CN110976758B - 一种消失模实型铸造工艺 - Google Patents

一种消失模实型铸造工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN110976758B
CN110976758B CN201911100751.XA CN201911100751A CN110976758B CN 110976758 B CN110976758 B CN 110976758B CN 201911100751 A CN201911100751 A CN 201911100751A CN 110976758 B CN110976758 B CN 110976758B
Authority
CN
China
Prior art keywords
casting
parts
lost foam
beads
model
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911100751.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN110976758A (zh
Inventor
何祥炎
孙国政
周万波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui Solid Foundry Co ltd
Original Assignee
Anhui Solid Foundry Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui Solid Foundry Co ltd filed Critical Anhui Solid Foundry Co ltd
Priority to CN201911100751.XA priority Critical patent/CN110976758B/zh
Publication of CN110976758A publication Critical patent/CN110976758A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110976758B publication Critical patent/CN110976758B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C7/00Patterns; Manufacture thereof so far as not provided for in other classes
    • B22C7/02Lost patterns
    • B22C7/023Patterns made from expanded plastic materials
    • B22C7/026Patterns made from expanded plastic materials by assembling preformed parts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C3/00Selection of compositions for coating the surfaces of moulds, cores, or patterns
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/02Sand moulds or like moulds for shaped castings
    • B22C9/04Use of lost patterns
    • B22C9/046Use of patterns which are eliminated by the liquid metal in the mould

Abstract

本发明公开了一种消失模实型铸造工艺,其特征在于,包括如下步骤:步骤S1、泡塑珠粒的选用;步骤S2、消失模的制作;步骤S3、模型涂层;步骤S4、铸件粗坯的制备;步骤S5、后处理。本发明还公开了根据所述消失模实型铸造工艺制得的铸件。本发明公开的消失模实型铸造工艺简单易行,对设备依赖性小,铸造成本低廉,铸造效率和成品合格率高,适合连续大规模生产,可以大大改善铸造生产线的工作环境与生产条件、降低劳动强度、减少能源消耗;铸造得到的产品尺寸精度更高、内外表面质量更好,具有较高的经济价值、社会价值和生态价值。

Description

一种消失模实型铸造工艺
技术领域
本发明涉及铸造技术领域,尤其涉及一种消失模实型铸造工艺。
背景技术
