CN112338132A - 一种用致密刚玉面层粉和面层砂进行型壳面层制作的工艺 - Google Patents

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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/02—Sand moulds or like moulds for shaped castings

Abstract

本发明涉及一种用致密刚玉面层粉和面层砂进行型壳面层制作的工艺，具体包括以下步骤：1)取用400目致密刚玉面层粉、80目～120目致密刚玉面层砂、黏结剂、润湿剂和消泡剂；2)面层涂料配制；3)上面层涂料。4)撒面层砂：面层涂料涂挂完成后立即撒上一层均匀的80目～120目致密刚玉面层砂，撒砂要均匀的撒到模组的每一个部位，撒砂完成后将模组放入面层房进行干燥，待干燥后再进行下工序的制作。本发明优点在于：精密铸造用致密刚玉面层粉和面层砂相比锆英粉和锆英砂国内资源丰富，能显著降低成本，适合各种材质的铸件生产，提高铸件质量。

Description

一种用致密刚玉面层粉和面层砂进行型壳面层制作的工艺
技术领域
本发明涉及一种用致密刚玉面层粉和面层砂进行型壳面层制作的工艺。
背景技术
锆英砂和锆英粉作为精密铸造中制作型壳的面层材料具有重要地位，但是我国的锆资源贫乏，长期依赖进口澳大利亚和南非的锆英砂资源，这也是造成国内锆英砂粉价格过高的原因。虽然锆英砂粉在精密铸造行业应用广泛、铸件质量高，但是也有它自身的缺点。锆砂是天然矿产材料，它的化学成分和纯度取决于矿源和选矿处理，杂质即有有机物、水分、各种金属及其氧化物，如Fe2O3、TiO2、K2O、Na2O、CaO、MgO等，它们对涂料和铸件质量均有很大影响。杂质会与涂料中黏结剂、添加剂等反应，造成涂料浆PH值改变，使黏结剂絮凝或聚沉，涂料老化加速。同时杂质的存在还会降低锆英粉分解温度，降低其耐火度，分解出来的无定形SiO2具有很高活性，能与金属液中一些元素发生化学反应，形成“麻点”等缺陷，与Fe2O3和自由铁会造成孔洞类缺陷。有机物的存在则会造成涂料面层爆裂等问题。也不适合高合金钢、高锰钢等铸件的面层耐火材料。尽管人们试图使用白刚玉砂粉、莫来石、刚玉质高铝矾土砂粉、新型铬铁矿粉复合水基和醇基涂料等来替代锆英砂粉，但是都不能完全替代，具有比较明显的不可替代性。能找到一种完全替代锆英砂粉的耐火材料就显得尤为重要，对整个制造行业也是巨大的贡献。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用致密刚玉面层粉和面层砂进行型壳面层制作的工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种用致密刚玉面层粉和面层砂进行型壳面层制作的工艺，具体包括以下步骤：
1)取用400目致密刚玉面层粉、80目～120目致密刚玉面层砂、黏结剂、润湿剂和消泡剂；
2)面层涂料配制：按致密刚玉粉与黏结剂的比例即粉液比2.5:1～5:1进行配制，在搅拌桶中先加入黏结剂，再加黏结剂重量0.2％～0.5％的润湿剂混匀，在搅拌中加入400目致密刚玉面层粉，注意防止粉料结块，最后加入消泡剂进行搅拌，搅拌时间大于24小时，使用前用国标6#流杯测量涂料的黏度值22″～45″之间；
3)上面层涂料：模组浸涂面层涂料时，将模组在涂料桶中转动或上下移动，防止模组的凹角、沟槽和小孔集存气泡，去除凹角、沟槽和小孔的气泡和多余涂料，使模组各部位涂料均匀，避免缺涂、局部堆积和裹气泡。
4)撒面层砂：面层涂料涂挂完成后立即撒上一层均匀的80目～120目致密刚玉面层砂，撒砂要均匀的撒到模组的每一个部位，撒砂完成后将模组放入面层房进行干燥，待干燥后再进行下工序的制作。
作为一种优选方案，所述的黏结剂为水玻璃、硅酸乙酯、硅溶胶中的一种。
作为一种优选方案，所述步骤3)中采用0.3～0.35MPa的压缩空气轻吹凹角、沟槽和小孔，或用毛笔涂刷局部表面来去除凹角、沟槽和小孔的气泡和多余涂料。
本发明优点在于：精密铸造用致密刚玉面层粉和面层砂相比锆英粉和面层砂国内资源丰富，能显著降低成本，适合各种材质的铸件生产，提高铸件质量。
具体实施方式
下面用具体实施例说明本发明，并不是对本发明的限制。
实施例1
一种用致密刚玉面层粉和面层砂进行型壳面层制作的工艺，具体包括以下步骤：
1)取用400目致密刚玉面层粉、80目～120目致密刚玉面层砂、水玻璃、润湿剂和消泡剂；
