CN201164899Y

CN201164899Y - 熔模铸造模壳

Info

Publication number: CN201164899Y
Application number: CNU2007200436707U
Authority: CN
Inventors: 姚进法; 王晓军
Original assignee: CRRC Qishuyan Institute Co Ltd
Current assignee: CRRC Qishuyan Institute Co Ltd
Priority date: 2007-10-15
Filing date: 2007-10-15
Publication date: 2008-12-17
Anticipated expiration: 2017-10-15

Abstract

本实用新型涉及一种铸造技术，具体地说是一种熔模铸造模壳及其制造技术。所述熔模铸造模壳包括数层面层耐火涂料与数层加固层耐火涂料及位于相邻两层耐火涂料间的撒砂材料，其特征在于，所述加固层耐火涂料还包括硅灰石粉料。利用该方法可以很方便、且低成本地增强熔模铸造模壳的强度，从而在保证必要的熔模铸造模壳的强度下，能够减少模壳制造涂料涂覆的层数，并减少绑铁丝的数量，甚至不用绑铁丝也能达到正常所需的模壳强度，因而能够大大提高模壳制造的效率，并减轻工人的劳动强度。

Description

熔模铸造模壳

技术领域

本实用新型涉及一种铸造技术，具体地说是一种熔模铸造模壳及其制造技术。

背景技术

模壳的制造是熔模铸造工艺中的一个关键工序。它不仅决定着铸件的尺寸精度和表面光洁度，而且也直接影响着铸件成品率的高低。

熔模铸造模壳由耐火涂料和撒砂材料组成。而耐火涂料通常由刚玉粉、石英粉、铝矾土或耐火泥等耐火粉材料和水玻璃、硅溶胶或硅酸乙酯水解液等高温粘接剂以及其它添加剂制成；而撒砂材料一般面层用石英砂、刚玉砂；加固层用煤矸石砂等耐火砂。由此制成的模壳强度一般不是太高。制造模壳时先在蜡模上涂一层涂料，再在涂料上撒一层砂，待涂料干燥、硬化后再循环涂涂料、撒砂，面层涂料通常为1～2层，加固层涂料一般为4～5层，所以一般制造一个具有足够强度的模壳要涂6～7层涂料，大一点的模壳要涂7～8层涂料，为了保证模壳强度，在涂好加固层涂料1～2层后，模壳上部、中部及下部还要捆绑细铁丝，然后再涂剩余的加固层，因此，制造起来比较麻烦，成本也比较高。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种成本低且易于制造的熔模铸造模壳，在保证必要的熔模铸造模壳的强度下，能够减少模壳制造涂料涂覆的层数，并减少绑铁丝的数量，甚至不用绑铁丝也能达到正常所需的模壳强度，因而能够大大提高模壳制造的效率，并减轻工人的劳动强度。

本实用新型的技术方案是：该模壳的内层为面层耐火涂料层，外层为加固层耐火涂料层，其中与面层耐火涂料层为1～2层，加固层耐火涂料层为2～5层；在相邻两层耐火涂料间为撒砂材料层；在所述加固层耐火涂料层中包括硅灰石粉料。

所述硅灰石粉料占加固层耐火涂料总重量的1～30％；所述硅灰石粉料的粒度为100～1000目；所述撒砂材料为石英砂、刚玉砂、锆英砂、煤矸石砂中的一种或任意两种以上的混合物。当添加的硅灰石粉料低于1％时，模壳的增强效果不明显，添加的硅灰石粉料高于30％时，模壳的残留强度太高，溃散性差，容易粘砂，给后面的铸件清理带来困难，特别是不太容易清理的凹角内腔等部位，更是不易清理干净。

所述加固层耐火涂料优选包括占加固层耐火涂料总重量5％～15％的硅灰石粉料。当添加的硅灰石粉料在1～5％时，制得的模壳强度的提高幅度还不够大；当添加的硅灰石粉料在15～30％时，涂料的粘度较大，给操作带来麻烦。