随着尖端科学和现代工业的发展,各工业部门越来越多地要求机械设备能在高参数(高温、高压、高速度和高度自动化)和恶劣的工况条件(如严重的磨损和腐蚀)下长期稳定的运行,对材料和设备以及机械零部件的使用性能要求也愈来愈高。高性能特种零件的应用和需求市场相应的得到了快速的增长,寻找经济、实用的方法获得高性能特种零件成为该领域的研究和发展方向。
消失模铸造技术是实现高性能特种零件的有效方法,消失模铸造(又称实型铸造)是用泡沫塑料(EPS、STMMA或EPMMA)高分子材料制作成为与要生产铸造的零件结构、尺寸完全一样的实型模具,经过浸涂耐火涂料(起强化、光洁、透气作用)并烘干后,埋在干石英砂中经三维振动造型,浇铸造型砂箱在负压状态下浇入熔化的金属液,使高分子材料模型受热气化抽出,进而被液体金属取代冷却凝固后形成的一次性成型铸造新工艺生产铸件的新型铸造方法。该工艺无需取模、无分型面、无砂芯,因而铸件没有飞边、毛刺和拔模斜度,并减少了由于型芯组合而造成的尺寸误差,被广泛应用于高性能特种零件的制造。
在消失模铸造工艺中,每个环节对于消失模铸件质量都具有很大的影响作用,对每个环节的工艺进行改进都将会大大提升铸件的质量。现有的消失模铸造工艺由于设备成本投入,以及泡沫模样模具(白模)制造、涂料工艺、浇注工艺等技术中存在无法克服的问题:1.消失模铸造工艺中需要制造白模,白模在制造过程中容易产生变形(如:聚苯乙烯珠粒的预发密度小、白模在脱模时受到水压等外力作用而发生变形);2.白模上涂的涂料不均匀,没涂完整而露白了,浇铸时会粘砂;3.白模存在填砂盲区;4.在浇铸时,a.一般会将白模的缸头面朝上放置,这样可以减少盲区,但浇铸得到的缸头面有碳渣;b.浇口处受热变形也容易发生粘砂的情况,这些都会影响铸件的质量。
申请号为200310121116.2、201210018758.9、201110278676.3、201110278679.7和200610039860.1的中国专利,公开了数种铸铁等材质类缸体、缸盖的消失模铸造工艺。但是,首先,这些消失模铸造工艺方法大多仅适用铸铁材质;其次,这些消失模铸造工艺方法在浇注及浇注步骤前后都需要外接真空系统,以提高白模热解产物的排出,这样大大增加了工艺操作的复杂程度,降低了生产效率,提高了生产成本。
因此,开发一种生产效率和成品合格率更高的消失模实型铸造工艺显得尤为重要,对促进消失模实型铸造行业的发展具有非常重要的意义。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种消失模实型铸造工艺,该工艺简单易行,对设备依赖性小,铸造成本低廉,铸造效率和成品合格率高,适合连续大规模生产,可以大大改善铸造生产线的工作环境与生产条件、降低劳动强度、减少能源消耗;铸造得到的产品尺寸精度更高、内外表面质量更好,具有较高的经济价值、社会价值和生态价值。
为达到以上目的,本发明采用的技术方案为:一种消失模实型铸造工艺,其特征在于,包括如下步骤:
步骤S1、泡塑珠粒的选用:选用可发性丙烯腈/N-烯丙基氨基甲酸苄酯/苯基乙烯基砜共聚物为模样原始珠粒;所述原始珠粒的粒径≤铸件的最小壁厚的1/8-1/11;
步骤S2、消失模的制作:首先对步骤S1中制成的泡塑珠粒进行预发泡,然后放置在干燥、通风的料仓内进行熟化,再填充到金属模具的型腔内,加热,使珠粒再次膨胀,填满珠粒间的空隙,并使珠粒间相互融合,形成平滑的表面,即模型,最后冷却出模;接着将模型与浇冒口模型组合通过粘结剂粘结在一起,形成模型簇,制成与要生产铸造的零件结构、尺寸对应的实型铸造泡塑模型;
步骤S3、模型涂层:取消失模铸造专用涂料在涂料搅拌机内加水搅拌,搅拌后的涂料放入容器中,用浸、刷、淋和喷的方式依次涂覆模型,使得涂层厚度为1-2.5mm为宜,最后在45-55℃下烘干;
步骤S4、铸件粗坯的制备:将经过步骤S3处理的实型模型埋在石英砂中经三维造型,然后与砂箱配合进行铸造砂型,砂型铸造好后将砂箱合箱,然后往砂箱中采用慢-快-慢的节奏连续浇注金属液;浇注完成后,铸件进行冷却,当冷却至200-400℃之间时,在此范围温度下进行落砂脱离和切割浇冒口,得到表面光洁的铸件粗坯;
步骤S5、后处理:将铸件粗坯一定温度下进行抛丸或喷砂处理15-25分钟。
进一步地,所述可发性丙烯腈/N-烯丙基氨基甲酸苄酯/苯基乙烯基砜共聚物的制备方法,包括如下步骤:将丙烯腈、N-烯丙基氨基甲酸苄酯、苯基乙烯基砜、发泡剂、引发剂混合后,超声3-6分钟,得到混合物料,再将混合物料转移到高压反应釜中,在氮气或惰性气体氛围下,70-80℃时搅拌反应3-5小时,反应结束后冷却至室温,造粒,得到可发性丙烯腈/N-烯丙基氨基甲酸苄酯/苯基乙烯基砜共聚物。
优选地,所述丙烯腈、N-烯丙基氨基甲酸苄酯、苯基乙烯基砜、发泡剂、引发剂的质量比为1:1:2:(0.3-0.5):(0.03-0.05)。
