CN113043424B - 浇注系统的流道组件的制备方法及浇注系统的流道组件 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种浇注系统的流道组件的制备方法，包括:第一浆料的制备：将有机纤维、第一耐火材料以及第一分散剂混合，搅拌均匀形成第一浆料；第一组件胚体的成型：将第一浆料放入第一浆池内，将成型模具放入第一浆池内，形成第一组件胚体；第二浆料的制备：将无机纤维、第二耐火材料以及第二分散剂混合，搅拌均匀形成第二浆料；第二组件胚体的成型：将第二浆料放入第二浆池内，将带有成型模具的第一组件胚体放入第二浆池内，形成第二组件胚体；整形：将干燥处理后的第二组件胚体放入整形机模具中，进行高温热压整形；切割修边：除去热压整形后的第二组件胚体的飞边以及多余的部分，形成浇注系统的流道组件。
Description
技术领域
本申请涉及铸件制造技术领域，且更为具体地涉及一种浇注系统的流道组件的制备方法及浇注系统的流道组件。
背景技术
在砂型铸造中，为了使金属液能够流入铸造模具，需要在制作砂型时把金属液的流道做好，目前实现金属液流道的方法大致有三种现有技术：现有技术一是制作砂模时把木棒、铁棒或者其他预埋物埋入砂型，把砂子夯实后取出预埋物，留下通道；现有技术二是陶瓷管组建金属液流道，再埋入砂子；现有技术三是用主要组成物为纤维的管件组建金属液流道，再埋入砂子。
现有技术一缺点是在铸造时，砂子容易脱落，进入金属液中形成杂质，影响铸件质量。
现有技术二优点是耐火度高，可以避免杂质进入浇注系统，缺点是陶瓷管重量大，在铸件生产时组建陶瓷管时工人劳动强度大，浇铸后陶瓷管不易清理，且固废不好处理，制作陶瓷管时需要烧结，能耗高，而且这种陶瓷管厚度一般在5mm以上，铝含量要求高，资源利用率低。
CN 102303094 A中公布了一种铸造用浇道部件的制作方法。方法如下：直管制作过程为利用标杆机挤出直管状生坯，干燥后烧结；分流部件制作过程为利用标杆机挤出管状生坯后，手工粘接为三通或者多通分流部件，干燥后烧结；弯管制作过程为，在标杆机出口安装一个弯管装置，直接挤出弯管状生坯，干燥后烧结。
CN1785888A中公布了一种铸钢用高铝浇注管，这种浇注管为陶瓷制品，工艺过程为：配料、混炼、成型、干燥、烧结。
现有技术三用的是纤维制品，目前刚开始推广应用，优点是重量轻，使用方便，浇铸完成后清理方便，缺点是成本高，耐火度不高。
CN100391649C公开了一种铸件制造用部件，其是通过使纸管用原纸的一部分重复或者将多张纸管用原纸叠绕以将所述纸管用原纸卷绕并成形为管状而得到的，所述铸件制造用部件含有有机纤维、碳纤维和粘合剂。
CN 105364014 A公开了一种铸造用浇道管的制备方法。主要由以下物料构成：有机纤维、无机纤维、烧结耐火材料、粘结剂、防水防潮剂、增强剂、助滤剂及助熔剂。还公开了一种铸造用纸质浇道管的制造方法：将所需物料称重；将按比例调配好的物料制浆与调浆；通过成型模具对调浆后的物料机械成型，形成纸质浇道管的湿纸坯体；对纸质浇道管的湿纸坯体进行烘干；通过整型模具对烘干后的纸质浇道管热压整型，即成为铸造用纸质浇道管；自然冷却至室温，检验包装入库。
发明内容
为了解决上述技术问题，提出了本申请。本申请的实施例提供了一种浇注系统的流道组件的制备方法以及浇注系统的流道组件，该制备方法通过两次制浆和两次成型，第一次成型的是耐火层，第二次成型的是支撑层，所述耐火层靠近接近内侧，支撑层靠近外侧。耐火层的作用是在浇铸过程中阻挡金属液向外层渗漏。支撑层的作用是提供足够的常温强度和为耐火层提供支撑，以防在埋入砂型时组件变形。
为实现上述目的，本申请采用如下技术方案。
1、一种浇注系统的流道组件的制备方法，其特征在于，包括:
第一浆料的制备：将有机纤维、第一耐火材料以及第一分散剂混合，搅拌均匀形成第一浆料；
第一组件胚体的成型：将所述第一浆料放入第一浆池内，同时将成型模具放入所述第一浆池内，形成第一组件胚体；
