一种用于高精密度铝合金铸造的水溶性型芯及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于高精密度铝合金铸造的水溶性型芯，其是由下述重量份的原料制得：锆英砂30?40，铝矾土10?15，硼酸镁晶须3?5，碳酸钾5?10，水玻璃5?10，异丙醇铝0.1?0.15，二甲基硅油0.5?1，聚乙烯醇0.1?0.2，辛烯基琥珀酸淀粉钠0.5?1，粘结助剂10?15。本发明的水溶性型芯具有良好的强度、稳定性和低吸湿性，不易发生开裂、缺陷，水溶溃散性好，易于清除，尺寸稳定性好，表面光洁度高，适用于高精密度铝合金铸造。
【专利说明】
一种用于高精密度铝合金铸造的水溶性型芯及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及铸造技术领域，尤其涉及一种用于高精密度铝合金铸造的水溶性型芯及其制备方法。【背景技术】
[0002]在制造工业中存在大量构件，其内壁呈薄壁复杂的结构，部分内腔几乎封闭，有的连成一体。目前常用的树脂芯、金属芯等溃散性能差，铸件浇注后内腔很难清理，影响铸件内表面的光洁度和尺寸精度，无法满足此类铸件铸造的需求。因此，开发高性能的水溶性型芯十分必要。
[0003]水溶性型芯是指以水溶性材料为粘结剂并添加填料，然后通过浇注、压制烧结成型等不同的成型方式制成的型芯。铸件浇注后，该型芯能在水中溶解溃散，达到清理型芯的效果。水溶性型芯具有不发气，可降低铸件缺陷、容易清除等特点，清理时不损伤铸件，尤其适用于带有复杂内腔及弯曲孔道的铸件。并且，水溶性型芯容易再回收利用，节能环保，是一种较为先进的制芯技术，有着良好的应用前景。目前，水溶性型芯的综合性能不佳，尚存在型芯强度差、易变形开裂、水溶溃散性不理想等缺陷，因此限制了其广泛应用。为满足高精密度铸造的需求，还需要水溶性型芯具有较高的尺寸稳定性和表面光洁度。
【发明内容】
[0004]本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种用于高精密度铝合金铸造的水溶性型芯及其制备方法。
[0005]本发明是通过以下技术方案实现的:一种用于高精密度铝合金铸造的水溶性型芯，其是由下述重量份的原料制得:锆英砂30-40，铝矾土 10-15，硼酸镁晶须3-5，碳酸钾5-10，水玻璃5-10，异丙醇铝0.1-0.15，二甲基硅油0.5-1，聚乙烯醇0.1-0.2，辛烯基琥珀酸淀粉钠0.5-1，粘结助剂10-15;所述粘结助剂由下列重量份的原料制成:瓜尔胶3-5，丙烯酸0.5-1，烯基琥珀酸酐0.3-0.5，过硫酸铵0.01-0.015，木质素磺酸钙1-2，硅烷偶联剂KH-570 0.1-0.2，水40-60;粘结助剂的制备方法是将瓜尔胶、烯基琥珀酸酐和木质素磺酸钙加入水中80_90°C搅拌l_2h，然后加入其余原料60-70°C、1000-1500r/min搅拌1 -2h，冷却后即得。
[0006]—种用于高精密度铝合金铸造的水溶性型芯的制备方法，包括以下步骤:(1)按重量称取原料，先将锆英砂、铝矾土、硼酸镁晶须、水玻璃、碳酸钾共同加入混料机高速混合l〇-15min，然后于750-850 °C烧结l_2h，冷却后与二甲基硅油混合并研磨至200-300目，得A组分；(2)将异丙醇铝加入60-80倍重量的水中，将pH调至3-4后加入聚乙烯醇并于85-95°C搅拌2-4h，然后将温度调至40-60°C并加入其余原料搅拌l_2h，冷却后得B组分；(3)将A组分与B组分加入混料机后高速混合10-20min，然后装填到模具中压实，待其固化后脱模，于200-250°C下烘干12-24h，最后根据需要对其外形进行机械加工，即得用于高精密度铝合金铸造的水溶性型芯。