优选地,所述发泡剂为石油醚、丁烷、戊烷、碳酸钠中的至少一种。
优选地,所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的至少一种;所述惰性气体为氦气、氖气、氩气中的一种。
进一步地,步骤S2中所述预发泡的方法为热水预发泡、蒸汽预发泡和真空预发泡中的一种。
进一步地,步骤S2中所述熟化时间为15-50小时。
进一步地,步骤S2中所述粘结剂为酚醛树脂粘结剂、环氧树脂粘结剂和有机硅树脂氰酸酯树脂粘结剂中的一种。
进一步地,步骤S3中所述消失模铸造专用涂料是由如下重量份的各原料制成:硼砂3-5份、锆砂10-15份、莫来石粉8-12份、甘磷酸胆碱3-6份、水玻璃1-3份、水溶性聚氨酯5-10份、凹凸棒土3-6份、羟乙基-β-环糊精2-5份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵1-4份、水20-30份。
进一步地,步骤S5中所述一定温度为200-400℃。
本发明的另一个目的,在于提供一种根据所述消失模实型铸造工艺铸造而成的铸件。
由于上述技术方案运用,本发明与现有技术相比具有下列优点:
(1)本发明的消失模实型铸造工艺,包括步骤S1、泡塑珠粒的选用、步骤S2、消失模的制作、步骤S3、模型涂层、步骤S4、铸件粗坯的制备和步骤S5、后处理,工艺流程短,简单易行,对设备依赖性小,铸造成本低廉,铸造效率和成品合格率高,适合连续大规模生产,各步骤协同作用,可以大大改善铸造生产线的工作环境与生产条件、降低劳动强度、减少能源消耗;铸造得到的产品尺寸精度更高、内外表面质量更好,具有较高的经济价值、社会价值和生态价值。
(2)本发明的消失模实型铸造工艺,选用可发性丙烯腈/N-烯丙基氨基甲酸苄酯/苯基乙烯基砜共聚物为模样原始珠粒,引入砜基、丙烯腈结构,有效改善了泡塑珠粒的性能,进一步降低了残留的碳;有效控制珠粒合理的预发密度,不会造成白模强度不够而产生变形、甚至断裂,也不会产生铸件缺陷,如气孔,碳缺陷等;除此之外还解决了铸件品质低的问题,从而实现铸件的批量化生产。
(3)本发明的消失模实型铸造工艺,采用粘结剂形成模型簇,所述粘结剂为酚醛树脂粘结剂、环氧树脂粘结剂和有机硅树脂氰酸酯树脂粘结剂中的一种,这些粘结剂耐高温性能好,有效改善了模型性能,进而有利于铸件质量的提高。
(4)本发明的消失模实型铸造工艺,在浇注过程中采用慢、快、慢并且连续浇注的方式,有效防止了浇注过程中因空气的进入而导致铸件报废的情况,有效保证了消失模铸件的质量,提升了消失模铸件的合格率,具有突出的实用性和显著的经济利用价值。
(5)本发明的消失模实型铸造工艺,涂覆的消失模涂料由如下重量份的各原料制成:硼砂3-5份、锆砂10-15份、莫来石粉8-12份、甘磷酸胆碱3-6份、水玻璃1-3份、水溶性聚氨酯5-10份、凹凸棒土3-6份、羟乙基-β-环糊精2-5份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵1-4份、水20-30份。各原料协同作用,使得其综合性能优异,附着力大,
强度高,耐火性能好,有效避免了铸件产生粘砂、砂眼、气孔和碳渣等缺陷。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例,本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
实施例1
一种消失模实型铸造工艺,其特征在于,包括如下步骤:
步骤S1、泡塑珠粒的选用:选用可发性丙烯腈/N-烯丙基氨基甲酸苄酯/苯基乙烯基砜共聚物为模样原始珠粒;所述原始珠粒的粒径≤铸件的最小壁厚的1/8;
步骤S2、消失模的制作:首先对步骤S1中制成的泡塑珠粒进行预发泡,然后放置在干燥、通风的料仓内进行熟化,再填充到金属模具的型腔内,加热,使珠粒再次膨胀,填满珠粒间的空隙,并使珠粒间相互融合,形成平滑的表面,即模型,最后冷却出模;接着将模型与浇冒口模型组合通过粘结剂粘结在一起,形成模型簇,制成与要生产铸造的零件结构、尺寸对应的实型铸造泡塑模型;
步骤S3、模型涂层:取消失模铸造专用涂料在涂料搅拌机内加水搅拌,搅拌后的涂料放入容器中,用浸、刷、淋和喷的方式依次涂覆模型,使得涂层厚度为1mm为宜,最后在45℃下烘干;
步骤S4、铸件粗坯的制备:将经过步骤S3处理的实型模型埋在石英砂中经三维造型,然后与砂箱配合进行铸造砂型,砂型铸造好后将砂箱合箱,然后往砂箱中采用慢-快-慢的节奏连续浇注金属液;浇注完成后,铸件进行冷却,当冷却至200℃之间时,在此范围温度下进行落砂脱离和切割浇冒口,得到表面光洁的铸件粗坯;
步骤S5、后处理:将铸件粗坯一定温度下进行喷砂处理15分钟。
