本发明涉及熔模精密铸造的壳型制备领域，尤其涉及一种可有效改善小尺寸凹型面铸瘤的面层壳型制备方法。
背景技术：
熔模精密铸造又称“失蜡铸造”，因铸件成型精度高、夹杂少，在航空发动机精密铸件生产上受到广泛应用。随着发动机性能要求不断提高，部分零部件尺寸设计更加复杂，对铸件成型精度提出了更高要求。在熔模铸造中，影响铸件成型精度的关键因素，除蜡模本身的尺寸精度外，主要受制壳工艺的影响。近年来，硅溶胶在熔模精密铸造用制壳粘结剂领域广受青睐，并逐渐取代硅酸乙酯。以硅溶胶为粘结剂制备的壳型，成型精度高、壳型强度高，且具有较好的高温稳定性，更能满足航空发动机精密铸造中的超高温熔注要求。为提高型壳对蜡件形状的复制精度，减少界面反应及铸件夹杂，需在保证一定流动性的前提下，增大面层涂料的密度，提高型壳内腔致密性。
然而，以硅溶胶为粘结剂制备的面层涂料，由于其较大的密度导致涂料粘度增大，表面张力急剧增加，严重降低了涂料对蜡模的润湿性，这在尺寸复杂的蜡模表面，尤其是存在小尺寸凹型面的蜡模表面，表现尤为明显；且在对存在小尺寸凹面的蜡模进行涂料时，面层涂料较大的表面张力，也容易造成气泡在小尺寸凹面憋积，从而使壳型无法将小尺寸凹型面准确复制，导致铸件在该位置出现铸瘤，进而导致铸件报废，降低生产效率、提高生产成本。因此，急需开发一种能够可有效改善小尺寸凹型面铸瘤的面层壳型制备方法。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明提出一种可有效改善小尺寸凹型面铸瘤的面层壳型制备方法，以改善熔模精密铸造涂料过程中的小尺寸凹型面憋气，减少铸件铸瘤的出现，提高铸件合格率，降低生产成本。
本发明实现其目的采用的技术方案如下：
一种可有效改善小尺寸凹型面铸瘤的面层壳型制备方法，包括如下步骤：
(1)涂料准备：
a.配制第一涂料：
按重量计份准备硅溶胶1份，水0.5～1份，骨料2.5～3.5份，润湿剂0.001～0.005份，并依次加入第一配料桶中，搅拌均匀，形成第一涂料；
b.配制第二涂料：
按重量计份准备硅溶胶1份，骨料2.5～3.5份，并依次加入第二配料桶中，搅拌均匀，形成第二涂料；
(2)蜡模预涂：
将蜡模倾斜30～60°，缓慢旋转浸入所述第一涂料中进行预涂，预涂结束后，取出所述蜡模并放置到第一干燥架上干燥，使水分蒸发至预涂层无流动，且所述预涂层仍处于湿润状态；
(3)制壳：
将干燥结束后的所述蜡模立即倾斜30～60°，并缓慢旋转浸入所述第二涂料中，进行面层涂料、撒砂并放置到第二干燥架上干燥。
进一步，所述第一涂料与所述第二涂料的搅拌时间均大于12小时。
进一步，所述第一涂料的粘度用涂-4杯测量为5～15s。
进一步，所述第二涂料的粘度用涂-4杯测量为40～80s。
进一步，所述步骤(2)中的干燥时间为3～5min。
进一步，所述第一干燥架和所述第二干燥架所处空间的空气湿度保持在50％～70％之间。
有益效果：通过上述方法制得的第一涂料粘度和表面张力都较低，而第二涂料粘度和表面张力都较高，通过利用低粘度、低表面张力的第一涂料对蜡模进行预涂处理，从而在面层涂料与蜡模间形成一层湿润的预涂层，避免了面层涂料与蜡模直接接触，可以避免因面层涂料表面张力过大造成蜡模小尺寸凹型面出现气泡憋积的现象，有效的减少铸件铸瘤、降低后加工成本、提高铸造合格率。而面层涂料粘度高，能够使型壳内腔表面更加致密，有效提高了型壳内腔强度及形状复制精度，降低型壳与铸件间的机械粘砂及铸件夹杂缺陷，提高了铸件合格率，降低后期加工成本。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案做进一步的说明，但本发明要求保护的范围并不局限于此。
一种可有效改善小尺寸凹型面铸瘤的面层壳型制备方法，包括如下步骤：
(1)涂料准备：
a.配制第一涂料：
按重量计份准备硅溶胶1份，水0.5～1份，骨料2.5～3.5份，润湿剂0.001～0.005份，并依次加入第一配料桶中，搅拌至少12小时，使其混合均匀，形成第一涂料，并确保第一涂料用涂-4杯测量的粘度值在5～15s之间。