所述加固层耐火涂料特别优选包括占加固层耐火涂料总重量5％～10％的硅灰石粉料。当添加的硅灰石粉料在5～10％时，涂料的粘度较适中，便于操作，制得的模壳强度也较高。

所述硅灰石粉料的粒度为100～1000目的硅灰石粉料；一是商品化的硅灰石粉较多，价格便宜；二是配制的涂料粘度适中，操作方便，制得的模壳强度也较高。低于100目的硅灰石粉也可以使用，但加入量要适当多一点，而且由于颗粒较粗，配制好的涂料存放时硅灰石粉较易沉降到底部，给涂料的贮存带来不便。高于1000目时，一是商品化的硅灰石粉较少，价格较高；二是配制的涂料粘度太大，操作不太方便。更优选的方案包括325～1000目的硅灰石粉料。

所述加固层耐火涂料是以下3种组成中的一种：

A、所述加固层耐火涂料包括：水玻璃1.0，耐火粉0.7～1.8，硅灰石粉0.02～0.85，表面活性剂0～0.1，消泡剂0～0.1；单位为重量份；

B、所述加固层耐火涂料包括：硅酸乙酯水解液1.0，耐火粉1.3～3.2，硅灰石粉0.03～1.5，表面活性剂0～0.1，消泡剂0～0.1；单位为重量份；

C、所述加固层耐火涂料包括：硅溶胶1.0，乙醇0～0.3，耐火粉1.5～4.2，硅灰石粉0.03～2.0，表面活性剂0～0.1，消泡剂0～0.1，单位为重量份。

所述面层耐火涂料为以下3种组成中的一种：

a、所述面层耐火涂料包括：水玻璃1.00份、耐火粉1.0～2.2份、表面活性剂0～0.1份及消泡剂0～0.1份；单位为重量份；

b、所述面层耐火涂料包括：硅酸乙酯水解液1.0份、耐火粉1.8～3.2份、表面活性剂0～0.1份、消泡剂0～0.1份；单位为重量份；

c、所述面层耐火涂料包括：硅溶胶1.0份、乙醇0～0.3份、耐火粉1.4～4.2份、表面活性剂0～0.1、消泡剂0～0.1；单位为重量份。

所述耐火粉为刚玉粉、石英粉、铝矾土粉、耐火泥粉，锆英粉、煤矸石粉中的一种或任意两种以上的混合物；所述表面活性剂为白猫洗洁精、JFC、EA、OP-10、吐温中的一种或任意两种以上的混合物；所述消泡剂为正辛醇、磷酸三丁酯、疏水性硅氧烷中的一种或任意两种以上的混合物。

所述熔模铸造模壳的制造方法是：先在蜡模上涂一层面层涂料，再撒一层撒砂材料；待第一层涂料干燥、硬化后再在该撒砂材料外涂第二层面层涂料，及在该第二层涂料上撒第二层撒砂材料，让第二层涂料干燥、硬化；在交替涂与撒1～2层后再开始交替涂与撒加固层耐火涂料与撒砂材料2～5层，每层在涂完涂料并撒砂后均要干燥、硬化，最终形成模壳。

在所述熔模铸造模壳的制造方法中，所述硅灰石粉料占加固层耐火涂料总重量的1～30％；所述硅灰石粉料的粒度为100～1000目；所述撒砂材料为石英砂、刚玉砂、锆英砂、煤矸石砂中的一种或任意两种以上的混合物。

在所述熔模铸造模壳的制造方法中，当添加的硅灰石粉料低于1％时，模壳的增强效果不明显；添加的硅灰石粉料高于30％时，模壳的残留强度太高，溃散性差，容易粘砂，给后面的铸件清理带来困难，特别是不太容易清理的凹角内腔等部位，更是不易清理干净。

所述加固层耐火涂料更优选包括占加固层耐火涂料总重量5％～15％的硅灰石粉料。当添加的硅灰石粉料在1～5％时，制得的模壳强度的提高幅度还不够大；当添加的硅灰石粉料在15～30％时，涂料的粘度较大，给操作带来麻烦。

