CN203737936U - 纤维增强熔模铸造复合型壳 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种纤维增强熔模铸造复合型壳，为解决现有铸壳湿强度低，透气性差问题，其由内至外的结构层次依次为锆英粉填料的硅溶胶涂料面层、莫来粉填料的硅溶胶涂料过渡层、纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料背层、纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料封浆层；硅溶胶涂料面层与硅溶胶涂料过渡层之间、及硅溶胶涂料过渡层与硅溶胶涂料背层之间、及硅溶胶涂料背层与硅溶胶涂料封浆层之间分别有撒砂镶嵌层。其具有既能提高熔模铸造型壳的湿强度，又不影响其高温下的透气性，且能减少涂挂层数，提高生产效率的优点。

Description

纤维增强熔模铸造复合型壳
技术领域
本实用新型涉及铸造模具，尤其是一种纤维增强熔模铸造复合型壳。
背景技术
目前，熔模铸造在生产精密铸件方面得到较为广泛的应用，它通过可熔模料制备的型壳能够获得形状尺寸准确的浇铸型腔，并且铸件质量较高。为了使得型壳在脱模及浇铸过程中有更好的工艺性能，必须具备以下要求：足够的湿强度，保证期在制造搬运过程中不发生损坏；能够承受高温金属液的冲刷作用，保证型壳不开裂；良好的透气性，以获得形状完整的铸件；较低的残留强度，方便铸件冷却凝固后脱壳工序的操作性。但是，在使用熔模铸造方法生产铸件时，熔模铸造硅溶胶型壳湿强度低，搬运、涂挂过程中型壳易损坏，虽然靠增加涂挂层数可以提高其强度，但型壳的透气性会降低，容易导致浇不足，并且延长了生产时间，降低生产效率。目前，许多关于纤维改性技术的应用已经展开，特别是在混凝土的研究方面。这对增强熔模铸造型壳强度有一定启发作用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，克服现有技术的上述缺陷提供一种纤维增强熔模铸造复合型壳，其既能提高熔模铸造型壳的湿强度，又不影响其高温下的透气性，且能减少涂挂层数，提高生产效率。
为实现上述目的，本实用新型纤维增强熔模铸造复合型壳由内至外的结构层次依次为锆英粉填料的硅溶胶涂料面层、莫来粉填料的硅溶胶涂料过渡层、纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料背层、纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料封浆层；锆英粉填料的硅溶胶涂料面层与莫来粉填料的硅溶胶涂料过渡层之间、及莫来粉填料的硅溶胶涂料过渡层与纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料背层之间、及纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料背层与纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料封浆层之间分别有撒砂镶嵌层。其中锆英粉填料的硅溶胶涂料面层、莫来粉填料的硅溶胶涂料过渡层、纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料背层、纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料封浆层也可以分别称为锆英粉填料的硅溶胶涂料涂挂面层、莫来粉填料的硅溶胶涂料涂挂过渡层、纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料涂挂背层、纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料涂挂封浆层。其具有既能提高熔模铸造型壳的湿强度，又不影响其高温下的透气性，且能减少涂挂层数，提高生产效率的优点。
作为优化，所述纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料背层为由内至外由内至外依次配置的两层组成，且两层纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料背层有撒砂镶嵌层；所述纤维为天然植物纤维或者Al2SiO5短切纤维。所述天然纤维为不能成团的(挺立)纤维，如芦苇纤维、椰壳纤维等。
作为优化，组成所述撒砂镶嵌层的每粒砂子的一部分镶嵌在锆英粉填料的硅溶胶涂料面层、莫来粉填料的硅溶胶涂料过渡层、纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料背层内，另一部分镶嵌在与前三层分别粘合的英来粉填料的硅溶胶涂料过渡层、纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料背层、纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料封浆层内。通过撒砂避免砂粒重叠，保证撒单层砂粒来实现。
作为优化，所述锆英粉填料的硅溶胶涂料面层内周为经熔脱去蜡模后的内空心。
作为优化，锆英粉填料的硅溶胶涂料面层与莫来粉填料的硅溶胶涂料过渡层之间撒砂镶嵌的结合形式为蜡模浸入锆英粉填料的硅溶胶涂料涂挂撒砂干燥面层外周涂挂莫来粉填料的硅溶胶涂料过渡层。
