专利名称：一种精密铸造模料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种精密铸造模料，特别适用于大型薄壁整体精铸结构件及其它精铸件精密铸造过程中制作蜡模型。
背景技术：
随着装备制造技术的发展，许多重要部件采用大型薄壁复杂整体精铸结构件，由于大型薄壁复杂整体精铸结构件的尺寸大，精度要求高，形状复杂，且壁薄，因此对模料有较高的要求强度较高，收缩较小，流动性好。现有的高强度低收缩精密铸造模料，如US 5518537、US 6326429、US 6485553等专利介绍的精密铸造模料，均采用添加填充料的方法来提高强度，减小收缩，如纤维素乙酸酯、聚合有机碳酸盐材料、聚对苯二甲酸乙二醇酯等。但由于填料的加入，造成其流动性变差，且复用性不好，不能适应当前精密铸造市场竞争对低成本的要求。
CN1281873A公开了一种饰品熔模铸造用超精细模料，主要包括石蜡、其它蜡、改性松香树脂、高分子聚合物，石蜡34％-50％，其它蜡18％-32％，改性松香树脂15％-33％，高分子聚合物6％-12％，助溶剂0.5％-1％。该模料的强度较低，收缩率较大(1.2％左右)，主要用于饰品熔模铸造，不适于大型薄壁复杂整体精铸结构件对模料的要求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种硬度大、收缩率小，流动性和复用性好的精密铸造模料。
本发明的精密铸造模料以重量计包括
a)20％～70％的石油蜡；b)20％～70％的石油树脂；c)1％～8％的高分子聚合物；d)1～15％的矿物蜡、动物蜡和植物蜡的一种或几种。
用于本发明中的石油蜡可以为微晶蜡、石蜡或两者的混合物，其中微晶蜡的滴点约为70～85℃，石蜡的熔点约为50～70℃，可供选择的石油蜡包括85#微晶蜡(得自南阳炼油厂)、80#微晶蜡(得自南充炼油厂、荆门炼油厂等)、75#微晶蜡(得自南充炼油厂、荆门炼油厂等)、58#全精炼石蜡(得自抚顺石油一厂、南阳炼油厂)、58#半精炼石蜡(得自抚顺石油一厂、独山子炼油厂)、56#半精炼石蜡(得自抚顺石油一厂、南阳炼油厂)。可以是一种或几种的混合物。石油蜡的使用范围优选为30％～60％。
用于本发明中的石油树脂的环球法软化点约为65～125℃，平均分子量约为500～2000，用量优选为优选约为30％～60％(重量)。石油树脂可以是各种商业产品，如韩国可龙公司、上海金森石油树脂公司、南京扬子伊士曼化工有限公司生产的石油树脂等。
用于本发明中的高分子聚合物为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯，或它们的混合物，其平均分子量约为1000～30000。可用的高分子聚合物包括高压聚乙烯(得自北京燕化公司)、聚丙烯(得自抚顺石化公司)、乙烯-醋酸乙烯酯(简称EVA，得自美国杜邦公司、日本三井公司)。这些高分子聚合物的使用范围优选约为1％～6％(重量)。
用于本发明的矿物蜡、动物蜡或植物蜡可以是一种或几种，如可以选自褐煤蜡、精制褐煤蜡、卡那巴蜡、蜂蜡、川蜡等中的一种或几种，其滴熔点约为65～100℃。褐煤蜡、精制褐煤蜡(得自大菊生化有限公司)、卡那巴蜡(得自巴西MOACIR COSTA公司)、川蜡(得自四川天兴公司)。本发明所用的矿物蜡在精密铸造模料中的使用范围优选约为2～10％(重量)。
本发明精密铸造模料还可以根据需要选择其它一些物质，如抗氧化剂、松香、松香改性物及衍生物、萜烯及萜烯改性物及衍生物等。其用量为0～40％(重量)。所有组分含量之和为100％。