所述加固层耐火涂料特别优选包括占加固层耐火涂料总重量5～10％的硅灰石粉料。当添加的硅灰石粉料在5～10％时，涂料的粘度较适中，便于操作，制得的模壳强度也较高。

在所述熔模铸造模壳的制造方法中，所述加固层耐火涂料优选包括100～1000目的硅灰石粉料；更优选包括325～1000目的硅灰石粉料。

低于100目的硅灰石粉也可以使用，配制时的加入量要适当多一点，但由于颗粒较粗，配制好的涂料存放时硅灰石粉较易沉降到底部，给涂料的贮存带来不便。高于1000目时，一是商品化的硅灰石粉较少，价格较高；二是配制的涂料粘度太大，操作不太方便。

优选325～1000目，一是商品化的硅灰石粉较多，价格便宜；二是配制的涂料粘度适中，操作方便，制得的模壳强度也较高。

在所述熔模铸造模壳的制造方法中，所述耐火粉为刚玉粉、石英粉、铝矾土粉、耐火泥粉，锆英粉、煤矸石粉中的一种或任意两种以上的混合物；所述表面活性剂为白猫洗洁精、JFC、EA、OP-10、吐温中的一种或任意两种以上的混合物；所述消泡剂为正辛醇、磷酸三丁酯、疏水性硅氧烷中的一种或任意两种以上的混合物。

采用本实用新型方法所制得的熔模铸造模壳可用于所有精密铸件的浇注，如工程机械的捣镐、耙板、工程机械用中间链节体及纽黑兰公司的球盖等。

本实用新型通过在熔模铸造模壳的加固层耐火涂料中添加价格便宜、来源广泛且具有天然纤维特性的硅灰石粉料，其通常的粒度范围为10目～1200目，使模壳具有了高刚性、高冲击强度和高尺寸稳定性，从而可以在保证必要的熔模铸造模壳的强度下，减少模壳制造涂料涂覆的层数，并减少绑铁丝的数量，甚至对于浇注压头较小的模壳可以不绑扎铁丝也能达到正常所需的模壳强度；即使对于浇注压头较大，如浇注高度大于300mm的模壳，也只需在已涂覆1～2层加固层的模壳的下部绑扎几道铁丝，就能达到所需要的强度，而无需象现有技术那样在模壳的上、中及下部均要捆绑铁丝。

由于采用该方法能够很方便、且低成本地增强熔模铸造模壳的强度，从而减少模壳制造涂料涂覆的层数，并减少绑铁丝的数量，甚至对于浇注压头较小的模壳可以不绑扎铁丝。因此，简化了熔模铸造模壳的制造工艺，大大提高了模壳制造的效率，并减轻了工人的劳动强度。

此外，添加的硅灰石粉料与现有的加固层耐火涂料中的耐火粉、各种粘结剂的混合不仅容易，而且混合比较均匀，不易结团，极大地方便了加固层耐火涂料的配制、贮存和使用，并且添加了硅灰石粉料的加固层耐火涂料的流动性好，在模坯上容易涂刷，涂层的均匀性也比较好，从而使熔模铸造模壳的制造更加方便、容易。

附图说明

图1为本实用新型的使用状态图。

图2是模壳断面示意图。

图中的1是浇冒口，2是捣镐模壳的示意图，3是面层涂料层，4是加固层涂料层。

具体实施方式

硅灰石由苏州非金属矿深加工技术中心生产，长径比为15∶1，密度2.9g/cm³，PH值为9～10；水玻璃由常州五环集团生产，模数3.2，比重1.30～1.32g/cm³，无色或淡青色液体；硅溶胶由浙江宇达化工有限公司生产，SiO₂含量30％，Na₂O≥0.5％，pH值为9.0～10.0，粘度(m²/s)≤8×10^-4，外观为乳白色或淡青液体，无外来杂物，比重1.20～1.22g/cm³；硅酸乙酯由常熟中杰化工公司生产，SiO₂含量40％，比重0.96～0.99g/cm³，无色透明液体。石英粉、砂由常州邹区石粉厂生产，SiO₂含量99.8％；煤矸石粉由淮北金岩高岭土开发有限公司生产，Al₂O₃44～48％，SiO₂50～54％，密度2.4～2.6g/cm³；刚玉粉、砂由山东铝业生产，Al₂O₃含量99.9％。