第二浆料的制备：将无机纤维、第二耐火材料以及第二分散剂混合，搅拌均匀形成第二浆料；
第二组件胚体的成型：将所述第二浆料放入所述第二浆池内，同时将带有成型模具的第一组件胚体放入所述第二浆池内，形成第二组件胚体；
整形：对第二组件胚体进行干燥处理，将干燥处理后的所述第二组件胚体放入整形机模具中，进行高温热压整形；
切割修边：除去热压整形后的第二组件胚体的飞边以及多余的部分，形成所述浇注系统的流道组件。
2、根据项1所述的浇注系统的流道组件的制备方法，其特征在于，在所述第一浆料的制备中，所述有机纤维在所述第一浆料中的固体原料中占35～80％，优选为45～75％，第一耐火材料在所述第一浆料中的固体原料中占20～65％，优选为25～55％；所述有机纤维和所述第一耐火材料占所述第一浆料总量的0.5～10％，优选为1～7％。
3、根据项2所述的浇注系统的流道组件的制备方法，其特征在于，所述有机纤维选自植物纤维、纸浆或化学纤维中的一种或两种以上。
4、根据项2所述的浇注系统的流道组件的制备方法，其特征在于，所述第一耐火材料选自硬质粘土、软质粘土、氧化铝、铝矾土、二氧化硅、莫来石、刚玉、硅微粉、石英粉、硅藻土、硅灰、蒙脱石、粉煤灰、石墨中的一种或两种以上。
5、根据项2所述的浇注系统的流道组件的制备方法，其特征在于，所述第一分散剂为选自甲醇、乙醇、乙醚、丙酮、水中的一种，优选为水。
6、根据项1所述的浇注系统的流道组件的制备方法，其特征在于，在所述第二浆料的制备中，所述无机纤维在所述第二浆料中的固体原料中占10～40％，优选为15～25％，第二耐火材料在所述第二浆料中的固体原料中占50～90％，优选为75～85％，所述无机纤维和所述第二耐火材料在所述第二浆料的总含量中占0.5～10％，优选为1～7％。
7、根据项6所述的浇注系统的流道组件的制备方法，其特征在于，所述无机纤维选自碳纤维、硅酸铝纤维、岩棉、莫来石纤维和碳化硅纤维中的一种或两种以上。
8、根据项6所述的浇注系统的流道组件的制备方法，其特征在于，所述第二耐火材料选自硬质粘土、软质粘土、氧化铝、铝矾土、二氧化硅、莫来石、刚玉、硅微粉、石英粉、硅藻土、硅灰、蒙脱石、粉煤灰、石墨中的一种或两种以上。
9、根据项6所述的浇注系统的流道组件的制备方法，其特征在于，所述第二分散剂为选自甲醇、乙醇、乙醚、丙酮、水中的一种，优选为水。
10、根据项1所述的浇注系统的流道组件的制备方法，其特征在于，所述第一组件胚体成型后不脱模，带有成型模具的第一组件坯体在放入所述第二浆池内后，在所述第一组件坯体的外表面附着一层所述第二浆料，形成第二组件坯体，所述第二组件胚体成型后脱模。
11、根据项1所述的浇注系统的流道组件的制备方法，其特征在于，进行高温热压整形处理时，温度为100～200℃，优选为150～200℃，压力为0.1～1.0MPa，优选为0.5～0.9MPa。
12、根据项1所述的浇注系统的流道组件的制备方法，其特征在于，所述方法在整形处理后还包括浸渍干燥处理，所述浸渍干燥处理为将整形处理后的第二组件胚体浸渍于强化材料内，浸渍后烘干使所述第二组件干燥和固化；
其中，所述强化材料含有甲醇、乙醇、乙醚、丙酮、水、呋喃树脂、酚醛树脂、环氧树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯树脂、有机硅树脂、水玻璃、硅溶胶、铝溶胶、磷酸铝、磷酸二氢铝、硅酸乙酯、硅油、硅脂、硅烷偶联剂中的一种或者两种以上。
13、一种浇注系统的流道组件，其特征在于，包括耐火层和支撑层。
14、根据项13所述的浇注系统的流道组件，其特征在于，所述耐火层位于所述支撑层的内侧。
15、根据项14所述的浇注系统的流道组件，其特征在于，所述浇注系统的流道组件为空心管状结构，所述浇注系统的流道组件包括至少一层耐火层；
所述浇注系统的流道组件包括至少一层支撑层。
16、根据项15所述的浇注系统的流道组件，其特征在于，所述耐火层与所述支撑层为具有相同的中心线的空心管状结构，所述支撑层的内径不小于所述耐火层的外径。