2)面层涂料配制：按致密刚玉粉与水玻璃的比例即粉液比2.5:1进行配制，在搅拌桶中先加入密度为1.25～1.28g/cm3的水玻璃，再加水玻璃重量0.2％～0.5％的润湿剂混匀，在搅拌中加入400目致密刚玉面层粉，注意防止粉料结块，最后加入消泡剂，搅拌时间大于24小时才能使用，使用前用国标6#流杯测量涂料的黏度值40″左右；
3)上面层涂料：模组浸涂面层涂料时，要根据模组的结构特点在涂料桶中转动或上下移动，防止模组的凹角、沟槽和小孔集存气泡，可用0.3～0.35MPa的压缩空气轻吹以上部位，或用毛笔涂刷局部表面，以去除这些部位的小气泡和多余涂料。务必使模组各部位涂料均匀，避免缺涂、局部堆积和裹气泡。
4)撒面层砂：面层涂料涂挂完成立即撒上一层均匀的80目～120目致密刚玉面层砂，撒砂要均匀的撒到模组的每一个部位，是为了增强型壳和固定涂料，防止涂层干燥时由于胶凝收缩而产生穿透性裂纹。撒砂完成后将模组放入面层房进行干燥，待干燥适当后再进行下工序的制作。
实施例2
一种用致密刚玉面层粉和面层砂进行型壳面层制作的工艺，具体包括以下步骤：
1)取用400目致密刚玉面层粉、80目～120目致密刚玉面层砂、硅酸乙酯、润湿剂和消泡剂；
2)面层涂料配制：按致密刚玉粉与硅酸乙酯的比例即粉液比2.5:1进行配制，在搅拌桶中先加入硅酸乙酯，再加硅酸乙酯重量0.2％～0.5％的润湿剂混匀，在搅拌中加入400目致密刚玉面层粉，注意防止粉料结块，最后加入消泡剂，搅拌时间大于24小时才能使用，使用前用国标6#流杯测量涂料的黏度值28″左右；
4)上面层涂料：模组浸涂面层涂料时，要根据模组的结构特点在涂料桶中转动或上下移动，防止模组的凹角、沟槽和小孔集存气泡，可用0.3～0.35MPa的压缩空气轻吹以上部位，或用毛笔涂刷局部表面，以去除这些部位的小气泡和多余涂料。务必使模组各部位涂料均匀，避免缺涂、局部堆积和裹气泡。
4)撒面层砂：面层涂料涂挂完成立即撒上一层均匀的80目～120目致密刚玉面层砂，撒砂要均匀的撒到模组的每一个部位，是为了增强型壳和固定涂料，防止涂层干燥时由于胶凝收缩而产生穿透性裂纹。撒砂完成后将模组放入面层房进行干燥，待干燥适当后再进行下工序的制作。
实施例3
一种用致密刚玉面层粉和面层砂进行型壳面层制作的工艺，具体包括以下步骤：
1)取用400目致密刚玉面层粉、80目～120目致密刚玉面层砂、硅溶胶、润湿剂和消泡剂；
2)面层涂料配制：按致密刚玉粉与硅溶胶的比例即粉液比3.5:1进行配制，在搅拌桶中先加入硅溶胶，再加硅溶胶重量0.2％～0.5％的润湿剂混匀，在搅拌中加入400目致密刚玉面层粉，注意防止粉料结块，最后加入消泡剂，搅拌时间大于24小时才能使用，使用前用国标6#流杯测量涂料的黏度值32″左右；
3)上面层涂料：模组浸涂面层涂料时，要根据模组的结构特点在涂料桶中转动或上下移动，防止模组的凹角、沟槽和小孔集存气泡，可用0.3～0.35MPa的压缩空气轻吹以上部位，或用毛笔涂刷局部表面，以去除这些部位的小气泡和多余涂料。务必使模组各部位涂料均匀，避免缺涂、局部堆积和裹气泡。
4)撒面层砂：面层涂料涂挂完成立即撒上一层均匀的80目～120目致密刚玉面层砂，撒砂要均匀的撒到模组的每一个部位，是为了增强型壳和固定涂料，防止涂层干燥时由于胶凝收缩而产生穿透性裂纹。撒砂完成后将模组放入面层房进行干燥，待干燥适当后再进行下工序的制作。
精密铸造用致密刚玉面层粉、致密刚玉面层砂的优点与技术要求：
1、致密刚玉的优点：熔点高2050℃，密度大3.9g/cm3左右，结构致密，导热性好，显气孔率低，热膨胀系数小且均匀，它属于两性氧化物，在高温下呈中性，有良好的化学稳定性。抗酸碱能力强，在氧化剂、还原剂或各种金属液的作用下不发生变化，金属液中的各元素(比如铝、镁、猛、铬、铁、锡、硅、钴、镍等)都不与它发生反应。
2、精密铸造用致密刚玉面层粉和面层砂的技术要求；
1)精密铸造用致密刚玉面层粉和面层砂化学成分
Figure BDA0002759772830000031
2)精密铸造用致密刚玉面层粉和砂的粒度：面层粉要求全部通过400目(38μm)，其中＜10μm的应占15％～20％；面层砂80目～120目，无粉尘。
致密刚玉面层粉和砂在经过长期的实验证明，其工艺与锆英粉和砂相同，涂挂性、脱壳性、铸件表面光洁度和铸件尺寸精度都与锆英粉和砂相当，由于致密刚玉的物理和化学性能优越，杂质非常少，能很好的解决锆砂所出现的问题与缺陷，所生产出来的铸件质量更高，而且还能用于高合金钢、高锰钢、高温合金以及铝镁合金等铸件表面制壳材料。
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 (3)