实施例1

工程机械油缸熔模铸造模壳

制造方法如下：先在蜡模上涂一层面层涂料，再撒一层撒砂材料，浸入NH₄Cl溶液中硬化，再放在空气中自然晾干；再在该撒砂材料外涂第二层面层涂料，再在该第二层涂料上撒第二层撒砂材料，浸入NH₄Cl溶液中硬化，再放在空气中自然晾干；在交替涂与撒2层后，再开始交替涂与撒加固层耐火涂料及撒砂材料4层，其间在交替涂与撒加固层耐火涂料及撒砂材料2层后，在模壳下部绑扎5～7道细铁丝，再继续涂剩下的加固层耐火涂料及撒砂材料，每层涂完涂料并撒砂后浸入NH₄Cl溶液中硬化，再放在空气中自然晾干，形成模壳。面层撒砂材料为70～140目的石英砂，加固层撒砂材料为10～70目的煤矸石砂。所用面层耐火涂料采用表1中的a₁号配方，所用加固层耐火涂料采用表2中的A₃号配方，其中硅灰石粉料为1000目，A₃号配方相当于加10％硅灰石。

实施例2

工程机械捣镐熔模铸造模壳

制造方法如下：先在蜡模上涂一层面层涂料，再撒一层撒砂材料，然后放入干燥箱通氨气干燥；再在该撒砂材料外涂第二层面层涂料，再在该第二层涂料上撒第二层撒砂材料，然后放入干燥箱通氨气干燥；在交替涂与撒2层后，再开始交替涂与撒加固层耐火涂料及撒砂材料3层，其间在交替涂与撒加固层耐火涂料及撒砂材料2层后，在模壳下部绑扎5道细铁丝，再继续涂剩下的加固层耐火涂料及撒砂材料，每层涂完涂料并撒砂后浸入NH₄Cl溶液中硬化，再放在空气中自然晾干，形成模壳。所用面层撒砂材料为70～140目的石英砂，所用加固层撒砂材料为10～70目煤矸石砂。所用面层耐火涂料采用表1中的b₁号配方，所用加固层耐火涂料采用表2中的A₃号配方，其中硅灰石粉料为600目，A₃号配方相当于加10％硅灰石。

实施例3

工程机械耙板熔模铸造模壳

制造方法如下：先在蜡模上涂一层面层涂料，再撒一层撒砂材料，放在空气中自然晾干；再在该撒砂材料外涂第二层面层涂料，再在该第二层涂料上撒第二层撒砂材料，放在空气中自然晾干；在交替涂与撒2层后，再开始交替涂与撒加固层耐火涂料及撒砂材料3层，每层涂完涂料并撒砂后放在干燥箱中用氨气干燥，形成模壳。所用面层撒砂材料为70～140目的刚玉砂，所用加固层撒砂材料为10～70目煤矸石砂。所用面层耐火涂料采用表1中的c₁号配方，所用加固层耐火涂料采用表3中的B₅号配方，其中硅灰石粉料为400目，B₅号相当于加20％硅灰石。

实施例4

纽黑兰公司的球盖熔模铸造模壳

制造方法如下：先在蜡模上涂一层面层涂料，再撒一层撒砂材料，放在空气只自然晾干；再在该撒砂材料外涂第二层面层涂料，再在该第二层涂料上撒第二层撒砂材料，放在空气中自然晾干；在交替涂与撒2层后，再开始交替涂与撒加固层耐火涂料及撒砂材料2层，每层涂完涂料并撒砂后放在空气中自然晾干，形成模壳。所用面层撒砂材料为70～140目的石英砂，所用加固层撒砂材料为10～70目煤矸石砂。所用面层耐火涂料采用表1中的c₃号配方，所用加固层耐火涂料采用表4中的C₇号配方，其中硅灰石粉料为200目，C₇号配方相当于加30％硅灰石。

