专利名称：精密铸造用石英铸粉的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种精密铸造用材料及其制备方法，尤其涉及一种用于精密铸造的石英铸粉及其制备方法。
背景技术：
精密铸件的成型，采用熔模铸造工艺，要求型壳不仅机械强度好，不开裂，产品有良好的复印性，而且浇铸后清砂容易，铸件表面光滑，尺寸精度高。因此，熔模铸造工艺对所用铸粉质量要求非常高。精密铸粉是一种特殊的失蜡铸型材料，尤其适用于铸造高熔点的贵金属工艺饰品，如铂、铱、钯、铑、钴合金、K金、足金、银、铜、琉璃、不锈钢以及钟表眼镜、汽车、飞机、军工等行业精密零部件。精密铸粉根据成分和用途的不同，又可分为石膏粉和石英铸粉。石英铸粉主要成分为石英，具有耐高温，型壳强度好，铸件表面光滑，尺寸精度高等优点，适用于铂、铱、钯、铑、钴合金等高熔点金属或合金的精密铸造。石膏粉主要由石英和石膏组成，适用于足金、K金、银、铜等低熔点金属或合金的铸造，目前在精密铸造业中使用较多的是石膏粉，在中国专利CN1037075C、CN1281831A、CN1109589C中所提到的铸造粉都是石膏粉，其主要成分是有石膏和石英组成，但在精密铸造业中石膏粉的型壳强度略差，铸件表面欠光滑，精密度不高，不能更好地满足高精度的铸造要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种精密铸造用石英铸粉及其制备方法，该石英铸粉在使用时直接加水混合搅拌，无需另加液体粘结剂。
本发明所设计的精密铸造用石英铸粉是由石英粉与高温石英粉混合物、固体粘结剂均匀混合组成，还可以根据使用时的情况添加高温稳定剂、消泡剂、凝结剂；以上各组分均为粉末状，粒度在1～45μm，将它们混合均匀，即制得精密铸造用石英铸粉。所述固体粘结剂是固体磷酸盐，包括一价、二价、三价和聚合磷酸盐。所述高温稳定剂是金属氧化物或铝硅酸盐。所述凝结剂是缓凝剂或促凝剂中的一种，缓凝剂是水溶性有机酸，促凝剂是水溶性无机盐。
本发明所提供的精密铸造用石英铸粉制作成本低，使用方便，适用范围广，其所制得的型壳具有良好的机械强度和优异的复印性，不开裂，不变形，不粘砂，溃散性好，浇铸出来的铸件表面光滑，尺寸精度高，铸件合格率高。
具体实施例方式
本发明所设计的精密铸造用石英铸粉是由石英粉与高温石英粉混合物、固体粘结剂组成，还可以根据使用时的情况添加有高温稳定剂、消泡剂、缓凝剂或促凝剂。
(1)石英粉与高温石英粉混合物取SiO2含量大于99.3％的石英砂精制成石英粉，然后将部分石英粉进行高温处理得到高温石英粉，将石英粉和高温石英粉混合在一起得到石英粉与高温石英粉混合物，石英粉与高温石英粉的粒径为1～45μm之间。
(2)固体粘结剂粘结剂是精密铸粉的重要配料，它直接影响型壳及铸件质量、生产周期和成本。本发明选取固体磷酸盐为粘结剂，在将固体磷酸盐粉碎成粒径为1～45μm之间的粉末后直接混合在粉体中，无需另配液体粘结剂。所述固体磷酸盐是指一价、二价、三价和聚合磷酸盐，包括有磷酸铝、磷酸二氢钾、磷酸氢镁、多聚磷酸钠、六偏磷酸钠、磷酸二氢铝、磷酸三氢铝、焦磷酸钠。
(3)高温稳定剂 将高温稳定剂研磨成粒径为1～45μm之间的粉末后备用。由于石英在高温时由于晶型转变会产生膨胀，加入高温稳定剂可以抑制石英的膨胀，防止型壳在焙烧时开裂、变形，保证铸件尺寸的稳定。本发明选取金属氧化物或铝硅酸盐为高温稳定剂，包括有氧化铝、氧化镁、锆石、氧化锆、高岭土、煅烧高岭土、蒙脱石。
(4)凝结剂将凝结剂研磨成粒径为1～45μm之间的粉末后备用。凝结剂是为了控制型壳的凝固速度，其加入量根据生产的实际需要而定。所述凝结剂是缓凝剂或促凝剂中的一种，缓凝剂是指水溶性有机酸，包括草酸、柠檬酸、丙二酸、羟基丁二酸、马来酸、丁二酸；促凝剂是指水溶性无机盐，包括氯化钠、氯化钾、氯化铝、硫酸镁。