b.配制第二涂料：
按重量计份准备硅溶胶1份，骨料2.5～3.5份，并依次加入第二配料桶中，搅拌至少12小时，使其混合均匀，形成第二涂料，并确保第二涂料用用涂-4杯测量的粘度值在40～80s之间。
(2)蜡模预涂：
将蜡模倾斜30～60°，缓慢旋转浸入所述第一涂料中进行预涂，预涂结束后，取出所述蜡模并放置到第一干燥架上干燥，使水分蒸发至预涂层无流动，且所述预涂层仍处于湿润状态；干燥时间保持在3～5min，且第一干燥架所处空间的空气湿度保持在50％～70％之间，以避免预涂层过于干燥，确保预涂层在经过干燥后仍能保持湿润状态。
(3)制壳：
将干燥结束后的所述蜡模立即倾斜30～60°，并缓慢旋转浸入所述第二涂料中，进行面层涂料、撒砂并放置到第二干燥架上干燥，第二干燥架所处空间的空气湿度也保持在50％～70％之间，以避免预涂层过于干燥。
在步骤(2)和(3)中，蜡模倾斜30～60°缓慢浸入涂料，能够使蜡模与涂料初始接触面积缩小，且涂料对蜡模表面的缓慢浸涂，能够促使蜡模表面的气体彻底逸出，从而使涂料与蜡模表面接触更紧密，减少细小气泡滞留在蜡模表面，提高壳型的形状复制精度。
通过上述方法制得的第一涂料粘度和表面张力都较低，而第二涂料粘度和表面张力都较高，通过利用低粘度、低表面张力的第一涂料对蜡模进行预涂处理，从而在面层涂料与蜡模间形成一层湿润的预涂层，避免了面层涂料与蜡模直接接触，可以避免因面层涂料表面张力过大造成蜡模小尺寸凹型面出现气泡憋积的现象，有效的减少铸件铸瘤、降低后加工成本、提高铸造合格率。而面层涂料粘度高，能够使型壳内腔表面更加致密，有效提高了型壳内腔强度及形状复制精度，降低型壳与铸件间的机械粘砂及铸件夹杂缺陷，提高了铸件合格率，降低后期加工成本。
具体地，在前述实施例的基础上，本发明可具体通过以下步骤来实施：
第一步，涂料准备：按重量计份准备硅溶胶1份、水0.5份、骨料2.5份、润湿剂0.003份，依次加入第一配料桶中，搅拌24h，形成均匀的第一涂料作为预涂层涂料；按重量计份准备硅溶胶1份、骨料3份，依次加入第二配料桶中，搅拌24h，形成第二涂料作为面层涂料。
第二步，蜡模预涂：将蜡模倾斜45°，缓慢旋转浸入所述第一涂料中，转动1圈进行预涂，取出预涂后的蜡模放置到第一干燥架上干燥3min，使预涂层无流动且仍处于湿润状态。
第三步，制壳：将经第二步干燥结束后的蜡模倾斜45°缓慢旋转浸入第二涂料中，进行面层涂料涂布，然后撒砂并放置到第二干燥架上干燥。
在本实施例中，第一涂料和第二涂料搅拌24h后，用涂-4杯进行粘度测量，第一涂料的粘度为6s，第二涂料的粘度为50s；第一干燥架和第二干燥架所处空间的空气湿度均为60％。通过本实施例的步骤制备面层壳型，整个制壳工序结束后，利用获得的壳型进行浇注，最终获得的铸件脱壳后，铸件表面粘砂少、光洁度高、尺寸精度好，且小尺寸凹型面无铸瘤出现。
在另一实施例中，本发明还可通过以下步骤来实施：
(一)涂料准备：按重量计份准备硅溶胶1份、水1份、骨料2.5份、润湿剂0.004份，依次加入第一配料桶中，搅拌24h，形成均匀的第一涂料作为预涂层涂料；按重量计份准备硅溶胶1份、骨料3.2份依次加入到第二配料桶中，搅拌24h，形成第二涂料作为面层涂料。
(二)蜡模预涂：将蜡模倾斜45°，缓慢旋转浸入所述第一涂料中，转动1圈进行预涂，取出预涂后的蜡模放置到第一干燥架上干燥4min，使预涂层无流动且仍处于湿润状态。
(三)制壳：经步骤(二)干燥结束后的蜡模，立即倾斜45°缓慢旋转浸入第二涂料中，进行面层涂料、撒砂并放置到第二干燥架上干燥。
在本实施例中，第一涂料和第二涂料搅拌24h后，用涂-4杯进行粘度测量，第一涂料的粘度为10s，第二涂料的粘度为70s；第一干燥架和第二干燥架所处的空气湿度为60％。通过本实施例的步骤制备面层壳型，整个制壳工序结束，利用获得的壳型进行浇注，最终获得的铸件脱壳后，铸件表面粘砂少、光洁度高、尺寸精度好，且小尺寸凹型面无铸瘤出现。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。