1.一种用致密刚玉面层粉和面层砂进行型壳面层制作的工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：
1)取用400目致密刚玉面层粉、80目～120目致密刚玉面层砂、黏结剂、润湿剂和消泡剂；
2)面层涂料配制：按致密刚玉粉与黏结剂的比例即粉液比2.5:1～5:1进行配制，在搅拌桶中先加入黏结剂，再加黏结剂重量0.2％～0.5％的润湿剂混匀，在搅拌中加入400目致密刚玉面层粉，注意防止粉料结块，最后加入消泡剂进行搅拌，搅拌时间大于24小时，使用前用国标6#流杯测量涂料的黏度值22″～45″之间；
3)上面层涂料：模组浸涂面层涂料时，将模组在涂料桶中转动或上下移动，防止模组的凹角、沟槽和小孔集存气泡，去除凹角、沟槽和小孔的气泡和多余涂料，使模组各部位涂料均匀，避免缺涂、局部堆积和裹气泡。
4)撒面层砂：面层涂料涂挂完成后立即撒上一层均匀的80目～120目致密刚玉面层砂，撒砂要均匀的撒到模组的每一个部位，撒砂完成后将模组放入面层房进行干燥，待干燥后再进行下工序的制作。
2.根据权利要求1所述的一种用致密刚玉面层粉和面层砂进行型壳面层制作的工艺，其特征在于：所述的黏结剂为水玻璃、硅酸乙酯、硅溶胶中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种用致密刚玉面层粉和面层砂进行型壳面层制作的工艺，其特征在于：所述步骤3)中采用0.3～0.35MPa的压缩空气轻吹凹角、沟槽和小孔，或用毛笔涂刷局部表面来去除凹角、沟槽和小孔的气泡和多余涂料。
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