所述可发性丙烯腈/N-烯丙基氨基甲酸苄酯/苯基乙烯基砜共聚物的制备方法,包括如下步骤:将丙烯腈、N-烯丙基氨基甲酸苄酯、苯基乙烯基砜、石油醚、偶氮二异丁腈混合后,超声3分钟,得到混合物料,再将混合物料转移到高压反应釜中,在氮气氛围下,70℃时搅拌反应3小时,反应结束后冷却至室温,造粒,得到可发性丙烯腈/N-烯丙基氨基甲酸苄酯/苯基乙烯基砜共聚物;所述丙烯腈、N-烯丙基氨基甲酸苄酯、苯基乙烯基砜、石油醚、偶氮二异丁腈的质量比为1:1:2:0.3:0.03。
步骤S2中所述预发泡的方法为热水预发泡;所述熟化时间为15小时;所述粘结剂为酚醛树脂粘结剂。
步骤S3中所述消失模铸造专用涂料是由如下重量份的各原料制成:硼砂3份、锆砂10份、莫来石粉8份、甘磷酸胆碱3份、水玻璃1份、水溶性聚氨酯5份、凹凸棒土3份、羟乙基-β-环糊精2份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵1份、水20份。
步骤S5中所述一定温度为200℃。
一种根据所述消失模实型铸造工艺铸造而成的铸件。
实施例2
一种消失模实型铸造工艺,其特征在于,包括如下步骤:
步骤S1、泡塑珠粒的选用:选用可发性丙烯腈/N-烯丙基氨基甲酸苄酯/苯基乙烯基砜共聚物为模样原始珠粒;所述原始珠粒的粒径≤铸件的最小壁厚的1/9;
步骤S2、消失模的制作:首先对步骤S1中制成的泡塑珠粒进行预发泡,然后放置在干燥、通风的料仓内进行熟化,再填充到金属模具的型腔内,加热,使珠粒再次膨胀,填满珠粒间的空隙,并使珠粒间相互融合,形成平滑的表面,即模型,最后冷却出模;接着将模型与浇冒口模型组合通过粘结剂粘结在一起,形成模型簇,制成与要生产铸造的零件结构、尺寸对应的实型铸造泡塑模型;
步骤S3、模型涂层:取消失模铸造专用涂料在涂料搅拌机内加水搅拌,搅拌后的涂料放入容器中,用浸、刷、淋和喷的方式依次涂覆模型,使得涂层厚度为1.5mm为宜,最后在47℃下烘干;
步骤S4、铸件粗坯的制备:将经过步骤S3处理的实型模型埋在石英砂中经三维造型,然后与砂箱配合进行铸造砂型,砂型铸造好后将砂箱合箱,然后往砂箱中采用慢-快-慢的节奏连续浇注金属液;浇注完成后,铸件进行冷却,当冷却至250℃之间时,在此范围温度下进行落砂脱离和切割浇冒口,得到表面光洁的铸件粗坯;
步骤S5、后处理:将铸件粗坯一定温度下进行抛丸或喷砂处理17分钟。
所述可发性丙烯腈/N-烯丙基氨基甲酸苄酯/苯基乙烯基砜共聚物的制备方法,包括如下步骤:将丙烯腈、N-烯丙基氨基甲酸苄酯、苯基乙烯基砜、丁烷、偶氮二异庚腈混合后,超声4分钟,得到混合物料,再将混合物料转移到高压反应釜中,在氦气氛围下,72℃时搅拌反应3.5小时,反应结束后冷却至室温,造粒,得到可发性丙烯腈/N-烯丙基氨基甲酸苄酯/苯基乙烯基砜共聚物;所述丙烯腈、N-烯丙基氨基甲酸苄酯、苯基乙烯基砜、丁烷、偶氮二异庚腈的质量比为1:1:2:0.35:0.035。
步骤S2中所述预发泡的方法为蒸汽预发泡;所述熟化时间为23小时;所述粘结剂为环氧树脂粘结剂。
步骤S3中所述消失模铸造专用涂料是由如下重量份的各原料制成:硼砂3.5份、锆砂11份、莫来石粉9份、甘磷酸胆碱4份、水玻璃1.5份、水溶性聚氨酯6份、凹凸棒土4份、羟乙基-β-环糊精3份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵2份、水23份。
步骤S5中所述一定温度为250℃。
一种根据所述消失模实型铸造工艺铸造而成的铸件。
实施例3
一种消失模实型铸造工艺,其特征在于,包括如下步骤:
步骤S1、泡塑珠粒的选用:选用可发性丙烯腈/N-烯丙基氨基甲酸苄酯/苯基乙烯基砜共聚物为模样原始珠粒;所述原始珠粒的粒径≤铸件的最小壁厚的1/10;
步骤S2、消失模的制作:首先对步骤S1中制成的泡塑珠粒进行预发泡,然后放置在干燥、通风的料仓内进行熟化,再填充到金属模具的型腔内,加热,使珠粒再次膨胀,填满珠粒间的空隙,并使珠粒间相互融合,形成平滑的表面,即模型,最后冷却出模;接着将模型与浇冒口模型组合通过粘结剂粘结在一起,形成模型簇,制成与要生产铸造的零件结构、尺寸对应的实型铸造泡塑模型;
步骤S3、模型涂层:取消失模铸造专用涂料在涂料搅拌机内加水搅拌,搅拌后的涂料放入容器中,用浸、刷、淋和喷的方式依次涂覆模型,使得涂层厚度为1.8mm为宜,最后在50℃下烘干;
步骤S4、铸件粗坯的制备:将经过步骤S3处理的实型模型埋在石英砂中经三维造型,然后与砂箱配合进行铸造砂型,砂型铸造好后将砂箱合箱,然后往砂箱中采用慢-快-慢的节奏连续浇注金属液;浇注完成后,铸件进行冷却,当冷却至300℃之间时,在此范围温度下进行落砂脱离和切割浇冒口,得到表面光洁的铸件粗坯;
步骤S5、后处理:将铸件粗坯一定温度下进行抛丸处理20分钟。