实施例5

200km/h动车的轴箱体压盖熔模铸造模壳

制造方法如下：先在蜡模上涂一层面层涂料，再撒一层撒砂材料，放入干燥箱中通氨气硬化；再在该撒砂材料外涂第二层面层涂料，再在该第二层涂料上撒第二层撒砂材料，放入干燥箱中通氨气硬化；在交替涂与撒2层后，再开始交替涂与撒加固层耐火涂料及撒砂材料3层，每层涂完涂料并撒砂后放入干燥箱中通氨气硬化，形成模壳。所用面层撒砂材料为70～140目的刚玉砂，所用加固层撒砂材料为10～70目煤矸石砂。所用面层耐火涂料采用表1中的b₂号配方，所用加固层耐火涂料采用表3中的B₂号配方，其中硅灰石粉料为325目，B₂号配方相当于加5％硅灰石。

对比例1

工程机械油缸精密熔模铸造模壳

制造方法如下：先在蜡模上涂一层面层涂料，再撒一层撒砂材料，浸入NH₄Cl溶液中硬化，再放在空气中自然晾干；再在该撒砂材料外涂第二层面层涂料，再在该第二层涂料上撒第二层撒砂材料，浸入NH₄Cl溶液中硬化，再放在空气中自然晾干；在交替涂与撒2层后，再开始交替涂与撒加固层耐火涂料及撒砂材料6层，其间在已涂覆2层加固层的模壳的上、中、下部绑扎20～25道铁丝后再继续涂剩下的加固层耐火涂料及撒砂材料，每层涂完涂料并撒砂后浸入NH₄Cl溶液中硬化，再放在空气中自然晾干，形成模壳。所用面层撒砂材料为70～140目的石英砂，所用加固层撒砂材料为10～70目的煤矸石砂。所用面层耐火涂料采用表1中的a₁号配方，所用加固层耐火涂料采用表2下的A₀号配方，即加固层耐火涂料不加硅灰石。

对比例2

工程机械耙板熔模铸造模壳

制造方法如下：先在蜡模上涂一层面层涂料，再撒一层撒砂材料，放在空气中自然晾干；再在该撒砂材料外涂第二层面层涂料，再在该第二层涂料上撒第二层撒砂材料，放在空气中自然晾干；在交替涂与撒2层后，再开始交替涂与撒加固层耐火涂料及撒砂材料4层，其间在已涂覆2层加固层的模壳的上、中、下部绑扎8～10道铁丝后再继续涂剩下的加固层耐火涂料及撒砂材料，每层涂完涂料并撒砂后放在干燥箱中用氨气干燥，形成模壳。所用面层撒砂材料为70～140目的刚玉砂，所用加固层撒砂材料为10～70目煤矸石砂。所用面层耐火涂料采用表1中的c₁号配方，所用加固层耐火涂料采用表3下的B₀号配方。

表1面层耐火涂料配方举例

表2以水玻璃为粘结剂的加固层耐火涂料配方举例

对比例加固层涂料配方A₀组成：水玻璃1.0、石英粉0.91、白猫洗洁精0.01、和正辛醇0.01。

表3以硅酸乙酯水解液为粘结剂的加固层耐火涂料配方举例

对比例加固层涂料配方B₀组成：硅酸乙酯水解液1、煤矸石粉1.47、白猫洗洁精0.01、EA0.005及疏水性硅氧烷0.005。

表4以硅溶胶为粘结剂的加固层耐火涂料配方举例

Claims

1、一种熔模铸造模壳，其特征是：该模壳的内层为面层耐火涂料层，外层为加固层耐火涂料层，其中面层耐火涂料层为1～2层，加固层耐火涂料层为2～5层；在相邻两层耐火涂料间为撒砂材料层。