一种高精密的陶瓷铸造模具生产工艺的制作方法

文档序号:12607294阅读:439来源:国知局

本发明涉及铸造领域和模具加工领域,具体是指一种高精密的陶瓷铸造模具生产工艺。



背景技术:

铸造是一种古老的制造方法,在我国可以追溯到6000年前。随着工业技术的发展,铸大型铸件的质量直接影响着产品的质量,因此,铸造在机械制造业中占有重要的地位。铸造技术的发展也很迅速,特别是19世纪末和20世纪上半叶,出现了很多的新的铸造方法,如低压铸造、陶瓷铸造、连续铸造等,在20世纪下半叶得到完善和实用化。铸造是将通过熔炼的金属液体浇注入铸型内,经冷却凝固获得所需形状和性能的零件的制作过程。铸造是常用的制造方法,制造成本低,工艺灵活性大,可以获得复杂形状和大型的铸件,在机械制造中占有很大的比重,如机床占60~80%,汽车占25%,拖拉机占50~60%。传统的铸造模型只能进行一次加工,在进行大批量加工时,不但成本高昂,且每个零件的质量不稳定,波动和误差很大。

这样,存在加工效率低下,加工成本高昂,产品质量无法精确保障,尺寸波动大等问题。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种高精密的陶瓷铸造模具生产工艺,通过采用本工艺,从而能制作出高精度的铸造模具,提高铸件的精度,能够铸造出结构复杂的金属工件,且加工效率大大提高;铸造精度能达到0.1mm;且模具可以多次重复使用,提高精度的同时降低了铸造成本没提高了经济效益。

本发明通过下述技术方案实现:

一种高精密的陶瓷铸造模具生产工艺,包括以下步骤:

(1)设计模具:根据产品图纸设计出模具,并画出模具的结构图纸和加工中需要的夹具;

(2)制造辅助工具:根据设计,制造出模具所需的夹具;

(3)制造模具骨架:采用石棉和玻璃纤维做出模型的骨架;

(4)填充骨料:填入大颗粒的陶土,做出模具的基本结构;

(5)填充陶土:在模具的基本结构上覆盖一层细腻的陶土,制成陶胚;

(6)干燥:将陶胚放入风干机中进行干燥,干燥时间为5—8小时;

(7)初步烧制:将干燥好的陶胚放入烧制炉中,进行烧制,烧制成型温度为1355℃—1425℃;

(8)内部缺陷检测:烧制成型后采用超声检测仪检测内部是否有缺陷和裂缝;

(9)外形尺寸检测:采用激光测距仪测量产品的几何尺寸,并建立出产品的三维立体图,并计算出每个面与标准尺寸的差值,得出每个面所需釉层的厚度;

(10)上釉:首先浸入釉料浆池中,然后取出干燥,每次涂釉0.01mm,重复此步骤;然后针对不同的加工面,需要釉层的厚度不同,采用雾化喷涂机进行局部喷涂,以达到所需加工尺寸;

(11)检测尺寸:采用激光测距仪检测模具的尺寸;合格后进行下一工艺过程,不合格重复上一工艺过程;

(12)烧制成型:放入高温窑炉中烧制成型,固化成型温度为1450—1520℃;

(13)检测:测量尺寸,检测外观,并通过X光机检测内部缺陷。

在工艺(1)设计模具中,对产品进行设计时,不但要考虑到加工的边界性,尺寸精度,还要考虑到加工材料的伸缩率和材料在自身重量下可能产生的形变,好的加工设计不但能提高产品的质量,还能降低加工成本,提高加工效率。

在工艺(2)制造辅助工具中,模具在前期的制造过程中,模型还很软,搬动比较麻烦,在整个加工过程中采用辅助工具进行搬动和加工都非常的方便;这样不但能保证加工精度和加工效率,还能提高模具的质量。

在工艺(3)制造模具骨架中,模具骨架不但能提高模具在烧制前的结构强度,还能提高模具的加工性能;在模具烧制完成后,还能在内部形成加强筋,能大大提高模具的强度,和耐火性能。

在工艺(6)干燥中,风速和温度很重要,温度过高或者风速很大,都可能造成模具的开裂或者局部收缩过大,导致模具报废或者出现加工误差过大的情况;如果风速过小或者温度过低会导致加工时间过长,效率大大降低;且模具可能在自身重量的作用下产生形变,导致几何尺寸误差变大,降低模具的质量。

在工艺(7)初步烧制中,时间和温度的把握很重要,温度过低,内部成分化学反应不完全,导致产品的结构强度低,温度过高会导致产品的几何尺寸变化剧烈,降低产品精度。

在工艺(8)内部缺陷检测中,通过超声检测以够检测出模具内部存在的肉眼不可见的裂缝,防止残次品进入下一步加工工序,浪费加工成本。

进一步地,本发明公开了一种高精密的陶瓷铸造模具生产工艺的优选方法,即:所述工艺(2)制造辅助工具中,夹具材质为铝。铝材质软,加工方便,能有效节约加工成本。

进一步地,所述工艺(3)制造模具骨架中,首先将石棉冲压成薄片状,然后一层石棉一层玻纤累积成立体形状。这样,由面到立体的加工方法不但能极大简化加工难度,还能实现自动化,极大的提高了加工效率,降低了加工时间。

进一步地,所述工艺(4)填充骨料中,将干燥的陶土粉末,采用振动装置填充进模具骨架中,然后加入少量水,振动紧实;振动的方法不但能将陶土充分填入骨架的空隙中,还能使整个模具便能紧实,提高模具的结构强度。