所述可发性丙烯腈/N-烯丙基氨基甲酸苄酯/苯基乙烯基砜共聚物的制备方法,包括如下步骤:将丙烯腈、N-烯丙基氨基甲酸苄酯、苯基乙烯基砜、戊烷、偶氮二异丁腈混合后,超声4.5分钟,得到混合物料,再将混合物料转移到高压反应釜中,在氖气氛围下,75℃时搅拌反应4小时,反应结束后冷却至室温,造粒,得到可发性丙烯腈/N-烯丙基氨基甲酸苄酯/苯基乙烯基砜共聚物;所述丙烯腈、N-烯丙基氨基甲酸苄酯、苯基乙烯基砜、戊烷、偶氮二异丁腈的质量比为1:1:2:0.4:0.04。
步骤S2中所述预发泡的方法为真空预发泡;所述熟化时间为35小时;所述粘结剂为有机硅树脂氰酸酯树脂粘结剂。
步骤S3中所述消失模铸造专用涂料是由如下重量份的各原料制成:硼砂4份、锆砂13份、莫来石粉10份、甘磷酸胆碱4.5份、水玻璃2份、水溶性聚氨酯8份、凹凸棒土4.5份、羟乙基-β-环糊精3.5份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵2.5份、水25份。
步骤S5中所述一定温度为300℃。
一种根据所述消失模实型铸造工艺铸造而成的铸件。
实施例4
一种消失模实型铸造工艺,其特征在于,包括如下步骤:
步骤S1、泡塑珠粒的选用:选用可发性丙烯腈/N-烯丙基氨基甲酸苄酯/苯基乙烯基砜共聚物为模样原始珠粒;所述原始珠粒的粒径≤铸件的最小壁厚的1/11;
步骤S2、消失模的制作:首先对步骤S1中制成的泡塑珠粒进行预发泡,然后放置在干燥、通风的料仓内进行熟化,再填充到金属模具的型腔内,加热,使珠粒再次膨胀,填满珠粒间的空隙,并使珠粒间相互融合,形成平滑的表面,即模型,最后冷却出模;接着将模型与浇冒口模型组合通过粘结剂粘结在一起,形成模型簇,制成与要生产铸造的零件结构、尺寸对应的实型铸造泡塑模型;
步骤S3、模型涂层:取消失模铸造专用涂料在涂料搅拌机内加水搅拌,搅拌后的涂料放入容器中,用浸、刷、淋和喷的方式依次涂覆模型,使得涂层厚度为2.4mm为宜,最后在54℃下烘干;
步骤S4、铸件粗坯的制备:将经过步骤S3处理的实型模型埋在石英砂中经三维造型,然后与砂箱配合进行铸造砂型,砂型铸造好后将砂箱合箱,然后往砂箱中采用慢-快-慢的节奏连续浇注金属液;浇注完成后,铸件进行冷却,当冷却至380℃之间时,在此范围温度下进行落砂脱离和切割浇冒口,得到表面光洁的铸件粗坯;
步骤S5、后处理:将铸件粗坯一定温度下进行抛丸处理24分钟。
所述可发性丙烯腈/N-烯丙基氨基甲酸苄酯/苯基乙烯基砜共聚物的制备方法,包括如下步骤:将丙烯腈、N-烯丙基氨基甲酸苄酯、苯基乙烯基砜、发泡剂、引发剂混合后,超声5.8分钟,得到混合物料,再将混合物料转移到高压反应釜中,在氩气氛围下,78℃时搅拌反应4.8小时,反应结束后冷却至室温,造粒,得到可发性丙烯腈/N-烯丙基氨基甲酸苄酯/苯基乙烯基砜共聚物;所述丙烯腈、N-烯丙基氨基甲酸苄酯、苯基乙烯基砜、发泡剂、引发剂的质量比为1:1:2:0.48:0.048;所述发泡剂为石油醚、丁烷、戊烷、碳酸钠按质量比1:1:2:2混合而成;所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈按质量比3:5混合而成。
步骤S2中所述预发泡的方法为热水预发泡;所述熟化时间为45小时;所述粘结剂为酚醛树脂粘结剂。
步骤S3中所述消失模铸造专用涂料是由如下重量份的各原料制成:硼砂5份、锆砂15份、莫来石粉12份、甘磷酸胆碱6份、水玻璃3份、水溶性聚氨酯10份、凹凸棒土6份、羟乙基-β-环糊精5份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵4份、水30份。
步骤S5中所述一定温度为380℃。
一种根据所述消失模实型铸造工艺铸造而成的铸件。
实施例5
一种消失模实型铸造工艺,其特征在于,包括如下步骤:
步骤S1、泡塑珠粒的选用:选用可发性丙烯腈/N-烯丙基氨基甲酸苄酯/苯基乙烯基砜共聚物为模样原始珠粒;所述原始珠粒的粒径≤铸件的最小壁厚的1/11;
步骤S2、消失模的制作:首先对步骤S1中制成的泡塑珠粒进行预发泡,然后放置在干燥、通风的料仓内进行熟化,再填充到金属模具的型腔内,加热,使珠粒再次膨胀,填满珠粒间的空隙,并使珠粒间相互融合,形成平滑的表面,即模型,最后冷却出模;接着将模型与浇冒口模型组合通过粘结剂粘结在一起,形成模型簇,制成与要生产铸造的零件结构、尺寸对应的实型铸造泡塑模型;
步骤S3、模型涂层:取消失模铸造专用涂料在涂料搅拌机内加水搅拌,搅拌后的涂料放入容器中,用浸、刷、淋和喷的方式依次涂覆模型,使得涂层厚度为2.5mm为宜,最后在55℃下烘干;
