CN111872362A - 一种铸件处理用无机浸渗剂及其使用方法 - Google Patents

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蔡兴浩
干健
田益民
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    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D31/00—Cutting-off surplus material, e.g. gates; Cleaning and working on castings
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Abstract

本发明公开了一种铸件处理用无机浸渗剂及其使用方法，该浸渗剂按以下重量份比例的组分30～40份Al(H2PO4)3、60～70份纯水、12～25份亚微米Al2O3粉末组成。其使用方法为将清洗后的铸件毛坯置入存有浸渗液的处理容器中，抽真空至10‑2Pa，保持真空时间30min～40min，进行浸渗处理；再将浸渗液连同铸件一起在密闭环境中加热至105℃～130℃，保温20min～30min；最后待处理容器冷却到50℃以下，打开容器，取出铸件，用常温水清洗即完成处理。本发明的无机浸渗剂与硅酸盐类浸渗剂相比，具有耐水性更好、固化收缩率更小的优点，与有机浸渗剂相比，具有更好的耐磨损性能。此外，其处理工艺简单，成本低廉，可用于批量生产。

Description

一种铸件处理用无机浸渗剂及其使用方法
技术领域
本发明涉及铸件浸渗处理技术领域，尤其涉及铸件处理用无机浸渗剂及其使用方法。
背景技术
铸造生产中，合金在从熔融的液态转变为固态的过程中，由于温度和状态的变引起体积的收缩，若得不到充分的液态金属补充，则会产生不同程度的缩孔、缩松缺陷。此外，铸件中还会存在夹杂、气孔等缺陷。这些铸件产品中常见的铸造缺陷的铸件使用过程中受到压力时会产生微孔渗漏。随着装备技术水平的提高，各种先进机器设备对零部件的承压能力要求越来越高，因而渗漏造成的零部件废品比例越来越大，单从零部件的铸造工艺、模具上去寻找解决办法，不仅浪费了大量的人力物力，而且还不能够完全解决渗漏缺陷。因此，使用浸渗密封技术来解决铸件微孔渗漏缺陷，在国际上受到了各铸件生产企业的高度重视，并广泛推广运用。
浸渗工艺是指铸件经一系列的特殊处理，施加一定的压力，借助液体与固体之间的浸润现象和毛细现象，让浸渗剂渗入铸件微孔内，并利用浸渗剂在金属表面的化学沉积和机械凝结作用，使浸渗剂保持在微孔中，起到填补孔隙的作用。早期的浸渗处理主要是利用加压的技术使得浸渗剂进入零件的孔隙中。到上个世纪中叶，真空与加压相结合的方法，使得真空浸渗技术在机械零件的修补中得到更广泛的应用。
除浸渗压力外，浸渗剂对浸渗的质量有很大的影响，不同的浸渗剂采用的浸渗工艺不同，浸渗设备也各不相同。浸渗剂按化学属性可分为无机浸渗剂和有机浸渗剂2大类。
有机类浸渗剂以各种合成树酯为代表，国内外普遍使用的有厌氧树脂浸渗剂和聚酯浸渗剂等。优点是粘度小、浸润性强、效率高及处理效果好。树脂浸渗处理适合微气孔或孔隙密度较大的情况，比采用水玻璃处理效果好。当机械加工或表面变形时，渗入孔隙的树脂具有异常的弹性，不会开裂或失效。由于固化时间较短，铸件处理后可立即试验和装配，生产效率高。但在实际的使用过程中，铸件产品不仅受到压力作用，还会产生一定的磨损，此时，硬度较低、耐磨性差的有机浸渗剂就不适用。
无机浸渗剂以硅酸盐型为主，主要成分为硅酸钠(俗称水玻璃)，添加适量无机金属盐、稳定剂、固化促进剂、金属氧化物及增韧剂等，是最早使用的浸渗剂。最大特点能耐500℃的高温，为任何有机浸渗剂不可比拟，并且材料来源广泛，成本低。缺点是粘度高、浸润性差、浸渗效率不高，有时需多次浸渗才能成功。在自然温度下它的固化时间较长，浸渗后铸件需室温放置24h后方可压力检验，生产效率低于有机浸渗剂。但无机粘结剂固化后有较高的硬度的良好的耐磨损性能。
然而，有时候铸件还需在潮湿的环境中，甚至在水中工作，由于硅酸盐浸渗剂中含有钠盐，在潮湿的环境中，尤其是水中较易溶出，破坏了浸渗材料的完整性，甚至使其失效。
中国发明专利公开号CN101011733公开了气缸套无机浸渗剂及其进行气缸套单面浸渗的方法，其中的无机浸渗剂其包含的组分及重量百分比为：Na2O2≤0.50％，SiO2 26.5～31.5％，水余量。中国发明专利公开号CN87104363公开了一种新的铸件浸渗液的配比方法，该浸渗液包括硅酸锂、硅酸钠、氧化铁、氧化铝、五氧化二磷、氧化钙十氧化锌和十二烷基磺酸钠，这两种配方无机浸渗剂依然含有钠盐。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有的浸渗剂存在诸多弊端，为此提供一种铸件处理用无机浸渗剂及其使用方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种铸件处理用无机浸渗剂，它包括：按重量份计：30～40份Al(H2PO4)3、60～70份纯水和12～25份亚微米Al2O3粉末。
作为本发明进一步的方案：所述无机浸渗剂的配比为按重量份计：30～35份Al(H2PO4)3、65～70份纯水和12～18份亚微米Al2O3粉末。
作为本发明再进一步的方案：所述无机浸渗剂的配比为按重量份计：35～40份Al(H2PO4)3、60～65份纯水和15～25份亚微米Al2O3粉末。
一种铸件处理用无机浸渗剂的使用方法，它包括以下步骤：
(1)将打磨抛丸处理干净的铸件毛坯置入清洗池中清洗，水温60℃～85℃；
(2)按比例配成浸渗剂；
(3)将清洗后的铸件毛坯置入存有浸渗剂的处理容器中，抽真空至10-2Pa，保持真空时间30min～40min，进行浸渗处理；
(4)将浸渗剂连同铸件一起在密闭环境中加热至105℃～130℃，保温20min～30min；
(5)处理容器冷却到50℃以下，打开容器，取出铸件，用常温水清洗。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的无机浸渗剂与硅酸盐类浸渗剂相比，具有耐水性更好、固化收缩率更小的优点，与有机浸渗剂相比，具有更好的耐磨损性能。此外，其处理工艺简单，成本低廉，可用于批量生产。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1：
(1)将打磨抛丸处理干净的铸件毛坯置入清洗池中清洗，水温60℃；
(2)按比例称取35份Al(H2PO4)3、63份纯水、12份亚微米Al2O3粉末，混合搅拌均匀配成浸渗液；
(3)将清洗后的铸件毛坯置入存有浸渗液的处理容器中，抽真空至10-2Pa,保持真空时间30min，进行浸渗处理；
(4)将浸渗液连同铸件一起在密闭环境中加热至105℃，保温30min；
(5)处理容器冷却到50℃以下，打开窗口，取出铸件，用常温水清洗；
(6)对铸件毛坯进行压力测试，如果压力损失，循环执行步骤(3)～(5)。
实施例2：
(1)将打磨抛丸处理干净的铸件毛坯置入清洗池中清洗，水温85℃；
(2)按比例称取40份Al(H2PO4)3、70份纯水、25份亚微米Al2O3粉末，混合搅拌均匀配成浸渗液；
(3)将清洗后的铸件毛坯置入存有浸渗液的处理容器中，抽真空至10-2Pa,保持真空时间40min，进行浸渗处理；
(4)将浸渗液连同铸件一起在密闭环境中加热至125℃，保温25min；
(5)处理容器冷却到50℃以下，打开窗口，取出铸件，用常温水清洗；
(6)对铸件毛坯进行压力测试，如果压力损失，循环执行步骤(3)～(5)。
实施例3：
(1)将打磨抛丸处理干净的铸件毛坯置入清洗池中清洗，水温80℃；
(2)按比例称取30份Al(H2PO4)3、65份纯水、15份亚微米Al2O3粉末，混合搅拌均匀配成浸渗液；
(3)将清洗后的铸件毛坯置入存有浸渗液的处理容器中，抽真空至10-2Pa,保持真空时间40min，进行浸渗处理；
(4)将浸渗液连同铸件一起在密闭环境中加热至130℃，保温20min；
(5)处理容器冷却到50℃以下，打开窗口，取出铸件，用常温水清洗；
(6)对铸件毛坯进行压力测试，如果压力损失，循环执行步骤(3)～(5)。
实施例4：
(1)将打磨抛丸处理干净的铸件毛坯置入清洗池中清洗，水温80℃；
(2)按比例称取32份Al(H2PO4)3、60份纯水、18份亚微米Al2O3粉末，混合搅拌均匀配成浸渗液；
(3)将清洗后的铸件毛坯置入存有浸渗液的处理容器中，抽真空至10-2Pa,保持真空时间35min，进行浸渗处理；
(4)将浸渗液连同铸件一起在密闭环境中加热至115℃，保温25min；
(5)处理容器冷却到50℃以下，打开窗口，取出铸件，用常温水清洗；
(6)对铸件毛坯进行压力测试，如果压力损失，循环执行步骤(3)～(5)。