作为优化，所述莫来粉填料的硅溶胶涂料过渡层与纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料背层之间撒砂镶嵌的结合形式为莫来粉填料的硅溶胶涂料涂挂撒砂干燥过渡层外周涂挂纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料封浆层。
作为优化，所述纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料背层与纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料封浆层之间撒砂镶嵌的结合形式为纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料撒砂干燥背层外周涂挂纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料封浆层。
作为优化，所述纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料背层为依次配置的两层组成时，且两层纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料背层之间撒砂镶嵌的结合形式为纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料撒砂干燥内背层外周涂挂纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料外背层。
作为优化，所述锆英粉填料的硅溶胶涂料面层、莫来粉填料的硅溶胶涂料过渡层、纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料背层、纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料封浆层分别为锆英粉填料的硅溶胶涂料涂挂面层、莫来粉填料的硅溶胶涂料涂挂过渡层、纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料涂挂背层、纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料涂挂封浆层。
作为优化，所述锆英粉填料的硅溶胶涂料面层与莫来粉填料的硅溶胶涂料过渡层、莫来粉填料的硅溶胶涂料涂挂过渡层与纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料涂挂内背层、纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料涂挂内背层与纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料涂挂外背层、纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料涂挂外背层与纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料涂挂封浆层之间的结合方式为直接涂挂粘结和通过撒砂镶嵌的砂粒间接粘结。通过撒砂避免砂粒重叠，保证撒单层砂粒来实现。
其由于涂料中纤维的存在，使得涂料粘度较大，经过5次涂挂及撒砂即可获得较厚的型壳，并且步骤六所获得型壳较未添加纤维所制备的型壳的湿强度更高，并且缩短了制壳周期。
本实用新型纤维增强熔模铸造复合型壳的制备方法可以按照以下步骤进行：
一、面层涂料制备：按锆英粉与硅溶胶质量比为3.2∶1将锆英粉加入到硅溶胶中，搅拌均匀，并加入百分含量为0.1％-0.3％的润湿剂和消泡剂，连续搅拌24h备用；
二、面层型壳制备：用蜡模清洗液清洗蜡模表面后将蜡模浸入步骤一所制备涂料中涂挂，提出后，撒砂并干燥，得到面层型壳；
三、过渡层涂料及型壳制备：按莫来粉与硅溶胶质量比为1.5∶1将莫来粉加入到硅溶胶中，搅拌12h后进行涂挂、撒砂及干燥，得到过渡层型壳；
四、背层涂料制备：按莫来粉与硅溶胶质量比为2.6∶1将莫来粉加入到硅溶胶中，获得膏状涂料，并搅拌；将天然植物纤维或者Al2SiO5短切纤维按莫来粉质量的0.2％-1.0％加入到搅拌中的膏状涂料中，使其分散均匀，再加入硅溶胶，使得莫来粉与硅溶胶质量比降低为1.3∶1，继续搅拌2h备用。所述天然纤维为不能成团的(挺立)纤维，如芦苇纤维、椰壳纤维等。
五、背层型壳制备：将步骤三所获得型壳沾入步骤四所制备涂料中，充分润湿后提出，撒砂，自然干燥，得到背层1型壳；背层2型壳制备操作过程与第一层过程完全一致；
六、封浆：将步骤五所制得背层型壳沾入步骤四所制涂料中挂浆，提出并干燥，完成封浆。
七、焙烧：将步骤六所制得的型壳随炉升温至900℃，保温2h，随炉冷却至室温，出炉，得到纤维增强熔模铸造复合型壳。
采用上述技术方案后，本实用新型纤维增强熔模铸造复合型壳具有既能提高熔模铸造型壳的湿强度，又不影响其高温下的透气性，且能减少涂挂层数，提高生产效率的优点。
附图说明
图1是本实用新型纤维增强熔模铸造复合型壳的侧视结构示意图；
图2是图1的俯视结构示意图；
图3是图1的A-A向剖视结构示意图。
具体实施方式