17、根据项14所述的浇注系统的流道组件，其特征在于，所述支撑层的厚度为0.5～3mm，优选为0.5～2mm。
18、根据项14所述的浇注系统的流道组件，其特征在于，所述耐火层的厚度为0.1～2mm，优选为0.5～1.5mm。
19、根据项14所述的浇注系统的流道组件，其特征在于，所述耐火层的组成包括有机纤维35～80％、第一耐火材料20～65％，优选为有机纤维45～75％、第一耐火材料25～55％。
20、根据项14所述的浇注系统的流道组件，其特征在于，所述支撑层的组成包括无机纤维10～40％、第二耐火材料50～90％，优选为无机纤维15～25％、第二耐火材料75～85％。
本申请所述的浇注系统的流道组件的制备方法，该制备方法通过两次制浆和两次成型，第一次成型的是耐火层，第二次成型的是支撑层，所述耐火层靠近接近内侧，支撑层靠近外侧。耐火层的成分以氧化铝二氧化硅为主，具有较高的耐火度，作用是在浇铸过程中阻挡金属液向外层渗漏。支撑层的成分以有机成分为主，整体耐火度不高，作用是提供足够的常温强度和为耐火层提供支撑，以防在埋入砂型时组件变形。这种结构的优点是根据各种材料的优势，尽量发挥其优势功能，避免不必要的材料浪费。
本申请所述的浇注系统的流道组件，包括耐火层和支撑层，所述耐火层靠近接近内侧，支撑层靠近外侧，所述耐火层具有较高的耐火度，因此所述浇注系统的流道组件可以在更高的环境温度下工作而不易损坏。
具体实施方式
本申请公开一种浇注系统的流道组件的制备方法，包括:
第一浆料的制备：将有机纤维、第一耐火材料、以及第一分散剂混合，搅拌均匀形成第一浆料；
第一组件胚体的成型：将所述第一浆料放入第一浆池内，将成型模具放入所述第一浆池内，形成第一组件胚体；形成的第一组件胚体为耐火组件胚体，并且在形成第一组件胚体后所述成型模具不需要拿掉。
第二浆料的制备：将无机纤维、第二耐火材料、以及第二分散剂混合，搅拌均匀形成第二浆料；
第二组件胚体的成型：将所述第二浆料放入第二浆池内，将带有成型模具的第一组件胚体放入所述第二浆池内，形成第二组件胚体；在该成型过程中，所述第二浆料附着于所述第一组件胚体的表面，形成第二组件胚体；
整形：对第二组件胚体进行干燥处理，将干燥处理后的所述第二组件胚体放入整形机模具中，进行高温热压整形；
切割修边：除去热压整形后的第二组件胚体的飞边以及多余的部分，形成所述浇注系统的流道组件。所述流道组件内层为耐火层，外层为支撑层。所述流道组件可以为空心圆柱状，也可以为空心棱柱状等结构。
在本申请中，在所述第一浆料的制备中，所述有机纤维在所述第一浆料的固体原料中占35～80％，所述第一耐火材料在所述第一浆料的固体原料中占20～65％，所述有机纤维和第一耐火材料在所述第一浆料的总含量中占0.5～10％。
进一步优选地，在所述第一浆料的制备中，所述有机纤维在所述第一浆料的固体原料中占45～75％，所述第一耐火材料在所述第一浆料的固体原料中占25～55％，所述有机纤维和第一耐火材料在所述第一浆料的总含量中占1～7％。
在本申请中，所述有机纤维选自植物纤维、纸浆、化学纤维中的一种或两种以上；植物纤维是广泛分布在种子植物中的一种厚壁组织。纸浆是以某些植物为原料加工而成的，它是造纸的基本原料。通常用以制浆原料的植物可分为4大类:茎干纤维类、韧皮纤维类、种毛纤维类和木材纤维类。其中尤以木材纤维类为最重要。化学纤维是用天然高分子化合物或人工合成的高分子化合物为原料，经过制备纺丝原液、纺丝和后处理等工序制得的具有纺织性能的纤维。
在本申请中植物纤维主要来源于植物的各个部分，比如秆茎、叶子或者果皮。化学纤维区别于天然纤维，是人工加工合成的纤维，如涤纶、锦纶、腈纶、氯纶、维纶、氨纶、聚烯烃弹力丝等。
