一种熔模精密铸造工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铸造技术领域，尤其涉及一种熔模精密铸造工艺。
【背景技术】
[0002]精密铸造工艺通常分为复型铸造、熔铅铸造和失蜡铸造。其中，失蜡铸造即失模铸造，也被称为熔模铸造。熔模精密铸造是一种少切削或无切削的铸造工艺，是铸造行业中的一项优异的工艺技术。熔模精密铸造应用广泛，不仅适用于各种类型、各种合金的铸造，而且生产出的铸件尺寸精度、表面质量比其它铸造方法要高，因此，其它铸造方法难以铸得的复杂、耐高温、不易于加工的铸件，均可采用熔模精密铸造铸得。
[0003]现代熔模铸造方法在工业生产中得到实际应用是在二十世纪四十年代，当时航空喷气发动机的发展，要求制造像叶轮、喷嘴、汽车配件等形状复杂。由于耐热合金材料难于机械加工，零件形状复杂，以致不能或难于用其它方法制造，因此，需要寻找一种新的精密的成型工艺，于是借鉴古代流传下来的失蜡铸造，经过对材料和工艺的改进，现代熔模铸造方法在古代工艺的基础上获得重要的发展。所以，航空工业的发展推动了熔模铸造的应用，而熔模铸造的不断改进和完善，也为航空工业进一步提高性能创造了有利的条件。
[0004]熔模铸造最大的优点是由于熔模铸件有着很高的尺寸精度和表面光洁度，所以可减少机械加工工作，只是在零件上要求较高的部位留少许加工余量即可，甚至某些铸件只留打磨、抛光余量，不必机械加工即可使用。由此可见，采用熔模铸造方法可大量节省机床设备和加工工时，大幅度节约金属原材料。
[0005]熔模铸造方法的另一优点是，可以铸造各种合金的复杂的铸件，特别是可以铸造高温合金铸件。例如，喷气式发动机的叶片，其流线型外廓与冷却用内腔，用机械加工工艺几乎无法形成，而采用熔模铸造工艺生产不仅可以做到批量生产，保证了铸件的一致性，而且避免了机械加工后残留刀纹的应力集中。
[0006]但是国内现存的熔模铸造技术还存在一些问题，如制造工序多，特别是其中造型工序的存在加大了劳动强度，增加了制造成本。由于在熔模精密铸造的造型过程只是简单用型砂把模壳埋上，型砂的支撑强度和硬度都很差，从而致使在浇注后出现铸件产品鼓包、缩孔、缩松等缺陷，铸件的成品率低，一直是熔模铸造难以解决的问题。不仅如此，国内熔模铸造制成的模壳强度低，从而导致铸件变形、铸件尺寸稳定性低的缺陷，也是众多此行业内的企业难以控制的问题。
【发明内容】
[0007]本发明解决的技术问题在于提供一种熔模精密铸造工艺，得到的铸件表面无缺陷，铸件尺寸精度高，稳定性好。
[0008]有鉴于此，本发明提供了一种熔模精密铸造工艺，包括以下步骤:步骤a)将模料注入模具中，冷凝成型后得到蜡模，所述模料包括:30-40重量份石蜡、15-30重量份硬脂酸辛酯、20-25重量份微晶蜡、10-20重量份聚酰胺蜡，10-18重量份聚乙烯蜡、2_5重量份SEBS，1重量份二甲苯；步骤b)将所述蜡模置于涂料中浸渍，使涂料均匀覆盖于蜡模表面，然后撒砂加固，干燥、硬化后得到型壳，所述涂料包括:硅溶胶、电熔刚玉、立方氮化硼、氮化钛、聚乙烯醇、羟甲基纤维素、去离子水、表面活性剂和消泡剂；步骤c)将所述型壳进行蒸汽脱蜡，焙烧；步骤d)向焙烧后的型壳内浇注合金液，凝固后得到铸件。
[0009]优选的，所述模料包括:33-38重量份石蜡、20-27重量份硬脂酸辛酯、21-24重量份微晶錯、12-18重量份聚酰胺錯，12-16重量份聚乙稀錯、3_4重量份SEBS，I重量份二甲苯。
[0010]优选的，步骤a中，所述模料按照如下方法制备:步骤SI)将30-40重量份石蜡、15-30重量份硬脂酸辛酯、20-25重量份微晶蜡、10-20重量份聚酰胺蜡，10-18重量份聚乙烯蜡、2-5重量份SEBS和I重量份二甲苯熔融，搅拌均匀；步骤S2)利用100-140目筛过滤步骤SI得到的熔融的模料；步骤S3)将过滤后的模料浇成锭块，研磨后得到蜡粉；步骤S4)将所述蜡粉熔融后调成糊状模料。
