CN111761028A - 一种锁键熔模铸造的模壳制作方法 - Google Patents

一种锁键熔模铸造的模壳制作方法 Download PDF

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董晟全
高云鹏
王睿仪
何子博
梁艳峰
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22C9/02—Sand moulds or like moulds for shaped castings
    • B22C9/04—Use of lost patterns
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C3/00—Selection of compositions for coating the surfaces of moulds, cores, or patterns

Abstract

本发明公开了一种锁键熔模铸造的模壳制作方法，包括以下步骤：S1、按照质量比为5﹕16～20﹕8～10﹕8～12分别称取硅溶胶、锆粉、润湿剂和消泡剂，搅拌8.5～9h，得涂料母料；S2、将涂料母料加硅溶胶稀释成涂料A、涂料B、涂料C和涂料D；S3、上面层；S4、上第二层；S5、上第三层；S6、上第四层；S7、上第五层；S8、上第六层；S9、上第七层；S10、上封浆：将上一步处理后的蜡模放入装有步骤S2制备的涂料D的桶内，进行挂浆、干燥即完成锁键熔模铸造的模壳制作。本发明提出的模壳制作方法，操作简单，制得的模壳可以应用于高精度、高复杂度锁键的生产中，且生产锁键的合格率高。

Description

一种锁键熔模铸造的模壳制作方法
技术领域
本发明涉及熔模铸造技术领域，尤其涉及一种锁键熔模铸造的模壳制作方法。
背景技术
锁键是装置上常见的辅助配件配件之一，其广泛应用于汽车、机械设备等领域。近年来随着科技的不断发展，汽车、机械产品的使用率与日俱增，致使锁键的需求量显著增加。目前工厂生产锁键的主要方法是通过熔模铸造而成。熔模铸造是用蜡制作所要铸成零件的蜡模，然后蜡模上涂以泥浆成为泥模，泥模经晾干后，放入热水中将内部蜡模熔化，再焙烧成陶模，再从浇注口灌入金属熔液，冷却后，所需的零件就制成了。熔模铸造具有高尺寸精度、高表面光洁度、无需机械加工、可以制作复杂铸件等优点被广泛应用于机械设备、汽车等领域。而模壳是熔模铸造中必不可少的辅助配件之一，每生产一组铸件就需要一个模壳，模壳的好坏将直接影响到铸件的质量。目前国内铸件生产的原材料处于上涨趋势，为了获得更大的利润，提高成品率是一种比较可行的实施方式。而且随着产品的发展，人们对铸件精度、复杂度等要求也越来越高，而现有模壳很难满足新时代的高要求。基于现有技术存在的不足，本发明提出一种锁键熔模铸造的模壳制作方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的铸件成品合格率低、现有模壳很难满足新时代高精度和高复杂度要求的问题，而提出的一种锁键熔模铸造的模壳制作方法。
锁键熔模铸造的模壳制作方法，包括以下步骤：
S1、制备涂料母料：按照质量比为5﹕16～20﹕8～10﹕8～12分别称取硅溶胶、锆粉、润湿剂和消泡剂，搅拌8.5～9h，得涂料母料；
S2、制备涂料稀释液：将步骤S1制备得到的涂料母料加硅溶胶稀释成涂料A、涂料B、涂料C和涂料D，采用涂-4粘度杯测定涂料A的粘度为22～26s、涂料B的粘度为10～12s、涂料C的粘度为9～11s、涂料D的粘度为8～10s，备用；
S3、上面层：将蜡模放入装有步骤S2制备的涂料A的桶内，进行挂浆、撒粒度为85～95目的混合砂、硬化、干燥；
S4、上第二层：将上一步处理后的蜡模放入装有步骤S2制备的涂料B的桶内，进行挂浆、撒粒度为40～50目的混合砂、硬化、干燥；
S5、上第三层：将上一步处理后的蜡模放入装有步骤S2制备的涂料C的桶内，进行挂浆、撒粒度为25～30目的混合砂、硬化、干燥；
S6、上第四层：将上一步处理后的蜡模放入装有步骤S2制备的涂料C的桶内，进行挂浆、撒粒度为25～30目的混合砂、硬化、干燥；