如图所示，本实用新型纤维增强熔模铸造复合型壳由内至外的结构层次依次为锆英粉填料的硅溶胶涂料面层1、莫来粉填料的硅溶胶涂料过渡层2、纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料背层3、纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料封浆层4；锆英粉填料的硅溶胶涂料面层1与莫来粉填料的硅溶胶涂料过渡层2之间、及莫来粉填料的硅溶胶涂料过渡层2与纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料背层3之间、及纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料背层3与纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料封浆层4之间分别有撒砂镶嵌层。所述锆英粉填料的硅溶胶涂料面层1内周为经熔蒸脱蜡模后的内空心。图3中的标号5为该纤维增强熔模铸造复合型壳浇铸后的铸件。
更具体为所述纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料背层为依次配置的两层组成，且两层纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料背层有撒砂镶嵌层。所述锆英粉填料的硅溶胶涂料面层与莫来粉填料的硅溶胶涂料过渡层之间撒砂镶嵌的结合形式为蜡模浸入锆英粉填料的硅溶胶涂料涂挂撒砂干燥面层外周涂挂莫来粉填料的硅溶胶涂料过渡层。
所述莫来粉填料的硅溶胶涂料过渡层与纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料背层之间撒砂镶嵌的结合形式为莫来粉填料的硅溶胶涂料涂挂撒砂干燥过渡层外周涂挂纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料封浆层。
所述纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料背层与纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料封浆层之间撒砂镶嵌的结合形式为纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料撒砂干燥背层外周涂挂纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料封浆层。
更具体为所述纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料背层为依次配置的两层组成时，且两层纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料背层之间撒砂镶嵌的结合形式为纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料撒砂干燥内背层外周涂挂纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料外背层。
其中锆英粉填料的硅溶胶涂料面层、莫来粉填料的硅溶胶涂料过渡层、纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料背层、纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料封浆层也可以分别为锆英粉填料的硅溶胶涂料涂挂面层、莫来粉填料的硅溶胶涂料涂挂过渡层、纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料涂挂背层、纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料涂挂封浆层。
组成所述撒砂镶嵌层的每粒砂子的一部分镶嵌在锆英粉填料的硅溶胶涂料面层、莫来粉填料的硅溶胶涂料过渡层、纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料背层内，另一部分镶嵌在与前三层分别粘合的莫来粉填料的硅溶胶涂料过渡层、纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料背层、纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料封浆层内。通过撒砂避免砂粒重叠，保证撒单层砂粒来实现。
所述锆英粉填料的硅溶胶涂料面层与莫来粉填料的硅溶胶涂料过渡层、莫来粉填料的硅溶胶涂料涂挂过渡层与纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料涂挂内背层、纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料涂挂内背层与纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料涂挂外背层、纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料涂挂外背层与纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料涂挂封浆层之间的结合方式为直接涂挂粘结和通过撒砂镶嵌的砂粒间接粘结。通过撒砂避免砂粒重叠，保证撒单层砂粒来实现。