步骤S4、铸件粗坯的制备:将经过步骤S3处理的实型模型埋在石英砂中经三维造型,然后与砂箱配合进行铸造砂型,砂型铸造好后将砂箱合箱,然后往砂箱中采用慢-快-慢的节奏连续浇注金属液;浇注完成后,铸件进行冷却,当冷却至400℃之间时,在此范围温度下进行落砂脱离和切割浇冒口,得到表面光洁的铸件粗坯;
步骤S5、后处理:将铸件粗坯一定温度下进行喷砂处理25分钟。
所述可发性丙烯腈/N-烯丙基氨基甲酸苄酯/苯基乙烯基砜共聚物的制备方法,包括如下步骤:将丙烯腈、N-烯丙基氨基甲酸苄酯、苯基乙烯基砜、碳酸钠、偶氮二异庚腈混合后,超声6分钟,得到混合物料,再将混合物料转移到高压反应釜中,在氮气氛围下,80℃时搅拌反应5小时,反应结束后冷却至室温,造粒,得到可发性丙烯腈/N-烯丙基氨基甲酸苄酯/苯基乙烯基砜共聚物;所述丙烯腈、N-烯丙基氨基甲酸苄酯、苯基乙烯基砜、碳酸钠、偶氮二异庚腈的质量比为1:1:2:0.5:0.05。
步骤S2中所述预发泡的方法为真空预发泡;所述熟化时间为50小时;所述粘结剂为有机硅树脂氰酸酯树脂粘结剂。
步骤S3中所述消失模铸造专用涂料是由如下重量份的各原料制成:硼砂5份、锆砂15份、莫来石粉12份、甘磷酸胆碱6份、水玻璃3份、水溶性聚氨酯10份、凹凸棒土6份、羟乙基-β-环糊精5份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵4份、水30份。
步骤S5中所述一定温度为400℃。
一种根据所述消失模实型铸造工艺铸造而成的铸件。
对比例1
本例提供一种消失模实型铸造工艺,其与实施例1基本相同,不同的是用可发性聚苯乙烯代替可发性丙烯腈/N-烯丙基氨基甲酸苄酯/苯基乙烯基砜共聚物。
对比例2
本例提供一种消失模实型铸造工艺,其与实施例1基本相同,不同的所述消失模铸造专用涂料的制备原料不包含硼砂和莫来石粉。
对比例3
本例提供一种消失模实型铸造工艺,其与实施例1基本相同,不同的所述消失模铸造专用涂料的制备原料不包含甘磷酸胆碱和水溶性聚氨酯。
对比例4
本例提供一种消失模实型铸造工艺,其与实施例1基本相同,不同的所述消失模铸造专用涂料的制备原料不包含羟乙基-β-环糊精和凹凸棒土。
为了进一步说明本发明实施例中所涉及的消失模实型铸造工艺的优异技术效果,对各例消失模实型铸造工艺铸造得到的铸件进行性能测试,型材为铝镁合金,测试方法和测试结果见表1。
表1
项目 抗拉强度 延伸率 屈服强度
单位 MPa MPa
测试标准 GB/T13822-1992 ASTMB577 GB/T228-2010
实施例1 380 15.5 195
实施例2 383 15.8 198
实施例3 387 16.0 200
实施例4 390 16.2 203
实施例5 393 16.5 205
对比例1 330 13.0 179
对比例2 325 12.8 182
对比例3 328 13.2 185
对比例4 320 13.4 180
从表1可以看出,本发明实施例公开的消失模实型铸造工艺铸造得到的铸件,抗拉强度≥380MPa,延伸率≥15.5%,屈服强度≥195MPa;而对比例抗拉强度≤330MPa,延伸率≤13.4%,屈服强度≤185MPa;可见,可发性丙烯腈/N-烯丙基氨基甲酸苄酯/苯基乙烯基砜共聚物的使用、硼砂、莫来石粉、甘磷酸胆碱、水溶性聚氨酯、羟乙基-β-环糊精、凹凸棒土的添加对改善铸件性能均有益。
以上所述仅是本发明的部分实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进,这些改进应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种消失模实型铸造工艺,其特征在于,包括如下步骤:
步骤S1、泡塑珠粒的选用:选用可发性丙烯腈、N-烯丙基氨基甲酸苄酯、苯基乙烯基砜共聚物为模样原始珠粒;所述原始珠粒的粒径≤铸件的最小壁厚的1/8-1/11;
步骤S2、消失模的制作:首先对步骤S1中制成的泡塑珠粒进行预发泡,然后放置在干燥、通风的料仓内进行熟化,再填充到金属模具的型腔内,加热,使珠粒再次膨胀,填满珠粒间的空隙,并使珠粒间相互融合,形成平滑的表面,即模型,最后冷却出模;接着将模型与浇冒口模型组合通过粘结剂粘结在一起,形成模型簇,制成与要生产铸造的零件结构、尺寸对应的实型铸造泡塑模型;
步骤S3、模型涂层:取消失模铸造涂料在涂料搅拌机内加水搅拌,搅拌后的涂料放入容器中,用浸、刷、淋和喷的方式依次涂覆模型,使得涂层厚度为1-2.5mm为宜,最后在45-55℃下烘干;
步骤S4、铸件粗坯的制备:将经过步骤S3处理的实型模型埋在石英砂中经三维造型,然后与砂箱配合进行铸造砂型,砂型铸造好后将砂箱合箱,然后往砂箱中采用慢-快-慢的节奏连续浇注金属液;浇注完成后,铸件进行冷却,当冷却至200-400℃之间时,在此范围温度下进行落砂脱离和切割浇冒口,得到表面光洁的铸件粗坯;