S7、上第五层：将上一步处理后的蜡模放入装有步骤S2制备的涂料C的桶内，进行挂浆、撒粒度为25～30目的混合砂、硬化、干燥；
S8、上第六层：将上一步处理后的蜡模放入装有步骤S2制备的涂料C的桶内，进行挂浆、撒粒度为25～30目的混合砂、硬化、干燥；
S9、上第七层：将上一步处理后的蜡模放入装有步骤S2制备的涂料C的桶内，进行挂浆、撒粒度为25～30目的混合砂、硬化、干燥；
S10、上封浆：将上一步处理后的蜡模放入装有步骤S2制备的涂料D的桶内，进行挂浆、干燥即完成锁键熔模铸造的模壳制作。
优选的，步骤S1中，所述硅溶胶、锆粉、润湿剂和消泡剂的质量比为5﹕18﹕9﹕10。
优选的，步骤S1中，所述润湿剂为十七烷基咪唑啉、聚氧乙烯脂肪醇醚和丙二醇的复配物，且十七烷基咪唑啉、聚氧乙烯脂肪醇醚和丙二醇的质量比为10﹕6～8﹕3～5。
优选的，步骤S1中，所述消泡剂为脂肪酸甘油脂或聚二甲基硅氧烷。
优选的，步骤S3～S9中，所述混合砂为相应粒度下的锆英砂和莫来砂的混合物，且锆英砂和莫来砂的质量比为3﹕7。
优选的，步骤S3～S10中，所述干燥的温度为20～30℃、时间为20～25h，进一步优选的，所述干燥的温度为26℃、时间为23h。
优选的，制作过程中，相对湿度为湿度为45％～55％，进一步优选的，制作过程中，相对湿度为50％。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1.本发明提出的模壳制作方法，以蜡模为基础物，通过挂浆—撒混合砂—硬化—干燥的方式在蜡模基础上形成7层加强层，最后再上一次封浆，以制备得到具有高性能的模壳，能满足高精密度锁键熔模铸造的生产需求，有效解决了现有模壳难以满足新时代高精度和高复杂度要求的不足，经实验证明本发明提出的模壳制作方法制作的模壳与传统模壳在使用相同锁键材料条件下，采用相同的熔模铸造方法，本发明制作的模壳生产锁键产品的合格率较传统模壳提高12.3％，且利用本发明制作的模壳可以生产较复杂结构的锁键，具有可观的发展前景和良好的社会效益。
2.本发明使用的涂料配比合理，涂料母料由合理比例的硅溶胶、锆粉、润湿剂和消泡剂制备而来，具有较高的稳定性，存储方便，在模壳制作过程中，根据每步涂料粘度的需求对涂料母料进行稀释即可应用于每一步中，稀释操作简单，使用方便，能够快速得到每步所需的涂料，且上一步未使用完的高粘度涂料还可以作为低粘度涂料的母料继续进行稀释使用，提高涂料的利用率，减少模壳制作成本，减少废料的产生。
3.本发明模壳的面层到第七层的制作过程中，不仅通过不同粘度的涂料进行挂浆，同时还合理控制混合砂的粒度，在保证模壳具有优异力学特性的同时提高模壳表面光滑度和耐温性能，使制作得到的模壳更好的应用于生产高精度和较复杂的锁键产品生产中。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例1
本发明提出的锁键熔模铸造的模壳制作方法，包括以下步骤：
S1、制备涂料母料：按照质量比为5﹕16﹕8﹕8分别称取硅溶胶、锆粉、润湿剂和消泡剂，搅拌8.5h，得涂料母料；所述润湿剂为十七烷基咪唑啉、聚氧乙烯脂肪醇醚和丙二醇的复配物，且十七烷基咪唑啉、聚氧乙烯脂肪醇醚和丙二醇的质量比为10﹕8﹕5；所述消泡剂为脂肪酸甘油脂；
S2、制备涂料稀释液：将步骤S1制备得到的涂料母料加硅溶胶稀释成涂料A、涂料B、涂料C和涂料D，采用涂-4粘度杯测定涂料A的粘度为22s、涂料B的粘度为10s、涂料C的粘度为9s、涂料D的粘度为8s，备用；
S3、上面层：将蜡模放入装有步骤S2制备的涂料A的桶内，进行挂浆、撒粒度为95目的混合砂、硬化、干燥；
S4、上第二层：将上一步处理后的蜡模放入装有步骤S2制备的涂料B的桶内，进行挂浆、撒粒度为50目的混合砂、硬化、干燥；
S5、上第三层：将上一步处理后的蜡模放入装有步骤S2制备的涂料C的桶内，进行挂浆、撒粒度为30目的混合砂、硬化、干燥；
S6、上第四层：将上一步处理后的蜡模放入装有步骤S2制备的涂料C的桶内，进行挂浆、撒粒度为30目的混合砂、硬化、干燥；