在本申请中，所述第一耐火材料选自硬质粘土、软质粘土、氧化铝、铝矾土、二氧化硅、莫来石、刚玉、硅微粉、石英粉、硅藻土、硅灰、蒙脱石、粉煤灰、石墨中的一种或两种以上。硬质粘土的主要组成矿物为高岭石及硬水铝石、伊利石、叶腊石，Al2O3含量为30～50％，耐火度达1630～1700℃，耐火性及高温下的热稳定性均较好。氧化铝可用作高温耐火材料，制耐火砖、坩埚、瓷器、人造宝石等。二氧化硅的天然矿物称为石英。耐火材料中，黏土质和硅质耐火材料中均含较多二氧化硅。二氧化硅在高温下呈酸性，硅质耐火材料能抗酸性渣腐蚀。刚玉具有耐高温、耐腐蚀、高强度等性能，故可用浇钢滑动水口，冶炼稀贵金属、特种合金、陶瓷、炼铁高炉的内衬(墙和管)；理化器皿、火花塞、耐热抗氧化涂层。硅微粉由天然石英(SiO2)或熔融石英(天然石英经高温熔融、冷却后的非晶态SiO2)经破碎、球磨(或振动、气流磨)、浮选、酸洗提纯、高纯水处理等多道工艺加工而成的微粉；是一种无毒、无味、无污染的无机非金属材料。由于它具备耐温性好、耐酸碱腐蚀、导热系数高、高绝缘、低膨胀、化学性能稳定、硬度大等优良的性能。硅藻土是一种生物成因的硅质沉积岩，主要由古代硅藻遗体组成，其化学成份主要是SiO2，含有少量Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5和有机质。具有孔隙度大、吸收性强、化学性质稳定、耐磨、耐热等特点，能为涂料提供优异的表面性能，增容，增稠以及提高附着力。硅灰也叫微硅粉或称凝聚硅灰，外观为灰色或灰白色粉末﹑耐火度>1600℃。蒙脱石又名微晶高岭石或胶岭石，是一种硅铝酸盐，其主要成分为八面体蒙脱石微粒，因其最初发现于法国的蒙脱城而命名的，蒙脱石稳定性好，耐高温。粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为:SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2等；具有稳定性好，耐高温等优点。
在本申请中，所述第一分散剂选自甲醇、乙醇、乙醚、丙酮、水中的一种，优选为水。
在本申请中，所述第二浆料的制备中，所述无机纤维在第二浆料中的固体原料中占10～40％，第二耐火材料在第二浆料中的固体原料中占50～90％，优，所述无机纤维和第二耐火材料在所述第二浆料的总含量中占0.5～10％。
进一步优选地，所述第二浆料的制备中，所述无机纤维在第二浆料中的固体原料中占15～25％，第二耐火材料在第二浆料中的固体原料中占75～85％，所述无机纤维和第二耐火材料在所述第二浆料的总含量中占1～7％。
在本申请中，所述无机纤维选自碳纤维、硅酸铝纤维、棉岩、莫来石纤维中的一种或两种以上。碳纤维是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维“外柔内刚”，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好等特点。硅酸铝纤维又叫陶瓷纤维是一种新型轻质耐火材料，该材料具有容重轻、耐高温、热稳定性好，热传导率低、热容小、抗机械振动好、受热膨胀小、隔热性能好等优点。棉岩以天然岩石如玄武岩、辉长岩、白云石、铁矿石、铝矾土等为主要原料，经高温熔化、纤维化而制成的无机质纤维。矿渣棉是以工业矿渣如高炉矿渣、磷矿渣、粉煤灰等为主要原料，经过重熔、纤维化而制成的无机质纤维。这两种纤维经加工，可制成板、管、毡、带、纸等各种制品，应可用于建筑和工业装备、管道、窑炉的绝热、防火、吸声、抗震等。莫来石纤维是当今国内外最新型的超轻质高温耐火纤维，是整个Al2O3-SiO2系陶瓷纤维中的一种，使用温度在1500-1700℃，高出玻璃态纤维200-400℃。
在本申请中，所述第二耐火材料选自硬质粘土、软质粘土、氧化铝、铝矾土、二氧化硅、莫来石、刚玉、硅微粉、石英粉、硅藻土、硅灰、蒙脱石、粉煤灰、石墨中的一种或两种以上。
在本申请中，所述第一组件胚体成型后不脱模，带有成型模具的第一组件坯体在放入所述第二浆池内后，在所述第一组件坯体的外表面附着一层所述第二浆料，形成第二组件坯体，所述第二组件胚体成型后脱模，所述第二组件胚体为所述浇注系统的流道组件的毛坯。
在本申请中，所述第二分散剂选自甲醇、乙醇、乙醚、丙酮、水中的一种，优选为水。
在本申请中，进行高温热压整形处理时，温度为100～200℃，压力为0.1～1.0MPa。
进一步地，进行高温热压整形处理时，温度优选为150～200℃，压力优选为0.5～0.9MPa。
在本申请中，所述方法在整形处理后还包括浸渍干燥处理，所述浸渍干燥处理为将整形处理后的第二组件胚体浸渍于强化材料内，浸渍后烘干使所述第二组件干燥和固化。强化材料的加入方式为把其加入浆池中搅拌均匀，也可以在整形或者修边工序后浸渍，然后烘干，强化材料的加入可以有效防止所述浇注系统的流道组件受潮，并增加所述流道组件在常温和高温条件下的强度。
在本申请中，强化材料含有甲醇、乙醇、乙醚、丙酮、水、呋喃树脂、酚醛树脂、环氧树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯树脂、有机硅树脂、水玻璃、硅溶胶、铝溶胶、磷酸铝、磷酸二氢铝、硅酸乙酯、硅油、硅脂、硅烷偶联剂中的一种或者两种以上。
在本申请中，呋喃树脂是指以具有呋喃环的糠醇和糠醛作原料生产的树脂类的总称，其在强酸作用下固化为不溶和不熔的固形物；具有突出的耐蚀性、耐热性等特点。酚醛树脂是一种合成塑料，无色或黄褐色透明固体，因电气设备使用较多，也俗称电木。具有耐热性、耐燃性、耐水性和绝缘性优良，耐酸性较好，耐碱性差，机械和电气性能良好，易于切割等优点。环氧树脂是指分子中含有两个以上环氧基团的一类聚合物的总称。它是环氧氯丙烷与双酚A或多元醇的缩聚产物。由于环氧基的化学活性，可用多种含有活泼氢的化合物使其开环，固化交联生成网状结构，因此它是一种热固性树脂。环氧树脂按照强度、耐热等级以及特性分类，环氧树脂的主要品种有16种，包括通用胶、结构胶、耐高温胶、耐低温胶、水中及潮湿面用胶、导电胶、光学胶、点焊胶、环氧树脂胶膜、发泡胶、应变胶、软质材料粘接胶、密封胶、特种胶、潜伏性固化胶、土木建筑胶16种。有机硅树脂是一种热固性的塑料，它最突出的性能之一是优异的热氧化稳定性。
本申请还公开一种浇注系统的流道组件，包括耐火层和支撑层，所述耐火层位于所述支撑层的内侧。
所述浇注系统的流道组件为空心管状结构，所述浇注系统的流道组件包括至少一层耐火层(所述耐火层可以为1层、2层、3层、4层、5层、6层以及多层等)；所述浇注系统的流道组件包括至少一层支撑层(所述支撑层可以为1层、2层、3层、4层、5层、6层以及多层等)。所述耐火层的数量与支撑层的数量可以不相同。
在一个具体实施方式中，所述浇注系统的流道组件从内到外依次包括一层耐火层和一层支撑层。
在一个具体实施方式中，所述浇注系统的流道组件从内到外依次包括两层耐火层和两层支撑层。
在一个具体实施方式中，所述浇注系统的流道组件从内到外依次包括两层耐火层和三层支撑层。
本申请中，所述浇注系统的流道组件可以为空心圆柱状结构、空心棱柱状结构、空心棱台状结构、空心圆台状结构。
本申请中，所述耐火层与所述支撑层为具有相同的中心线的空心管状结构，所述支撑层的内径不小于所述耐火层的外径。
本申请中，所述支撑层的厚度为0.5～3mm，优选的，支撑层厚度为0.5～2mm。
在本申请中，所述支撑层的厚度可以为0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm或3mm。
本申请中，所述耐火层的厚度为0.1～2mm，优选的，耐火层厚度为0.5～1.5mm。
在本申请中，所述耐火层的厚度可以为0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm或2mm。
本申请中，所述耐火层的组成包括有机纤维35～80％，第一耐火材料20～65％。
进一步优选地，所述耐火层的组成包括无机纤维45～75％，第一耐火材料25～55％。
在本申请中所述耐火层还包括其他助剂。
本申请中，所述支撑层的组成包括无机纤维10～40％、第二耐火材料50～90％。
进一步优选地，所述支撑层的组成包括有机纤维15～25％，第二耐火材料75～85％。
在本申请中所述支撑层还包括其他助剂。
利用本申请的浇注系统的流道组件的制备方法制备的流道组件，通过两次制浆和两次成型，第一次成型的是耐火层，第二次成型的是支撑层，所述耐火层靠近接近内侧，支撑层靠近外侧。耐火层的成分以氧化铝二氧化硅为主，具有较高的耐火度，作用是在浇铸过程中阻挡金属液向外层渗漏。支撑层的成分以有机成分为主，整体耐火度不高，作用是提供足够的常温强度和为耐火层提供支撑，以防在埋入砂型时组件变形。这种结构的优点是根据各种材料的优势，尽量发挥其优势功能，避免不必要的材料浪费的。而且制备的流道组件的耐受温度可达1550℃、抗压能力可达2.1KN、体密在0.76-0.89g/cm3，灼减可低至23.32％。
本申请的以下实施例仅用来说明实现本申请的具体实施方式，这些实施方式不能理解为是对本申请的限制。其他的任何在未背离本申请的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均视为等效的置换方式，落在本申请的保护范围之内。
实施例
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊要求，均为常规方法。
下述实施例中所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1
本申请中的一种浇注系统的流道组件的制备方法，包括:
第一浆料的制备：将80kg植物纤维、20kg二氧化硅以及20000kg水混合，搅拌均匀形成第一浆料；
第一组件胚体的成型：将所述第一浆料放入第一浆池内，将成型模具放入所述第一浆池内，形成第一组件胚体；形成的第一组件胚体为耐火组件胚体，并且在形成第一组件胚体后所述成型模具不需要拿掉。
第二浆料的制备：将10kg碳纤维、90kg莫来石以及20000kg水混合，搅拌均匀形成第二浆料；
第二组件胚体的成型：将所述第二浆料放入所述第二浆池内，将带有成型模具的第一组件胚体放入所述第二浆池内后，在所述第一组件坯体的外表面附着一层所述第二浆料，形成第二组件坯体，所述第二组件胚体成型后脱模；在该成型过程中，所述第二浆料附着于所述第一组件胚体的表面，形成第二组件胚体。
整形：将干燥处理后的所述第二组件胚体放入整形机模具中，进行高温热压整形(温度为150℃，压力为0.5MPa)；
切割修边：除去热压整形后的第二组件胚体的飞边以及多余的部分，形成所述浇注系统的流道组件。所述流道组件内层为耐火层，所述耐火层的厚度为1mm，外层为支撑层，所述支撑层的厚度为1mm。所述流道组件为空心圆柱状，且所述流道组件的规格为D50×300。所述流道组件的各项参数如表1以及表2所示。
实施例2-实施例10以及对比例2-3与实施例1的不同之处在于有机纤维、第一耐火材料、第一分散剂、无机纤维、第二耐火材料以及第二分散剂的含量，其余参数都在相同条件下制备。制备的流道组件的各项参数见表1以及表2所示。
对比例1为现有技术中的流道组件(生产厂家为宝鸡华光铸造材料科技有限公司)。
对比例4
一种浇注系统的流道组件的制备方法，
第一浆料的制备：
将45kg植物纤维、55kg二氧化硅以及10000kg水混合，搅拌均匀形成第一浆料；
第一组件胚体的成型：
将所述第一浆料放入第一浆池内，同时将成型模具放入所述第一浆池内，形成第一组件胚体；
整形：将干燥处理后的所述第一组件胚体放入整形机模具中，进行高温热压整形(温度为150℃，压力为0.5MPa)；
切割修边：除去热压整形后的第一组件胚体的飞边以及多余的部分，形成所述浇注系统的流道组件。所述流道组件的厚度为2mm，所述流道组件为空心圆柱状，且所述流道组件的规格为D50×300。所述流道组件的各项参数如表1以及表2所示。
对比例5
一种浇注系统的流道组件的制备方法，
第一浆料的制备：
将15kg碳纤维、85kg莫来石以及10000kg水混合，搅拌均匀形成第一浆料；
第一组件胚体的成型：
将所述第一浆料放入第一浆池内，同时将成型模具放入所述第一浆池内，形成第一组件胚体；
整形：将干燥处理后的所述第一组件胚体放入整形机模具中，进行高温热压整形(温度为150℃，压力为0.5MPa)；
切割修边：除去热压整形后的第一组件胚体的飞边以及多余的部分，形成所述浇注系统的流道组件。所述流道组件的厚度为2mm，所述流道组件为空心圆柱状，且所述流道组件的规格为D50×300。所述流道组件的各项参数如表1以及表2所示。
表1为各实施例中流道组件的原料组成
表2为各实施例制备的流道组件的性能
从上述实施例的结果可以看出通过本申请的方法制备的流道组件与对比例1-5相比，具有耐受温度高、抗压能力强，体密大、灼减小等优点，其中耐受温度可达1550℃，抗压力可达2.10KN，体密在0.76-0.89g/cm3范围内，灼减可低至23.32％。而且本申请实施例1-10得到的流道组件整体完好，表面上没有气孔，表面也不会掉灰。
Claims (34)
1.一种浇注系统的流道组件的制备方法，其特征在于，包括:
第一浆料的制备：将有机纤维、第一耐火材料以及第一分散剂混合，搅拌均匀形成第一浆料；
第一组件胚体的成型：将所述第一浆料放入第一浆池内，将成型模具放入所述第一浆池内，形成第一组件胚体；
第二浆料的制备：将无机纤维、第二耐火材料以及第二分散剂混合，搅拌均匀形成第二浆料；
第二组件胚体的成型：将所述第二浆料放入第二浆池内，将带有成型模具的第一组件胚体放入所述第二浆池内，形成第二组件胚体；
整形：对第二组件胚体进行干燥处理，将干燥处理后的所述第二组件胚体放入整形机模具中，进行高温热压整形；
切割修边：除去热压整形后的第二组件胚体的飞边以及多余的部分，形成所述浇注系统的流道组件；
在所述第一浆料的制备中，所述有机纤维在所述第一浆料中的固体原料中占35~80%；第一耐火材料在所述第一浆料中的固体原料中占20~65%；所述有机纤维和所述第一耐火材料占所述第一浆料总量的0.5~10%；
在所述第二浆料的制备中，所述无机纤维在所述第二浆料中的固体原料中占10~40%，第二耐火材料在所述第二浆料中的固体原料中占50~90%，所述无机纤维和所述第二耐火材料在所述第二浆料的总含量中占0.5~10%。
2.根据权利要求1所述的浇注系统的流道组件的制备方法，其特征在于，在所述第一浆料的制备中，所述有机纤维在所述第一浆料中的固体原料中占45~75%。
3.根据权利要求1所述的浇注系统的流道组件的制备方法，其特征在于，第一耐火材料在所述第一浆料中的固体原料中占25~55%。
4.根据权利要求1所述的浇注系统的流道组件的制备方法，其特征在于，所述有机纤维和所述第一耐火材料占所述第一浆料总量的1~7%。
5.根据权利要求1所述的浇注系统的流道组件的制备方法，其特征在于，所述有机纤维选自植物纤维、纸浆或化学纤维中的一种或两种以上。
6.根据权利要求1所述的浇注系统的流道组件的制备方法，其特征在于，所述第一耐火材料选自硬质粘土、软质粘土、氧化铝、铝矾土、二氧化硅、莫来石、刚玉、硅微粉、石英粉、硅藻土、硅灰、蒙脱石、粉煤灰、石墨中的一种或两种以上。
7.根据权利要求1所述的浇注系统的流道组件的制备方法，其特征在于，所述第一分散剂选自甲醇、乙醇、乙醚、丙酮、水中的一种。
8.根据权利要求1所述的浇注系统的流道组件的制备方法，其特征在于，所述第一分散剂为水。
9.根据权利要求1所述的浇注系统的流道组件的制备方法，其特征在于，在所述第二浆料的制备中，所述无机纤维在所述第二浆料中的固体原料中占15~25%。
10.根据权利要求1所述的浇注系统的流道组件的制备方法，其特征在于，第二耐火材料在所述第二浆料中的固体原料中占75~85%。
11.根据权利要求1所述的浇注系统的流道组件的制备方法，其特征在于，所述无机纤维和所述第二耐火材料在所述第二浆料的总含量中占1~7%。
12.根据权利要求1所述的浇注系统的流道组件的制备方法，其特征在于，所述无机纤维选自碳纤维、硅酸铝纤维、岩棉、莫来石纤维和碳化硅纤维中的一种或两种以上。
13.根据权利要求1所述的浇注系统的流道组件的制备方法，其特征在于，所述第二耐火材料选自硬质粘土、软质粘土、氧化铝、铝矾土、二氧化硅、莫来石、刚玉、硅微粉、石英粉、硅藻土、硅灰、蒙脱石、粉煤灰、石墨中的一种或两种以上。
14.根据权利要求1所述的浇注系统的流道组件的制备方法，其特征在于，所述第二分散剂选自甲醇、乙醇、乙醚、丙酮、水中的一种。
15.根据权利要求1所述的浇注系统的流道组件的制备方法，其特征在于，所述第二分散剂为水。
16.根据权利要求1所述的浇注系统的流道组件的制备方法，其特征在于，所述第一组件胚体成型后不脱模，带有成型模具的第一组件坯体在放入所述第二浆池内后，在所述第一组件坯体的外表面附着一层所述第二浆料，形成第二组件坯体，所述第二组件胚体成型后脱模。
17.根据权利要求1所述的浇注系统的流道组件的制备方法，其特征在于，进行高温热压整形处理时，温度为100~200℃压力为0.1~1.0MPa。
18.根据权利要求1所述的浇注系统的流道组件的制备方法，其特征在于，进行高温热压整形处理时，温度为150~200℃。
19.根据权利要求1所述的浇注系统的流道组件的制备方法，其特征在于，进行高温热压整形处理时，压力为0.5~0.9MPa。
20.根据权利要求1所述的浇注系统的流道组件的制备方法，其特征在于，所述方法在整形处理后还包括浸渍干燥处理，所述浸渍干燥处理为将整形处理后的第二组件胚体浸渍于强化材料内，浸渍后烘干使所述第二组件干燥和固化；
其中，所述强化材料含有甲醇、乙醇、乙醚、丙酮、水、呋喃树脂、酚醛树脂、环氧树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯树脂、有机硅树脂、水玻璃、硅溶胶、铝溶胶、磷酸铝、磷酸二氢铝、硅酸乙酯、硅油、硅脂、硅烷偶联剂中的一种或者两种以上。
21.根据权利要求1-20任一项所述方法制备的浇注系统的流道组件，其特征在于，包括耐火层和支撑层。
22.根据权利要求21所述的浇注系统的流道组件，其特征在于，所述耐火层位于所述支撑层的内侧。
23.根据权利要求22所述的浇注系统的流道组件，其特征在于，所述浇注系统的流道组件为空心管状结构，所述浇注系统的流道组件包括至少一层耐火层；
所述浇注系统的流道组件包括至少一层支撑层。
24.根据权利要求23所述的浇注系统的流道组件，其特征在于，所述耐火层与所述支撑层为具有相同的中心线的空心管状结构，所述支撑层的内径不小于所述耐火层的外径。
25.根据权利要求22所述的浇注系统的流道组件，其特征在于，所述支撑层的厚度为0.5~3mm。
26.根据权利要求22所述的浇注系统的流道组件，其特征在于，所述支撑层的厚度为0.5~2mm。
27.根据权利要求22所述的浇注系统的流道组件，其特征在于，所述耐火层的厚度为0.1~2mm。
28.根据权利要求22所述的浇注系统的流道组件，其特征在于，所述耐火层的厚度为0.5~1.5mm。
29.根据权利要求22所述的浇注系统的流道组件，其特征在于，所述耐火层的组成包括有机纤维35~80%以及第一耐火材料20~65%。
30.根据权利要求22所述的浇注系统的流道组件，其特征在于，所述耐火层的组成包括有机纤维45~75%。
31.根据权利要求22所述的浇注系统的流道组件，其特征在于，所述耐火层的组成包括第一耐火材料25~55%。
32.根据权利要求22所述的浇注系统的流道组件，其特征在于，所述支撑层的组成包括无机纤维10~40%以及第二耐火材料50~90%。
33.根据权利要求22所述的浇注系统的流道组件，其特征在于，所述支撑层的组成包括无机纤维15~25%。
34.根据权利要求22所述的浇注系统的流道组件，其特征在于，所述支撑层的组成包括第二耐火材料75~85%。
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