[0011 ] 优选的，所述步骤a具体为:将模料倒入保温桶内，密封，注入空气进行压注，压注温度为45-50°C，压注压力为0.5-1.5大气压；将模料注入压型内，冷凝成型后得到蜡模，保压温度为20-25°C，保压时间为1-4分钟，所述模料包括:30-40重量份石蜡、15-30重量份硬脂酸辛酯、20-25重量份微晶蜡、10-20重量份聚酰胺蜡，10-18重量份聚乙烯蜡、2_5重量份SEBS，I重量份二甲苯。
[0012]优选的，步骤b中，所述涂料按照如下方法制备:将3.5重量份电熔刚玉、0.5重量份立方氮化硼、0.3重量份氮化钛加入I重量份硅溶胶中，然后加入0.5-2重量份去离子水、0.2重量份聚乙烯醇、0.3重量份羟甲基纤维素、0.1-0.2重量份表面活性剂和0.2-0.3重量份消泡剂，搅拌后得到涂料。
[0013]优选的，步骤b中，所述干燥、硬化步骤具体为:将撒砂加固后的蜡模干燥和硬化，然后涂挂下一层，再次进行干燥硬化，如此循环至厚度为2厘米，面层在密封箱中用氨气进行干燥硬化，加固层采用浸入氯化铝水溶液中进行硬化的方式。
[0014]优选的，步骤c)中，焙烧步骤具体为:将蒸汽脱蜡后的型壳快速升温至850-900°C，保温1-2小时，冷却。
[0015]优选的，所述合金液包括:C:0.3-0.6wt%, Al:0.1-0.3wt%, T1:0.4-0.6wt%,Sc:0.04-0.14wt %, Co:0.05-0.12wt %, Mn:0.1-0.16wt %, Cu:0.08-0.12wt %, Sm:0.04-0.1wt %，Mg:0.04-0.08wt %, Si:< 0.04wt %, P:< 0.02wt %, S:< 0.02wt %, N:0.001% -0.01wt%，余量为Fe和不可避免的杂质。
[0016]优选的，步骤d中，初始浇注温度为435-450 °C，10分钟后调整浇注温度为720-750 °C。
[0017]优选的，还包括:将得到的铸件进行抛光处理，形成合金钢铸件。
[0018]与现有技术相比，本发明以石錯、硬脂酸辛酯、微晶錯、聚酰胺錯、聚乙烯錯、SEBS和二甲苯为模料，在压蜡过程中，聚乙烯蜡、SEBS弹性体穿插在石蜡、微晶蜡以及硬脂酸辛酯中，形成互穿网格的结构，提高其强度；聚酰胺蜡在二甲苯作用下膨润生成膏状触变剂。形成网状结构，具有良好的强度和耐热性，贮存稳定性好，在涂料体系中具有极佳的防沉效果。另一方面，对于本发明采用的涂料，聚乙烯醇、羟甲基纤维素作为辅助粘结剂，而硅溶胶作为主要的粘结剂，电熔刚玉、立方氮化硼、氮化钛为主要的耐火材料，使制备的壳体耐热性好、强度高。因此，本发明提供的铸造工艺制造出来的合金钢熔模产品尺寸精度高，铸造裂缝少，产品质量可靠，利用该工艺浇注得到的铸件表面光洁且质量高。
【具体实施方式】
[0019]为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
[0020]本发明实施例公开了一种熔模精密铸造工艺，包括以下步骤:步骤a)将模料注入模具中，冷凝成型后得到蜡模，所述模料包括:30-40重量份石蜡、15-30重量份硬脂酸辛酯、20-25重量份微晶蜡、10-20重量份聚酰胺蜡，10-18重量份聚乙烯蜡、2_5重量份SEBS，I重量份二甲苯；步骤b)将所述蜡模置于涂料中浸渍，使涂料均匀覆盖于蜡模表面，然后撒砂加固，干燥、硬化后得到型壳，所述涂料包括:硅溶胶、电熔刚玉、立方氮化硼、氮化钛、聚乙烯醇、羟甲基纤维素、去离子水、表面活性剂和消泡剂；步骤c)将所述型壳进行蒸汽脱蜡，焙烧；步骤d)向焙烧后的型壳内浇注合金液，凝固后得到铸件。
[0021]作为优选方案，本发明采用VMCL 600立式加工中心床身型数控铣床设置好模具，如汽车配件铸件的一些精密零件。
[0022]作为优选方案，所述步骤a具体为:将模料倒入保温桶内，密封，注入空气进行压注，压注温度为45-50°C，压注压力为0.5-1.5大气压；将模料注入压型内，冷凝成型后得到蜡模，保压温度为20-25°C，保压时间为1-4分钟，所述模料包括:30-40重量份石蜡、15-30重量份硬脂酸辛酯、20-25重量份微晶錯、10-20重量份聚酰胺錯，10-18重量份聚乙稀錯、
2-5重量份SEBS，I重量份二甲苯。
[0023]所述模料优选