进一步地,所述工艺(5)填充陶土中,采用喷晒一遍陶土粉末,喷晒一次水,一层层积累成型。这样不但均匀的将陶土陶土涂抹在模具上,还能实现自动化加工。

进一步地,所述工艺(6)干燥中,干燥温度干燥温度为52℃,风速为2.15m/s。

进一步地,所述工艺(12)烧制成型中,成型温度为1462℃。

本发明与现有技术相比,具有的有益效果为:

(1)通过采用本工艺,从而能制作出高精度的铸造模具,提高铸件的精度,能够铸造出结构复杂的金属工件,且加工效率大大提高。

(2)通过采用本工艺,铸造精度能达到0.1mm;且模具可以多次重复使用,提高精度的同时降低了铸造成本没提高了经济效益。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明,但本发明的实施方式不限于此。

实施例1:

一种高精密的陶瓷铸造模具生产工艺,其特征在于包括以下步骤:

(1)设计模具:根据产品图纸设计出模具,并画出模具的结构图纸和加工中需要的夹具;

(2)制造辅助工具:根据设计,制造出模具所需的夹具;

(3)制造模具骨架:采用石棉和玻璃纤维做出模型的骨架;

(4)填充骨料:填入大颗粒的陶土,做出模具的基本结构;

(5)填充陶土:在模具的基本结构上覆盖一层细腻的陶土,制成陶胚;

(6)干燥:将陶胚放入风干机中进行干燥,干燥时间为5—8小时;

(7)初步烧制:将干燥好的陶胚放入烧制炉中,进行烧制,烧制成型温度为1355℃—1425℃;

(8)内部缺陷检测:烧制成型后采用超声检测仪检测内部是否有缺陷和裂缝;

(9)外形尺寸检测:采用激光测距仪测量产品的几何尺寸,并建立出产品的三维立体图,并计算出每个面与标准尺寸的差值,得出每个面所需釉层的厚度;

(10)上釉:首先浸入釉料浆池中,然后取出干燥,每次涂釉0.01mm,重复此步骤;然后针对不同的加工面,需要釉层的厚度不同,采用雾化喷涂机进行局部喷涂,以达到所需加工尺寸;

(11)检测尺寸:采用激光测距仪检测模具的尺寸;合格后进行下一工艺过程,不合格重复上一工艺过程;

(12)烧制成型:放入高温窑炉中烧制成型,固化成型温度为1450—1520℃;

(13)检测:测量尺寸,检测外观,并通过X光机检测内部缺陷。

在工艺(1)设计模具中,对产品进行设计时,不但要考虑到加工的边界性,尺寸精度,还要考虑到加工材料的伸缩率和材料在自身重量下可能产生的形变,好的加工设计不但能提高产品的质量,还能降低加工成本,提高加工效率。

在工艺(2)制造辅助工具中,模具在前期的制造过程中,模型还很软,搬动比较麻烦,在整个加工过程中采用辅助工具进行搬动和加工都非常的方便;这样不但能保证加工精度和加工效率,还能提高模具的质量。

在工艺(3)制造模具骨架中,模具骨架不但能提高模具在烧制前的结构强度,还能提高模具的加工性能;在模具烧制完成后,还能在内部形成加强筋,能大大提高模具的强度,和耐火性能。

在工艺(6)干燥中,风速和温度很重要,温度过高或者风速很大,都可能造成模具的开裂或者局部收缩过大,导致模具报废或者出现加工误差过大的情况;如果风速过小或者温度过低会导致加工时间过长,效率大大降低;且模具可能在自身重量的作用下产生形变,导致几何尺寸误差变大,降低模具的质量。

在工艺(7)初步烧制中,时间和温度的把握很重要,温度过低,内部成分化学反应不完全,导致产品的结构强度低,温度过高会导致产品的几何尺寸变化剧烈,降低产品精度。

在工艺(8)内部缺陷检测中,通过超声检测以够检测出模具内部存在的肉眼不可见的裂缝,防止残次品进入下一步加工工序,浪费加工成本。

实施例2:

本实施例在实施例1的基础上,公开了一种高精密的陶瓷铸造模具生产工艺的优选方法,即:所述工艺(2)制造辅助工具中,夹具材质为铝。铝材质软,加工方便,能有效节约加工成本。

进一步地,所述工艺(3)制造模具骨架中,首先将石棉冲压成薄片状,然后一层石棉一层玻纤累积成立体形状。这样,由面到立体的加工方法不但能极大简化加工难度,还能实现自动化,极大的提高了加工效率,降低了加工时间。

进一步地,所述工艺(4)填充骨料中,将干燥的陶土粉末,采用振动装置填充进模具骨架中,然后加入少量水,振动紧实;振动的方法不但能将陶土充分填入骨架的空隙中,还能使整个模具便能紧实,提高模具的结构强度。

进一步地,所述工艺(5)填充陶土中,采用喷晒一遍陶土粉末,喷晒一次水,一层层积累成型。这样不但均匀的将陶土陶土涂抹在模具上,还能实现自动化加工。

进一步地,所述工艺(6)干燥中,干燥温度干燥温度为52℃,风速为2.15m/s。

进一步地,所述工艺(12)烧制成型中,成型温度为1462℃。本实施例的其他部分与实施例1相同,不再赘述。

以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明做任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化,均落入本发明的保护范围之内。

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