步骤S5、后处理:将铸件粗坯一定温度下进行抛丸或喷砂处理15-25分钟;
所述可发性丙烯腈、N-烯丙基氨基甲酸苄酯、苯基乙烯基砜共聚物的制备方法,包括如下步骤:将丙烯腈、N-烯丙基氨基甲酸苄酯、苯基乙烯基砜、发泡剂、引发剂混合后,超声3-6分钟,得到混合物料,再将混合物料转移到高压反应釜中,在氮气或惰性气体氛围下,70-80℃时搅拌反应3-5小时,反应结束后冷却至室温,造粒,得到可发性丙烯腈、N-烯丙基氨基甲酸苄酯、苯基乙烯基砜共聚物;
所述丙烯腈、N-烯丙基氨基甲酸苄酯、苯基乙烯基砜、发泡剂、引发剂的质量比为1:1:2:(0.3-0.5):(0.03-0.05);
所述发泡剂为石油醚、丁烷、戊烷、碳酸钠中的至少一种;
所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的至少一种;所述惰性气体为氦气、氖气、氩气中的一种;
步骤S3中所述消失模铸造涂料是由如下重量份的各原料制成:硼砂3-5份、锆砂10-15份、莫来石粉8-12份、甘磷酸胆碱3-6份、水玻璃1-3份、水溶性聚氨酯5-10份、凹凸棒土3-6份、羟乙基-β-环糊精2-5份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵1-4份、水20-30份。
2.根据权利要求1所述的一种消失模实型铸造工艺,其特征在于,步骤S2中所述预发泡的方法为热水预发泡、蒸汽预发泡和真空预发泡中的一种;步骤S2中所述熟化时间为15-50小时。
3.根据权利要求1所述的一种消失模实型铸造工艺,其特征在于,步骤S2中所述粘结剂为酚醛树脂粘结剂、环氧树脂粘结剂和有机硅树脂氰酸酯树脂粘结剂中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种消失模实型铸造工艺,其特征在于,步骤S5中所述一定温度为200-400℃。
5.一种根据权利要求1-4任一项所述的消失模实型铸造工艺铸造而成的铸件。
CN201911100751.XA 2019-11-12 2019-11-12 一种消失模实型铸造工艺 Active CN110976758B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911100751.XA CN110976758B (zh) 2019-11-12 2019-11-12 一种消失模实型铸造工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911100751.XA CN110976758B (zh) 2019-11-12 2019-11-12 一种消失模实型铸造工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110976758A CN110976758A (zh) 2020-04-10
CN110976758B true CN110976758B (zh) 2021-01-12

Family

ID=70083905

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911100751.XA Active CN110976758B (zh) 2019-11-12 2019-11-12 一种消失模实型铸造工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110976758B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113385638A (zh) * 2021-06-22 2021-09-14 内蒙古工业大学 基于消失模技术铸造芯模零部件的生产工艺
CN113857425A (zh) * 2021-09-01 2021-12-31 扬州市瑞晟机械铸造有限公司 汽车冲压模具泡沫实型精密铸造工艺
CN113894251B (zh) * 2021-12-13 2022-02-22 河北钢研德凯科技有限公司 一种铸造用高惰性模壳及其制备方法和提高镁合金铸件精度的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204584191U (zh) * 2015-05-06 2015-08-26 吴江市鼎天铸造有限公司 一种消失模铸造装置
CN105364010A (zh) * 2015-12-14 2016-03-02 宜宾玖鼎精密铸造有限公司 一种防止变形的消失模铸造工艺
CN105694771A (zh) * 2016-02-01 2016-06-22 安徽埃斯克制泵有限公司 一种泵体消失模制造用泡塑板材粘结剂