将上述石英粉与高温石英粉混合物、固体粘结剂、高温稳定剂、凝结剂按比例均匀混合即得到精密铸造用石英铸粉，其中各组分按重量百分比计算石英粉与高温石英粉混合物占50.9％～99.9％、固体粘结剂占0.1％～17％，高温稳定剂占0～18％，消泡剂占0～5％，凝结剂占0～13％。
下面用非限定性实施例对本发明进一步说明。
实施例1取655.90克石英和高温石英粉，过1250目筛；取3.5克磷酸铝、9.1克多聚磷酸钠、17.5克氧化铝、3.5克消泡剂和10.5克氯化钠粉分别粉碎研磨过325目筛；将上述固体粉末混合搅拌均匀，即可制得精密铸造用石英铸粉700克。
实施例2取676.20克石英和高温石英粉，过1250目筛；取5.6克磷酸铝、2.1克多聚磷酸钠、7克高岭土、3.5克消泡剂和5.6克柠檬酸粉分别粉碎研磨过325目筛；将上述固体粉末混合搅拌均匀，即可制得精密铸造用石英铸粉700克。
实施例3取685.30克石英和高温石英粉，过1250目筛；取3.5克磷酸铝、9.1克多聚磷酸钠和2.1克消泡剂粉分别粉碎研磨过325目筛；将上述固体粉末混合搅拌均匀，即可制得精密铸造用石英铸粉700克。
实施例4取669.34克石英和高温石英粉，过1250目筛；取12.6克多聚磷酸钠、7克煅烧高岭土、0.56克消泡剂和10.5克氯化钠粉分别粉碎研磨过325目筛；将上述固体粉末混合搅拌均匀，即可制得精密铸造用石英铸粉700克。
权利要求
1.一种精密铸造用石英铸粉的制备方法，其特征在于取SiO2含量大于99.3％的石英砂精制成石英粉，然后将部分石英粉进行高温处理得到高温石英粉，将石英粉和高温石英粉混合在一起得到石英粉与高温石英粉混合物；然后将石英粉与高温石英粉混合物、固体粘结剂、高温稳定剂、消泡剂、凝结剂按比例均匀混合即得到精密铸造用石英铸粉，以上各种组分均为粒径在1～45μm之间的粉末，各种组分的比例按重量百分比计算为石英粉与高温石英粉混合物占50.9％～99.9％、固体粘结剂占0.1％～17％，高温稳定剂占0～18％，消泡剂占0～5％，凝结剂占0～13％；所述固体粘结剂是指固体磷酸盐，包括一价、二价、三价和聚合磷酸盐；所述高温稳定剂是指金属氧化物或铝硅酸盐；所述凝结剂是缓凝剂或促凝剂中的一种，缓凝剂是指水溶性有机酸；促凝剂是指水溶性无机盐。
2.根据权利要求1所说的精密铸造用石英铸粉的制备方法，其特征在于所述的固体粘结剂是磷酸铝、磷酸二氢钾、磷酸氢镁、多聚磷酸钠、六偏磷酸钠、磷酸二氢铝、磷酸三氢铝、焦磷酸钠的一种。
3.根据权利要求1所说的精密铸造用石英铸粉的制备方法，其特征在于所述的高温稳定剂是氧化铝、氧化镁、锆石、氧化锆、高岭土、煅烧高岭土、蒙脱石的一种。
4.根据权利要求1所说的精密铸造用石英铸粉的制备方法，其特征在于所述的缓凝剂是指草酸、柠檬酸、丙二酸、羟基丁二酸、马来酸、丁二酸的一种。
5.根据权利要求1所说的精密铸造用石英铸粉的制备方法，其特征在于所述的促凝剂是指氯化钠、氯化钾、氯化铝、硫酸镁的一种。
6.一种由权利要求1所述的制备方法制作得到的精密铸造用石英铸粉。
全文摘要
本发明公开了一种精密铸造用石英铸粉的制备方法，它是由石英粉与高温石英粉混合物、固体粘结剂均匀混合组成，还可以根据使用时的情况添加高温稳定剂、消泡剂、凝结剂。本发明所提供的精密铸造用石英铸粉制作成本低，使用方便，适用范围广，其所制得的型壳具有良好的机械强度和优异的复印性，不开裂，不变形，不粘砂，溃散性好，浇铸出来的铸件表面光滑，尺寸精度高，铸件合格率高。
文档编号B22C1/00GK1718312SQ200510088358
公开日2006年1月11日 申请日期2005年8月2日 优先权日2005年8月2日
发明者严春杰, 韩利雄, 朱小燕, 陈洁渝, 邱志敏 申请人:海南三箭科技开发有限公司, 中国地质大学(武汉)