其具有既能提高熔模铸造型壳的湿强度，又不影响其高温下的透气性，且能减少涂挂层数，提高生产效率的优点。
可以按如下工艺制成：
一、面层涂料制备：按锆英粉与硅溶胶质量比为3.2∶1将锆英粉加入到硅溶胶中，搅拌均匀，并加入百分含量为0.1％-0.3％的润湿剂和消泡剂，连续搅拌24h备用；
二、面层型壳制备：用蜡模清洗液清洗蜡模表面后将蜡模浸入步骤一所制备涂料中涂挂，提出后，撒砂并干燥，得到面层型壳；
三、过渡层涂料及型壳制备：按莫来粉与硅溶胶质量比为1.5∶1将英来粉加入到硅溶胶中，搅拌12h后进行涂挂、撒砂及干燥，得到过渡层型壳；
四、背层涂料制备：按莫来粉与硅溶胶质量比为2.6∶1将莫来粉加入到硅溶胶中，获得膏状涂料，并搅拌；将天然植物纤维或者Al2SiO5短切纤维按莫来粉质量的0.2％-1.0％加入到搅拌中的膏状涂料中，使其分散均匀，再加入硅溶胶，使得莫来粉与硅溶胶质量比降低为1.3∶1，继续搅拌2h备用。所述天然纤维为不能成团的(挺立)纤维，如芦苇纤维、椰壳纤维等。
五、背层型壳制备：将步骤三所获得型壳沾入步骤四所制备涂料中，充分润湿后提出，撒砂，自然干燥，得到背层第一层型壳；背层第二层及第三层型壳制备操作过程与第一层过程完全一致；
六、封浆：将步骤五所制得背层型壳沾入步骤四所制涂料中挂浆，提出并干燥，完成封浆。
七、焙烧：1、将步骤六所制得的型壳随炉升温至900℃，保温2h，随炉冷却至室温，出炉，得到纤维增强熔模铸造复合型壳。2、所使用的纤维为纤维，纤维的直径为7-9μm，长度为4-6mm。3、步骤一所使用的撒砂材料为锆英砂，粒度为100-120目。4、步骤三所使用的撒砂材料为莫来砂，粒度为30-60目。5.根据权利要求1所述制备工艺，其特征在于，步骤五所使用的撒砂材料为莫来砂，粒度为16-30目。
其由于涂料中纤维的存在，使得涂料粘度较大，经过5次涂挂及撒砂即可获得较厚的型壳，并且步骤六所获得型壳较未添加纤维所制备的型壳的湿强度更高，并且缩短了制壳周期。

Claims (5)

1.一种纤维增强熔模铸造复合型壳，其特征在于由内至外的结构层次依次为锆英粉填料的硅溶胶涂料面层、莫来粉填料的硅溶胶涂料过渡层、纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料背层、纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料封浆层；锆英粉填料的硅溶胶涂料面层与莫来粉填料的硅溶胶涂料过渡层之间、及莫来粉填料的硅溶胶涂料过渡层与纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料背层之间、及纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料背层与纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料封浆层之间分别有撒砂镶嵌层。 
2.根据权利要求1所述纤维增强熔模铸造复合型壳，其特征在于所述纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料背层为由内至外依次配置的两层组成，且两层纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料背层有撒砂镶嵌层；所述纤维为天然植物纤维或者Al2SiO5短切纤维。 
3.根据权利要求1所述纤维增强熔模铸造复合型壳，其特征在于组成所述撒砂镶嵌层的每粒砂子的一部分镶嵌在锆英粉填料的硅溶胶涂料面层、莫来粉填料的硅溶胶涂料过渡层、纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料背层内，另一部分镶嵌在与前三层分别粘合的莫来粉填料的硅溶胶涂料过渡层、纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料背层、纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料封浆层内。 
4.根据权利要求1所述纤维增强熔模铸造复合型壳，其特征在于所述锆英粉填料的硅溶胶涂料面层内周为经熔脱去蜡模后的内空心。 
5.根据权利要求1或者2或者3或者4所述纤维增强熔模铸造复合型壳，其特征在于所述锆英粉填料的硅溶胶涂料面层、莫来粉填料的硅溶胶涂料过渡层、纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料背层、纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料封浆层分别为锆英粉填料的硅溶胶涂料涂挂面层、莫来粉填料的硅溶胶涂料涂挂过渡层、纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料涂挂内背层、纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料涂挂外背层、纤维增强莫来粉填料的硅溶胶涂料涂挂封浆层。 
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