灼烧，马弗炉的温度为850℃，加热时间为5h，然后取出，加入增塑剂和固化剂，然后将混合物放入油浴锅内进行加热融化，加热温度为100℃；
5)取洁净后的模具，放入烘箱内干燥处理，干燥时间为80min，然后取出模具，将混合物浇筑在模具内，浇筑完成后对混合物进行浓缩处理，浓缩至膏稠状后，然后迅速制冷，得成。
对比例1
与实施例5相比，原料中不含氧化铝，其他与实施例5相同。
对比例2
与实施例5相比，原料中不含增塑剂，其他与实施例5相同。
对比例3
与实施例5相比，原料中不含氧化铝和增塑剂，其他与实施例5相同。
对实施例1-5、对比例1-3以及市售产品进行性能试验，测试结果如表1所示。
表1性能测试表
组别 抗弯强度(MPa) 孔隙率(％)
实施例1 8 20
实施例2 8.3 21
实施例3 7.9 25
实施例4 7.8 20
实施例5 8.5 19.5
对比例1 6.5 25
对比例2 6.4 26
对比例3 6.5 27
市售产品 5.5 30
本发明制备的陶瓷型芯具有节能无污染的优点，且制备过程简单易操作，制备过程中不会产生污染物，能够保证高的合格率，避免因制备产物不合格造成的资源浪费
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种以粉料为原料的水溶性陶瓷型芯，其特征在于，包括以下按照重量份的原料：耐火骨料200-250份、固化剂10-30份、增塑剂20-45份、活性炭30-50份、亚硝酸钠10-15份、氧化铝15-30份、陶瓷粉10-30份、偶联剂20-30份。
2.根据权利要求1所述的以粉料为原料的水溶性陶瓷型芯，其特征在于，包括以下按照重量份的原料：耐火骨料210-240份、固化剂20-25份、增塑剂25-35份、活性炭35-45份、亚硝酸钠11-12份、氧化铝18-28份、陶瓷粉15-20份、偶联剂22-28份。
3.根据权利要求1所述的以粉料为原料的水溶性陶瓷型芯，其特征在于，包括以下按照重量份的原料：耐火骨料220份、固化剂21份、增塑剂28份、活性炭37份、亚硝酸钠11.5份、氧化铝22份、陶瓷粉18份、偶联剂25份。
4.根据权利要求1所述的以粉料为原料的水溶性陶瓷型芯，其特征在于，所述增塑剂为小苏打、柠檬酸三酯的混合物。
5.根据权利要求1所述的以粉料为原料的水溶性陶瓷型芯，其特征在于，所述偶联剂为三甲基六亚甲基二异氰酸酯、正硅酸甲酯和硬脂肪酸中的一种或多种混合物。
6.如权利要求1-5任一所述的以粉料为原料的水溶性陶瓷型芯的制备方法，其特征在于，步骤如下：
1)取耐火骨料、亚硝酸钠和陶瓷粉，混合后碾磨处理，然后过20-40目筛，得到粉末状混合组分A，备用；
2)取活性炭和氧化铝，放入烘箱内干燥处理，干燥结束后混合物取出自然冷却，然后放入球磨机内进行碾磨处理，得到混合组分B，备用；
3)取制得的混合组分A和混合组分B，然后将混合物送至渗漉器，加入5倍的乙醇溶剂对混合物进行提取，提取结束后，向混合物中加入偶联剂，得到混合物C，备用；
4)将混合物C放入马弗炉内灼烧，然后取出，加入增塑剂和固化剂，然后将混合物放入油浴锅内进行加热融化；
5)取洁净后的模具，放入烘箱内干燥处理，干燥时间为80min，然后取出模具，将混合物浇筑在模具内，浇筑完成后对混合物进行浓缩处理，浓缩至膏稠状后，然后迅速制冷，得成。
7.根据权利要求6所述的以粉料为原料的水溶性陶瓷型芯的制备方法，其特征在于，步骤2)中，烘箱内干燥温度为30-50℃，干燥时间为2h，。
8.根据权利要求6所述的以粉料为原料的水溶性陶瓷型芯的制备方法，其特征在于，步骤4)中，加热温度为100℃。
9.根据权利要求6所述的以粉料为原料的水溶性陶瓷型芯的制备方法，其特征在于，步骤5)中，马弗炉的温度为850℃，加热时间为5h。
10.根据权利要求7所述的以粉料为原料的水溶性陶瓷型芯的制备方法，其特征在于，步骤2)中，碾磨时间为30min。
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