S7、上第五层：将上一步处理后的蜡模放入装有步骤S2制备的涂料C的桶内，进行挂浆、撒粒度为30目的混合砂、硬化、干燥；
S8、上第六层：将上一步处理后的蜡模放入装有步骤S2制备的涂料C的桶内，进行挂浆、撒粒度为30目的混合砂、硬化、干燥；
S9、上第七层：将上一步处理后的蜡模放入装有步骤S2制备的涂料C的桶内，进行挂浆、撒粒度为30目的混合砂、硬化、干燥；
S10、上封浆：将上一步处理后的蜡模放入装有步骤S2制备的涂料D的桶内，进行挂浆、干燥即完成锁键熔模铸造的模壳制作。
本实施例步骤S3～S9中，混合砂为相应粒度下的锆英砂和莫来砂的混合物，且锆英砂和莫来砂的质量比为3﹕7；步骤S3～S10中，干燥的温度为20℃、时间为25h；制作过程中，相对湿度为相对湿度为湿度为45％。
实施例2
本发明提出的锁键熔模铸造的模壳制作方法，包括以下步骤：
S1、制备涂料母料：按照质量比为5﹕18﹕9﹕10分别称取硅溶胶、锆粉、润湿剂和消泡剂，搅拌9h，得涂料母料；所述润湿剂为十七烷基咪唑啉、聚氧乙烯脂肪醇醚和丙二醇的复配物，且十七烷基咪唑啉、聚氧乙烯脂肪醇醚和丙二醇的质量比为10﹕7﹕4；所述消泡剂为脂肪酸甘油脂；
S2、制备涂料稀释液：将步骤S1制备得到的涂料母料加硅溶胶稀释成涂料A、涂料B、涂料C和涂料D，采用涂-4粘度杯测定涂料A的粘度为24s、涂料B的粘度为11s、涂料C的粘度为10s、涂料D的粘度为9s，备用；
S3、上面层：将蜡模放入装有步骤S2制备的涂料A的桶内，进行挂浆、撒粒度为90目的混合砂、硬化、干燥；
S4、上第二层：将上一步处理后的蜡模放入装有步骤S2制备的涂料B的桶内，进行挂浆、撒粒度为45目的混合砂、硬化、干燥；
S5、上第三层：将上一步处理后的蜡模放入装有步骤S2制备的涂料C的桶内，进行挂浆、撒粒度为30目的混合砂、硬化、干燥；
S6、上第四层：将上一步处理后的蜡模放入装有步骤S2制备的涂料C的桶内，进行挂浆、撒粒度为30目的混合砂、硬化、干燥；
S7、上第五层：将上一步处理后的蜡模放入装有步骤S2制备的涂料C的桶内，进行挂浆、撒粒度为30目的混合砂、硬化、干燥；
S8、上第六层：将上一步处理后的蜡模放入装有步骤S2制备的涂料C的桶内，进行挂浆、撒粒度为30目的混合砂、硬化、干燥；
S9、上第七层：将上一步处理后的蜡模放入装有步骤S2制备的涂料C的桶内，进行挂浆、撒粒度为30目的混合砂、硬化、干燥；
S10、上封浆：将上一步处理后的蜡模放入装有步骤S2制备的涂料D的桶内，进行挂浆、干燥即完成锁键熔模铸造的模壳制作。
本实施例步骤S3～S9中，混合砂为相应粒度下的锆英砂和莫来砂的混合物，且锆英砂和莫来砂的质量比为3﹕7；步骤S3～S10中，干燥的温度为26℃、时间为23h；制作过程中，相对湿度为相对湿度为湿度为50％。
实施例3
本发明提出的锁键熔模铸造的模壳制作方法，包括以下步骤：
S1、制备涂料母料：按照质量比为5﹕20﹕10﹕12分别称取硅溶胶、锆粉、润湿剂和消泡剂，搅拌9h，得涂料母料；所述润湿剂为十七烷基咪唑啉、聚氧乙烯脂肪醇醚和丙二醇的复配物，且十七烷基咪唑啉、聚氧乙烯脂肪醇醚和丙二醇的质量比为10﹕6﹕3；所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷；
S2、制备涂料稀释液：将步骤S1制备得到的涂料母料加硅溶胶稀释成涂料A、涂料B、涂料C和涂料D，采用涂-4粘度杯测定涂料A的粘度为26s、涂料B的粘度为12s、涂料C的粘度为11s、涂料D的粘度为10s，备用；
S3、上面层：将蜡模放入装有步骤S2制备的涂料A的桶内，进行挂浆、撒粒度为85目的混合砂、硬化、干燥；
S4、上第二层：将上一步处理后的蜡模放入装有步骤S2制备的涂料B的桶内，进行挂浆、撒粒度为40目的混合砂、硬化、干燥；
S5、上第三层：将上一步处理后的蜡模放入装有步骤S2制备的涂料C的桶内，进行挂浆、撒粒度为25目的混合砂、硬化、干燥；
S6、上第四层：将上一步处理后的蜡模放入装有步骤S2制备的涂料C的桶内，进行挂浆、撒粒度为25目的混合砂、硬化、干燥；