[0007]本发明的优点是:本发明通过瓜尔胶、烯基琥珀酸酐、丙烯酸、木质素磺酸钙和硅烷偶联剂KH-570之间的复配及反应制得粘结助剂，有利于型芯的成型，并能有效改善型芯的抗拉性能和抗吸湿性； 同时通过其余原料的添加，使制得的水溶性型芯具有良好的强度、稳定性和低吸湿性，不易发生开裂、缺陷，水溶溃散性好，易于清除，尺寸稳定性好，表面光洁度高，适用于高精密度铝合金铸造。【具体实施方式】
[0008]—种用于高精密度铝合金铸造的水溶性型芯，其是由下述重量份的原料制得: 锆英砂30，铝矾土 10，硼酸镁晶须3，碳酸钾5，水玻璃5，异丙醇铝0.1，二甲基硅油0.5，聚乙烯醇0.1，辛烯基琥珀酸淀粉钠0.5，粘结助剂10;所述粘结助剂由下列重量份的原料制成:瓜尔胶3，丙烯酸0.5，烯基琥珀酸酐0.3，过硫酸铵0.01，木质素磺酸钙1，硅烷偶联剂KH-570 0.1，水40 ;粘结助剂的制备方法是将瓜尔胶、烯基琥珀酸酐和木质素磺酸钙加入水中80°C搅拌lh，然后加入其余原料60°C、1000r/ min搅拌lh，冷却后即得。[0009 ] —种用于高精密度铝合金铸造的水溶性型芯的制备方法，包括以下步骤:(1)按重量称取原料，先将锆英砂、铝矾土、硼酸镁晶须、水玻璃、碳酸钾共同加入混料机高速混合lOmin，然后于750°C烧结lh，冷却后与二甲基硅油混合并研磨至200目，得A组分；(2)将异丙醇铝加入60倍重量的水中，将pH调至3后加入聚乙烯醇并于85°C搅拌2h，然后将温度调至40°C并加入其余原料搅拌lh，冷却后得B组分；(3)将A组分与B组分加入混料机后高速混合lOmin，然后装填到模具中压实，待其固化后脱模，于200°C下烘干12h，最后根据需要对其外形进行机械加工，即得用于高精密度铝合金铸造的水溶性型芯。
[0010] 经检验，上述制得的水溶性型芯性能如下:抗拉强度:8.0MPa;溃散性能:在水中完全溃散时间< lOmin;抗吸湿性能:空气湿度80%的条件下放置24h，抗拉强度降低3.5%。
【主权项】
1.一种用于高精密度铝合金铸造的水溶性型芯，其特征在于，其是由下述重量份的原 料制得:锆英砂30-40,铝矾土 10-15,硼酸镁晶须3-5,碳酸钾5-10,水玻璃5-10,异丙醇铝0.1-0.15，二甲基硅油0.5-1，聚乙烯醇0.1-0.2，辛烯基琥珀酸淀粉钠0.5-1，粘结助剂10-15;所述粘结助剂由下列重量份的原料制成:瓜尔胶3-5，丙烯酸0.5-1，烯基琥珀酸酐0.3-0.5，过硫酸铵0.01-0.015，木质素磺酸钙1-2，硅烷偶联剂KH-570 0.1-0.2，水40-60;粘结 助剂的制备方法是将瓜尔胶、烯基琥珀酸酐和木质素磺酸钙加入水中80_90°C搅拌l_2h，然 后加入其余原料60-70°C、1000-1500r/min搅拌1 -2h，冷却后即得。2.根据权利要求1所述的一种用于高精密度铝合金铸造的水溶性型芯的制备方法，其 特征在于，包括以下步骤:(1)按重量称取原料，先将锆英砂、铝矾土、硼酸镁晶须、水玻璃、碳酸钾共同加入混料 机高速混合l〇-15min，然后于750-850 °C烧结l_2h，冷却后与二甲基硅油混合并研磨至200-300目，得A组分；(2)将异丙醇铝加入60-80倍重量的水中，将pH调至3-4后加入聚乙烯醇并于85-95°C搅 拌2-4h，然后将温度调至40-60°C并加入其余原料搅拌l_2h，冷却后得B组分；(3)将A组分与B组分加入混料机后高速混合10-20min，然后装填到模具中压实，待其固 化后脱模，于200-250°C下烘干12-24h，最后根据需要对其外形进行机械加工，即得用于高 精密度铝合金铸造的水溶性型芯。
【文档编号】B22C1/16GK105964890SQ201610090132
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年2月18日
【发明人】张洪滨
【申请人】蚌埠市鸿安精密机械有限公司