本发明的精密铸造模料是在约110～130℃的温度下，按序加入原料并混合熔融成均匀透明的蜡液，经过滤后成型。由本发明工艺制成的精密铸造模料，硬度大，收缩率小，光泽好，无机械杂质，具有良好的使用性能。本发明精密铸造模料可在55～85℃的范围内用于制作大型薄壁整体精铸结构件及其它精铸件的蜡模型。
本发明的精密铸造模料的性能指标为滴熔点约为75～85℃，环球法软化点不小于70℃，25℃下的针入度约为3～5 1/10mm，抗弯强度约为7～10MPa，线收缩率约为0.5～0.7，灰分小于0.02％，无机械杂质，无腐蚀性。
本发明的精密铸造模料配方具有如下特点a)选用硬度、粘度适宜的热塑性材料——石油蜡作为基体材料。
b)选用分子量适宜的石油树脂，以提高模料的强度，减小模料的收缩率。
c)选用高分子聚合物，以提高模料的强度。
d)选用矿物蜡、动物蜡或植物蜡，以改善模料的硬度和韧塑性，同时保证模料压注成型后易于脱模。
本发明精密铸造模料通过上述组分有机配合，得到使用性能优良的精密铸造模料，具体有如下优点a)具有较高的滴熔点，耐热性好，在较高的工作温度下也不会软化变形；b)具有较高的强度，可保证精密铸造蜡模在生产过程中不会损坏；c)具有较低的线收缩率，保证了精铸件尺寸稳定；d)灰分小，不会产生对铸件产生不良影响；e)无腐蚀，不会腐蚀模具；f)无毒、无异味，不会对生产员工的身体健康造成损害；g)复用性好，具有较高的性价比。
具体实施例方式
下面通过具体实施例，对本发明的精密铸造模料及其制备方法，做进一步的详细说明，但具体实施例不作为限制性实例使用。
实施例(以下均按重量百分比表示)试验方法下列试验方法是在实施例中所用的普通测验精密铸造模料的方法。
滴熔点GB/T 8036软化点GB/T 4507针入度GB/T 4985运动粘度 GB/T 265抗弯强度 GB/T 14235.2线收缩率 GB/T 14235.4灰分 GB/T 508本发明中的实施例1、2、3、4、5的精密铸造模料的制备是在约110～130℃的温度下，按序加入原料并混合熔融成均匀透明的蜡液，经过滤后冷却成型。
实施例6为一种进口精密铸造模料。
实施例180#微晶蜡，滴点82.4℃(南充炼油厂)20％58#全精炼石蜡，熔点58.2℃(抚顺石油一厂) 20％聚合松香，环球法软化点100℃(梧州荒川化工有限公司) 10％石油树脂，软化点100℃(南京扬子伊士曼化工有限公司) 40％高压聚乙烯，平均分子量22000(抚顺石化公司) 4％卡那巴蜡，滴熔点80℃(巴西MOACIR COSTA公司)6％实施例280#微晶蜡，(南充炼油厂) 25％58#半精炼石蜡，熔点58.0℃(抚顺石油一厂) 25％
石油树脂，软化点100℃(南京扬子伊士曼化工有限公司)40％EVA(熔融指数28，美国杜邦公司)和高压聚乙烯(平均分子量22000，抚顺石化公司)重量比1∶16％川蜡，滴熔点72℃(四川天兴公司) 4％实施例380#微晶蜡，滴点81.6℃(荆门炼油厂)30％石油树脂，软化点115℃(南京扬子伊士曼化工有限公司) 55％EVA，熔融指数28(美国杜邦公司) 4％褐煤蜡，滴熔点80℃(大菊生化有限公司)和蜂蜡(重量比1∶1)11％实施例485#微晶蜡，滴熔点83℃(南阳炼油厂)25％54#半精炼石蜡，熔点54.2℃(南阳炼油厂)20％石油树脂，软化点120℃(上海金森石油树脂公司) 40％EVA，熔融指数35(日本三井公司) 5％精制褐煤蜡，滴熔点82℃(大菊生化有限公司) 10％实施例580#微晶蜡(荆门炼油厂)30％58#半精炼石蜡，熔点58.2℃(抚顺石油二厂) 20％石油树脂，软化点100℃(上海金森石油树脂公司) 42％EVA，熔融指数35(日本三井公司) 3％卡那巴蜡(巴西MOACIR COSTA公司)5％实施例的试验结果见表1。