Claims (4)

1.一种铸件处理用无机浸渗剂，其特征是：它包括：按重量份计：30～40份Al(H2PO4)3、60～70份纯水和12～25份亚微米Al2O3粉末。
2.根据权利要求1所述的一种铸件处理用无机浸渗剂，其特征在于，所述无机浸渗剂的配比为按重量份计：30～35份Al(H2PO4)3、65～70份纯水和12～18份亚微米Al2O3粉末。
3.根据权利要求1所述的一种铸件处理用无机浸渗剂，其特征在于，所述无机浸渗剂的配比为按重量份计：35～40份Al(H2PO4)3、60～65份纯水和15～25份亚微米Al2O3粉末。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种铸件处理用无机浸渗剂的使用方法，其特征是：它包括以下步骤：
（1）将打磨抛丸处理干净的铸件毛坯置入清洗池中清洗，水温60℃～85℃；
（2）按比例配成浸渗剂；
（3）将清洗后的铸件毛坯置入存有浸渗剂的处理容器中，抽真空至10-2Pa，保持真空时间30min～40min，进行浸渗处理；
（4）将浸渗剂连同铸件一起在密闭环境中加热至105℃～130℃，保温20min～30min；
（5）处理容器冷却到50℃以下，打开容器，取出铸件，用常温水清洗。
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