专利名称：铝合金铸造用保温胃口套制造新工艺及其产品的制作方法
技术领域：
本发明属于铸造技术中涉及铸造专用附属用品的生产工艺，具体说是对铝合金铸造中的保温冒口套制造工艺的改进。
背景技术：
目前我国铝合金铸造工艺中所使用的保温冒口套多进口澳大利亚产品。其导热系数高、冒口大、铸件出品率低，寿命使用次数为250次/只。国内同类产品使用次数更低，且使用过程中易掉渣，切削性能也较差。97101948.7号专利提供了一种《铝合金铸造用保温冒口的制备方法》，所制成的保温冒口虽然导热系数明显降低、使用寿命长、冒口小、铸件出品率有所提高；但其制作工艺复杂，成本仍偏高，导热系数过低会形成铸件冒口处缺陷，不容易按铝合金种类和铸件的形体特征去调整合理的导热系数。冒口套耐折耐压性能均明显降低，也没有明显改变使用中的掉渣现象。
发明内容
本发明的目的是提供一种铝合金铸造用保温冒口套的新工艺，其方法更简单，原料更廉价，适用范围更宽，制成品寿命更长，制造机加工性能更好。
现有技术是利用复杂的合成反应工艺完成配料打浆工序，然后压制成型，烘干成坯料，最后通过机械加工成冒口套。本发明的关键在于省略这些复杂的合成工序，直接将天然硅灰石粉和微孔硅酸钙粉作基料，加入粘合剂和水混合均匀，然后压制成型，再经机加工序最后制成符合客户形状尺寸要求的冒口套成品。所采用的天然硅灰石粉原料是良好的保温材料，自然界中存在的硅灰石矿是钙的偏硅酸盐，在自然成矿的过程中形成不同的晶体形态，有叶片状聚合体，针状、纤维状、放射状或块状，自然界常见的晶体形态中为块状、针状、纤维状或放射状的结构。根据其结晶形体的主形态有不同的硅灰石粉产品分类，其中纤维状晶体结构特征最明显，甚至最细小的组份也保持纤维状态。这种纤维或针状的结晶体在本发明中具有特殊的功效，它在压制成型中由于各细长纤维状晶体之间交错搭接使得制成的冒口套有了较强的抗折抗压强度，且使用中明显减少掉渣现象。所以，在选择配料时对天然硅灰石应加入的重量组份中，应当保证纤维状或针状晶体所占的重量比例不低于25％。在普通混合晶型的硅灰粉中的纤维状晶体加针状晶体含量不足25％时应特别加入适量的纤维状晶体或针状晶体为主的硅灰石粉，以改善其品质，保证制成品的质量。考虑到实际情况和总经济成本，纤维状晶型与针状晶型在硅灰石的重量组份以占25-65％为好。
微孔硅酸钙粉是另一种常用的保温材料。它以其微孔结构可以有效地改善冒口套容重，加强保温效果，但分子晶体间的结合力不如纤维型或针型。加入微孔硅酸钙粉可以有效地提高保温性能，以适应客户的要求。所以，选择加入适量的微孔硅酸钙可以调整本工艺制品的适用范围。以上原料可从河北张北县长城保温材料厂购得。
天然硅灰石粉(混合型或针状、纤维状)可以直接从原产地吉林省购买。天然的硅灰石一般呈白色或灰色，但天然矿石中部分钙元素常常被铁、镁、锰、钛、锶元素置换而掺入少量杂质，所以其颜色有时微黄、微绿或微棕。硅灰石整体呈玻璃光泽，硬度4.5-5，比重2.87-3.09，熔点1540℃。纤维状或针状结晶能看出明显的线性特征。为了保证硅灰石粉的质量，特别设定了针状或纤维状晶型的重量百分比。为了进一步保证发挥出线形结构在成品的作用，在选定硅灰石粉时，对纤维或针状结晶的线性形态尺寸应有所选择，其晶体线性长度与线经比通常为7-8∶1，线性较好的比例为13-15∶1，经表面处理后可达20∶1。为确保质量，在选择产品原料时，纤维状晶体或针状晶体的线性特征应大于12∶1，以充分发挥硅灰石耐热、线性膨胀均匀、膨胀系数小的特征，这将大大有利于产品寿命的提高。