S7、上第五层：将上一步处理后的蜡模放入装有步骤S2制备的涂料C的桶内，进行挂浆、撒粒度为25目的混合砂、硬化、干燥；
S8、上第六层：将上一步处理后的蜡模放入装有步骤S2制备的涂料C的桶内，进行挂浆、撒粒度为25目的混合砂、硬化、干燥；
S9、上第七层：将上一步处理后的蜡模放入装有步骤S2制备的涂料C的桶内，进行挂浆、撒粒度为25目的混合砂、硬化、干燥；
S10、上封浆：将上一步处理后的蜡模放入装有步骤S2制备的涂料D的桶内，进行挂浆、干燥即完成锁键熔模铸造的模壳制作。
本实施例步骤S3～S9中，混合砂为相应粒度下的锆英砂和莫来砂的混合物，且锆英砂和莫来砂的质量比为3﹕7；步骤S3～S10中，干燥的温度为30℃、时间为20h；制作过程中，相对湿度为相对湿度为湿度为55％。
利用本发明实施例1～3得到的模壳以及传统模壳，采用相同的原材料(材料牌号AISI304)和相同的熔模铸造方法进行锁键生产，本发明实施例制得的模壳生产的锁键无磁性，具有高韧性、高塑性的特性，且使用实施例1、实施例2、实施例3制得的模壳生产锁键，合格率相比于传统模壳生产锁键分别提高了10.6％、12.3％、11.3％。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.锁键熔模铸造的模壳制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制备涂料母料：按照质量比为5﹕16～20﹕8～10﹕8～12分别称取硅溶胶、锆粉、润湿剂和消泡剂，搅拌8.5～9h，得涂料母料；
S2、制备涂料稀释液：将步骤S1制备得到的涂料母料加硅溶胶稀释成涂料A、涂料B、涂料C和涂料D，采用涂-4粘度杯测定涂料A的粘度为22～26s、涂料B的粘度为10～12s、涂料C的粘度为9～11s、涂料D的粘度为8～10s，备用；
S3、上面层：将蜡模放入装有步骤S2制备的涂料A的桶内，进行挂浆、撒粒度为85～95目的混合砂、硬化、干燥；
S4、上第二层：将上一步处理后的蜡模放入装有步骤S2制备的涂料B的桶内，进行挂浆、撒粒度为40～50目的混合砂、硬化、干燥；
S5、上第三层：将上一步处理后的蜡模放入装有步骤S2制备的涂料C的桶内，进行挂浆、撒粒度为25～30目的混合砂、硬化、干燥；
S6、上第四层：将上一步处理后的蜡模放入装有步骤S2制备的涂料C的桶内，进行挂浆、撒粒度为25～30目的混合砂、硬化、干燥；
S7、上第五层：将上一步处理后的蜡模放入装有步骤S2制备的涂料C的桶内，进行挂浆、撒粒度为25～30目的混合砂、硬化、干燥；
S8、上第六层：将上一步处理后的蜡模放入装有步骤S2制备的涂料C的桶内，进行挂浆、撒粒度为25～30目的混合砂、硬化、干燥；
S9、上第七层：将上一步处理后的蜡模放入装有步骤S2制备的涂料C的桶内，进行挂浆、撒粒度为25～30目的混合砂、硬化、干燥；
S10、上封浆：将上一步处理后的蜡模放入装有步骤S2制备的涂料D的桶内，进行挂浆、干燥即完成锁键熔模铸造的模壳制作。
2.根据权利要求1所述的锁键熔模铸造的模壳制作方法，其特征在于，步骤S1中，所述硅溶胶、锆粉、润湿剂和消泡剂的质量比为5﹕18﹕9﹕10。
3.根据权利要求1所述的锁键熔模铸造的模壳制作方法，其特征在于，步骤S1中，所述润湿剂为十七烷基咪唑啉、聚氧乙烯脂肪醇醚和丙二醇的复配物，且十七烷基咪唑啉、聚氧乙烯脂肪醇醚和丙二醇的质量比为10﹕6～8﹕3～5。
4.根据权利要求1所述的锁键熔模铸造的模壳制作方法，其特征在于，步骤S1中，所述消泡剂为脂肪酸甘油脂或聚二甲基硅氧烷。
5.据权利要求1所述的锁键熔模铸造的模壳制作方法，其特征在于，步骤S3～S9中，所述混合砂为相应粒度下的锆英砂和莫来砂的混合物，且锆英砂和莫来砂的质量比为3﹕7。
6.根据权利要求1所述的锁键熔模铸造的模壳制作方法，其特征在于，步骤S3～S10中，所述干燥的温度为20～30℃、时间为20～25h。
7.根据权利要求1所述的锁键熔模铸造的模壳制作方法，其特征在于，制作过程中，相对湿度为湿度为45％～55％。
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