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10249484A (ja) * 1997-03-08 1998-09-22 Yuji Kamimura 消失模型鋳造法
FR2975613B1 (fr) * 2011-05-25 2013-06-21 Filtrauto Procede de fabrication d'une mousse metallique munie de conduits et mousse metallique ainsi obtenue
CN102974762A (zh) * 2012-12-24 2013-03-20 昌图县吉派机械铸造有限责任公司 真空消失模铸造工艺
CN104194177A (zh) * 2014-08-14 2014-12-10 韩志才 可发性聚苯乙烯功能新材料
CN104174813B (zh) * 2014-08-14 2016-06-08 济南圣泉集团股份有限公司 一种脱模剂及其制备方法
CN105618680A (zh) * 2016-01-22 2016-06-01 常州市常协柴油机机体有限公司 柴油机缸体的消失模铸造工艺
CN106734879B (zh) * 2016-12-12 2018-12-04 重庆理工大学 一种垃圾焚烧用往复式炉排片的消失模铸造成型工艺
CN108543909A (zh) * 2018-05-14 2018-09-18 安徽索立德铸业有限公司 一种基于凹凸棒土的抗裂铸造涂料

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204584191U (zh) * 2015-05-06 2015-08-26 吴江市鼎天铸造有限公司 一种消失模铸造装置
CN105364010A (zh) * 2015-12-14 2016-03-02 宜宾玖鼎精密铸造有限公司 一种防止变形的消失模铸造工艺
CN105694771A (zh) * 2016-02-01 2016-06-22 安徽埃斯克制泵有限公司 一种泵体消失模制造用泡塑板材粘结剂

Also Published As

Publication number Publication date
CN110976758A (zh) 2020-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110976758B (zh) 一种消失模实型铸造工艺
CN110204643B (zh) 用于制造消失模铸造模型的可发性共聚树脂及其制备方法
CN101530892B (zh) 熔模铸造薄壁件铸造法
CN102974762A (zh) 真空消失模铸造工艺
CN101698218A (zh) 水泵用薄壁件的消失模铸造方法
CN109482813B (zh) WCp/EPS消失模模样及WCp/Fe复合材料制备
CN102921902B (zh) 铁模覆砂与铁型组芯复合造型工艺方法
CN101185963A (zh) 高炉冷却壁的消失模铸造工艺
CN103990760A (zh) 一种铝合金缸体或缸盖的消失模铸造工艺
CN107552725A (zh) 一种stmma大尺寸实型铸造板材消失模及其制备方法
CN105583362A (zh) 一种利用覆膜砂生产铸钢件的铸造方法
CN107650395A (zh) 一种fd消失模板材制备方法及其所制得的消失模板材
CN105945159A (zh) 一种树脂基复合材料飞机零件拉形模具的制造方法
CN107052243A (zh) 一种铸铁消失模铸造工艺
CN102366818A (zh) 一种集装箱用全自动锁锁壳的消失模铸造方法
CN105364010A (zh) 一种防止变形的消失模铸造工艺
CN102363201A (zh) 一种集装箱用扭锁锁壳的消失模铸造方法
CN101269409B (zh) 一种砂型铸造铸铁件的生产方法
CN103056284B (zh) 粘土完全再生砂改性剂、改性方法及改性剂的应用
CN105364008A (zh) 一种消失模铸造工艺
CN103521709B (zh) 一种co2气硬自硬耦合硬化水玻璃砂型芯制芯方法
CN105964920A (zh) 一种球铁铸件的白模铸造工艺
CN111468683A (zh) 一种提高砂芯强度的方法
CN103100663A (zh) 用于消除搅龙类产品消失模铸件缩裂缺陷的方法
CN105364009A (zh) 一种铸件机械性能好的消失模铸造工艺

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant