CN1154883A - 液固相变精密铸造技术 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的是一种液固相变精密铸造技术，其核心技术包括涂层转移和脱模剂与粘结剂是互相反应固化的特点，其总体工艺路线为：在芯盒表面涂刷封闭剂→喷涂脱模剂→喷涂转移涂层→充填造型材料→抽真空→充气固化→烘烤→成型。转移涂层主要由填料、粘结剂、悬浮剂和溶剂组成。脱模剂和粘结剂应配对使用。反应固化气体应根据所用的粘结剂相配选用。本发明特别适用于模具生产，以及结构复杂的机械零部件的生产。

Description

液固相变精密铸造技术
本发明涉及的是一种模具制造技术，特别涉及的是一种液固相变精密铸造技术，属于成型技术中的铸造工艺领域。
模具加工是现代工业的关键技术之一，通常由于模具成形要求比较高，如表面粗糙度Ra＜6.3μ，尺寸精度500±0.2mm，所以对模具成形的加工方法要求也相应较高。精密铸造工艺常用的熔模精密铸造法、陶瓷型精密铸造法及石膏型精密铸造法难以完成各种金属材料、各种形状的模具成形要求。通过对现有技术背景中“模具的涂层转移法精密铸造技术属铸造领域，涉及到涂层的光洁及复型能力，合金的流动及铸造模具成形等领域”检索分析，其主要特点是用传统的方法，如图1，图2，图3，即型芯从芯盒内取出后，为了进一步提高型芯的表面粗糙度，但由于涂料难以均匀地履盖表面，且造成在型芯边角处堆积，而且又由于型芯的强烈吸水作用，使涂层实际上是自由形成的粗糙表面，给模具制造所要求的表面粗糙度和尺寸精度带来缺陷。
本发明的目的在于提出一种能够完成各种金属材料、各种形状的模具成形的液固相变精密铸造技术，使它在模具铸造中克服了传统技术不能满足表面粗糙度Ra＜6.3μ和尺寸精度500±0.2mm的缺陷。
本发明的主要内容在于，液固相变精密铸造技术的总体工艺路线为：在预先制作好的，根据所需模具形状又已放出收缩余量的芯盒表面涂刷封闭剂→喷涂脱模剂→喷涂转移涂层→充填造型材料→抽真空→充气固化→烘烤→成型，最后按常规去应力退火，整修检验及表面处理。
本发明具有突出的实质性特点和显著的进步，对于模具加工产生了积极的效果，尤其是对于一些形状、结构复杂，尺寸精度在500±0.2mm以上，表面粗糙度达Ra＜6.3μ的模具，本发明对于加工一些要求较高的机械零件也十分有效，如发动机曲轴、缸体、缸盖等，具有很高的经济价值。
以上结合附图对本发明的特征和实施情况作进一步详细描述：
图1传统铸造方法充填造型材料示意图。
图2传统铸造方法固化后取出型芯示意图。
图3传统铸造方法往型芯上喷涂料示意图。
图4本发明往模型上喷洒脱模剂和涂料示意图。
图5本发明充填造型材料示意图。
图6本发明固化后取出型芯，涂层己转移至型芯上的示意图。
图7本发明局部放大示意图。
如图4、图5和图6所示，预先制作一个与所需要的模具形状但已放出收缩余量的芯盒(1)，如图7所示，在其工作表面涂上封闭剂(5)，封闭剂(5)可以是醇基有机硅溶液；待其固化后，在表面均匀地喷涂一层脱模剂(6)，脱模剂(6)应与转移涂层(7)及型芯(2)固化所用的粘结剂配对(如表)使用，其特征是脱模剂(6)与粘结剂是互相反应固化，这使涂层(7)能完整地转移的主要方式，在喷涂了脱模剂(6)后再喷涂转移涂层(7)，转移涂层(7)主要由填料、粘结剂、悬浮剂和溶剂组成，粘结剂和溶剂应根据铸件的金属材料的种类选用(如表)，转移涂层(7)的基本配比为：填料20-40％，粘结剂5-20％，悬浮剂0.5-2％，余量为溶剂；转移涂层(7)喷涂后，充填型芯(2)材料，型芯(2)由面层(3)和背层(4)组成，面层(3)采用140-200目细砂，背层(4)采用70-140粗砂，先充填面层(3)，后充填背层(4)；然后将芯盒(1)连同型芯(2)一起放入反应固化容器内，盖上密封盖后抽真空到10-1mPa，保持5-30分钟，其目的在于促使转移涂层中的溶剂挥发；真空保持过适当时间后，即充入反应固化气体，所用的气体根据粘结剂相配选用(如表)，静置5分钟，其目的是促使粘结剂快速固化，产生强度，以便脱模；静置5分钟后，即可取模，将取出的型芯(2)放入烘箱内，在大于等于200℃下根据不同的金属铸造材料选用3小时或5小时烘烤时间(如表)；最后取出型芯(2)放入型腔内，铸造成型，按常规去除应力退火，整修检验，表面处理。
根据不同金属铸造材料选用的参数表
铸造材料 脱模剂     粘结剂    溶剂 ＞400目填料    悬浮剂  真保持时间   固化气体     烘烤时间
锌合金铝合金 甘油醋酸脂     水玻璃     水   SiO2     钠膨润土 ＞15分钟   CO2     5小时
铸铁 对甲苯磺酸     呋喃树脂     乙醇   Al2O3     钠膨润土 ＞5分钟   SO2     3小时
铸钢 稀磷酸液     磷酸镁     乙醇   Al2O3     钠膨润土 ＞5分钟   SO2     3小时
铜合金 甘油醋酸酯     水玻璃     水   ZrSiO4     钠膨润土 ＞15分钟   CO2     5小时
钛合金 稀磷酸液     尿醛树脂 水   CaO     钠膨润土 ＞15分钟   CO2     5小时

Claims (6)

1、一种液固相变精密铸造技术，其特征在于总体工艺路线为：在芯盒(1)表面涂刷封闭剂(5)，待其固化后，在其表面均匀地喷涂一层脱模剂(6)，再喷涂转移涂层(7)，然后充填型芯(2)材料，接着将芯盒(1)连同型芯(2)一起放入反应固化容器内，盖上密封盖后，抽真空到10-1mPa，真空保持5-30分钟，之后，充入反应固化气体，再静置5分钟，取模，放入烘箱内，在大于等于200℃下烘烤，根据需用铸造材料选用3小时或5小时，最后取出型芯(2)，放入型腔内铸造成型。
2、根据权利要求1所述的这种液固相变精密铸造技术，其特征还在于转移涂层(7)主要由填料、粘结剂、悬浮剂和溶剂组成，其比例分别可以为填料20-40％，粘结剂5-20％，悬浮剂0.5-2％，余量为溶剂，各组分的选用根据需用的铸造材料确定。
3、根据权利要求1所述的这种液固相变精密铸造技术，其特征还在于脱模剂(6)与转移涂层(7)和型芯(2)固化所用的粘结剂应配对使用。
4、根据权利要求1所述的这种液固相变精密铸造技术，其特征还在于封闭剂(5)可以是醇基有机硅溶液。
5、根据权利要求1所述的这种液固相变精密铸造技术，其特征还在于所用的反应固化气体应根据所用的粘结剂相配选用。
6、根据权利要求1和3所述的这种液固相变精密铸造技术，其特征还在于型芯(2)由面层(3)和背层(4)组成，面层(3)采用140-200目细砂，背层(4)采用70-140目粗砂，先充填面层(3)，后充填背层(4)。
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