实施方式下面结合给出的实施例，进一步说明本发明的目的是如何实现的。实施例各原料重量组份比如下 微孔硅酸钙粉的作用主要是改善保温性能，它可以部分进入甚至全部由蛭石粉、膨化珍珠岩粉替代，其效果也可以达到。
粘合剂的种类可选取水玻璃、磷酸铝或它们的混合物，其作用主要是增加结合强度，对于抗折、抗压要求较低的场合甚至可以忽略不用。
根据实验数据总结所选用的天然硅灰石粉的粒度最好是大于100目，微孔硅酸钙粉应至少过120目筛。至于选择加入的针状或纤维状晶型的天然硅灰石粉最好是选过100目筛以保证工艺的可靠性。
在完成以上配料比后的加工工序中，混合物料应经过充分搅拌，以确保原料水分的充分融合，才能保证成型后毛坯的物理强度和使用中不掉渣。
按以上工序完成后经压制成型烘干后，按客户要求的形状尺寸机加工后就成为新工艺下的保温冒口套。该工艺采取了最廉价的原料和最简捷的工艺配方，可以实现高质量保温冒口套的生产，成本比已有技术下降50％，可以保证容重500-1500公斤/立方米，而且导热系数小于0.19W/m·K(75℃±5℃)。并可满足客户的各种场合下的要求，铸件出品率明显提高寿命可大于320次/只，而且可以适应1350℃以下的各种金属或合金的铸造工艺，是对现有技术的一次突破性改进。
权利要求
1.铝合金铸造用保温冒口套制造工艺，该工艺包括配料混合、模压成型、烘干、机加工序，其特征在于混合配料按以下重量组份比进行微孔硅酸钙粉 1份，天然硅灰石粉料 0.5-5份，粘合剂0.2-0.5份，水 4-15份。
2.根据权利要求1所说的冒口套制造工艺，其特征在于天然硅灰石粉料中，纤维状或针状晶型的硅灰石所占重量比为25-65％。
3.根据权利要求2所说的冒口套制造工艺，其特征在于所选取纤维状或针状晶型的天然硅灰石粉，其晶体长度与直径比应大于12∶1。
4.根据权利要求1所说的冒口套制造工艺，其特征在于微孔硅酸钙石粉可以部分或全部由蛭石粉、膨胀珍珠岩粉替代。
5.根据权利要求1所说的冒口套制造工艺，其特征在于粘合剂可采用水玻璃、磷酸铝或两者的混合物。
6.根据权利要求1所说的冒口套制造工艺，其特征在于硅灰石粉粒度应大于120目。
7.根据权利要求1所说的冒口套制造工艺，其特征在于微孔硅酸钙石粉的粒度应大于100目。
8.根据权利要求2所说的冒口套制造工艺，其特征在于纤维状或针状晶型的硅灰石粉的粒度应大于150目。
9.根据权利要求1所说的冒口套制造工艺，其特征在于在配料工序中混合后应充分搅拌。
10.一种铝合金铸造用保温冒口套，其特征在于该冒口套采用以下配方混合配置成浆料微孔硅酸钙粉 1份，天然硅灰石粉料0.5-5份，粘合剂 0.2-0.5份，水 4-15份。再经模型压制脱水成型、烘干，经机械加工后制成的。
全文摘要
本发明涉及对铝合金铸造用保温冒口套的制造工艺的改进。该工艺直接利用天然硅灰石,利用其纤维状或针状晶体的特性和传统保温材料微孔碳酸钙的保温特性的相互补充,使冒口套产品不但具有了保温、耐冲击的双重性,而且使冒口套质量、寿命提高或延长,同时大大降低了成本。
文档编号B22C1/00GK1373019SQ0114165
公开日2002年10月9日 申请日期2001年10月8日 优先权日2001年10月8日
发明者褚国治 申请人:褚国治