表1理化性能试验结果
注表中“前”为新鲜模料的测试数据；表中“后”为使用五次后模料的测试数据从表1可以看出，本发明精密铸造模料实施例1、2、3、4、5的滴熔点均高于进口样，软化点和进口样基本相当，说明本发明精密铸造模料的热稳定性能要好于进口样；本发明精密铸造模料实施例1、2、3、4、5的抗弯强度均高于进口样，线收缩率略高于进口样，说明本发明精密铸造模料的强度要优于进口样，收缩略大些；本发明精密铸造模料实施例1、2、3、4、5的针入度与进口样相差很小，说明本发明精密铸造模料的硬度与进口模料基本相当；本发明精密铸造模料实施例1、2、3、4、5的灰分与进口样一样，均在0.02％以下，能很好的满足精密铸造生产工艺的实际要求；本发明精密铸造模料实施例1、2、3、4、5使用五次后的测试数据与新鲜模料基本一致，说明本发明精密铸造模料的复用性较好，而进口样在使用一次后其中的填充料即析出，造成其不能再次使用。另外，本发明精密铸造模料实施例1、2、3、4、5的成本均在18000元以下，而进口样的价格在40000元左右，说明本发明精密铸造模料的性价比较高。
权利要求
1.一种精密铸造模料，以重量计包括a)20％～70％的石油蜡；b)20％～70％的石油树脂；c)1％～8％的高分子聚合物；d)1～15％的矿物蜡、动物蜡和植物蜡的一种或几种。
2.按照权利要求1所述的模料，其特征在于所述的石油蜡为微晶蜡、石蜡或两者的混合物，其中微晶蜡的滴点为70～85℃，石蜡的熔点为50～70℃。
3.按照权利要求1或2所述的模料，其特征在于所述的石油蜡包括85#微晶蜡、80#微晶蜡、75#微晶蜡、58#全精炼石蜡、58#半精炼石蜡和56#半精炼石蜡中的一种或几种。
4.按照权利要求1所述的模料，其特征在于所述的石油蜡含量为30％～60％。
5.按照权利要求1所述的模料，其特征在于所述的石油树脂的环球法软化点为65～125℃。
6.按照权利要求1或5所述的模料，其特征在于所述的石油树脂用量为30％～60％。
7.按照权利要求1所述的模料，其特征在于所述的高分子聚合物为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯，或它们的混合物，其平均分子量为1000～30000。
8.按照权利要求1或7所述的模料，其特征在于所述的高分子聚合物的用量为1％～6％。
9.按照权利要求1所述的模料，其特征在于所述的矿物蜡、动物蜡和植物蜡选自褐煤蜡、精制褐煤蜡、卡那巴蜡、蜂蜡和川蜡中的一种或几种，其滴熔点为65～100℃；用量为2％～10％。
10.按照权利要求1所述的模料，其特征在于所述的模料的性能指标为滴熔点为75～85℃，25℃下的针入度约为3～5 1/10mm，抗弯强度约为7～10MPa，线收缩率为0.5～0.7，灰分小于0.02％，无机械杂质，无腐蚀性。
全文摘要
本发明涉及一种精密铸造模料。该模料包括石油蜡、石油树脂、高分子聚合物、矿物蜡和动植物蜡。本发明的精密铸造模料具有抗弯强度高，表面硬度大，线性收缩率小和灰分小，热稳定性、涂挂性、流动性和复用性好等特点。克服了现有技术存在的上述问题。本发明的精密铸造模料适用于制作大型薄壁整体精铸结构件及其它精铸件的蜡模型。
文档编号B22C7/00GK1765994SQ20041005078
公开日2006年5月3日 申请日期2004年10月29日 优先权日2004年10月29日
发明者杨光, 李尚勇, 李莉 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院