硅溶胶精密铸造用锆砂莫来砂型芯及其制作方法
【专利摘要】本发明提供一种硅溶胶精密铸造用锆砂莫来砂型芯及其制作方法，其目的在于提供一种常温强度和尺寸精度高，表面质量非常好，热稳定性、收缩率等性能兼容性非常好，成本低的型芯及其制作方法，将锆粉、粘结剂、润湿剂、消泡剂混匀后制成面层涂料；将所述面料涂料在蜡模上均匀的涂敷一层，并撒上锆砂，干燥后制成一层型芯；将莫来粉与粘结剂混匀后，制成二层涂料；将所述二层涂料在所述一层型芯上均匀的涂敷一层，并撒上莫来砂；干燥后制成二层型芯；重复二层制芯操作4-5次，干燥后经脱蜡、去掉外层型壳制得所述型芯。
【专利说明】硅溶胶精密铸造用锆砂莫来砂型芯及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铸造领域，特别是涉及一种用于硅溶胶精密铸造的锆砂莫来砂型芯及其制作方法。
【背景技术】
[0002]随着世界经济的发展，硅溶胶精铸铸件需求越来越大，随之而来的铸件的复杂程度难度也越来越大，各种复杂铸件越来越多。然而，具有复杂内腔、内腔尺寸较大、壁厚较薄的铸件在硅溶胶精密铸造中制作非常困难，直接制壳铸件废品率非常高，特别是型芯的制作方面，往往因型腔内部型壳干燥不透、强度低、表面质量差造成批量废品，因此如不采取特殊的手段，在熔模精密铸造中很难解决。
[0003]现有的硅溶胶铸件的型芯的制作，一般通过制作模具制作芯子；内腔复杂的铸件，采用尿素型芯或者陶瓷型芯，但尿素芯内腔表面质量差，尺寸稍大的铸件常温强度低很难保证质量，陶瓷芯表面质量好常温高温强度非常高，但是尺寸大复杂的铸件型芯高温焙烧时变形严重，而且成本非常高。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种常温强度和尺寸精度高，表面质量非常好，热稳定型、收缩率等性能兼容性非常好，成本低的型芯及其制作方法。
[0005]为达以上目的，本发明一种硅溶胶精密铸造用锆砂莫来砂型芯，所述型芯主要由锆砂、锆粉、莫来砂、莫来粉、润湿剂、消泡剂及粘结剂制作而成。
[0006]其中所述润湿剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，JFC0
[0007]其中所述消泡剂为正辛醇。
[0008]其中所述粘结剂为硅溶胶。
[0009]其中所述错砂为2.5-3.5重量份、所述错粉为3.3-3.8重量份、所述莫来砂为
1.5-1.7重量份、所述莫来粉为1.5-1.7重量份、所述润湿剂为0.0042-0.0052重量份、所述消泡剂为0.00083-0.0016重量份，所述粘结剂为2重量份。
[0010]其中所述锆砂为3重量份、所述锆粉为3.5重量份、所述莫来砂为1.6重量份、所述莫来粉为1.6重量份、所述润湿剂为0.0047重量份、所述消泡剂为0.00125重量份，所述粘结剂为2重量份。
[0011]一种制作硅溶胶精密铸造用锆砂莫来砂型芯的方法，包含以下步骤:
[0012]将所述锆粉、I重量份所述粘结剂、所述润湿剂、所述消泡剂混匀后制成面层涂料；
[0013]将所述面料涂料在蜡模上均匀的涂敷一层，并撒上所述锆砂，干燥后制成一层型
-1-H
心;
[0014]将所述莫来粉与I重量份所述粘结剂混匀后，制成二层涂料；
[0015]将所述二层涂料在所述一层型芯上均匀的分4-5次涂敷，并且每次涂敷后撒上所述莫来砂；
[0016]干燥后经脱蜡、去掉外层型壳制得所述型芯。
[0017]其中在所述面层涂敷撒砂完成后于24±2°C，50-70%的恒温恒湿环境下自然干燥；所述二层涂料以后每次涂敷撒砂完成后在24±2°C，30-60%恒温恒湿环境下强风干燥。
[0018]其中脱蜡、去掉外层型壳制得所述型芯之后还包括将所述型芯放入焙烧炉中进行高温焙烧处理及高温培烧后冷却的步骤。
[0019]其中所述高温焙烧温度为1050-1100°C，焙烧时间为25-40分钟。
【具体实施方式】
[0020]以下结合实施例，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
[0021]实施例1
[0022]将3.3kg锆粉、Ikg硅溶胶、4ml JFCUml正辛醇混匀后制成面层涂料；在所述面料涂料中均匀的涂敷一层蜡模，并均匀撒上2.5kg锆砂，于23°C，70%的恒温恒湿环境下强风干燥后制成一层型芯；将1.5kg莫来粉与Ikg硅溶胶混匀后，制成二层涂料；在所述二层涂料中均匀的涂敷一层所述一层型芯，并撒上1.5kg莫来砂，莫来砂分4次分撒，每次撒一层后采用23°C，60%恒温恒湿环境下强风干燥；之后经脱蜡、去掉外层型壳制得所述型芯，然后将所述型芯放入焙烧炉中进行于1100°C下高温焙烧25分钟后冷却制得型芯产品I。
[0023]实施例2
[0024]将3.5kg锆粉、Ikg硅溶胶、4.5ml JFC、1.5ml正辛醇混匀后制成面层涂料；在所述面料涂料中均匀的涂敷一层蜡模，并均匀撒上3kg锆砂，于24°C，60%的恒温恒湿环境下强风干燥后制成一层型芯；将1.6kg莫来粉与Ikg硅溶胶混匀后，制成二层涂料；在所述二层涂料中均匀的涂敷一层所述一层型芯，并撒上1.6kg莫来砂，莫来砂分5次分撒，每次撒一层后采用24°C，45%恒温恒湿环境下强风干燥；之后经脱蜡、去掉外层型壳制得所述型芯，然后将所述型芯放入焙烧炉中进行于1000°C下高温焙烧30分钟后冷却制得型芯产品2。
[0025]实施例3
[0026]将3.8kg锆粉、Ikg硅溶胶、5ml JFC、2ml正辛醇混匀后制成面层涂料；在所述面料涂料中均匀的涂敷一层蜡模，并均匀撒上3.5kg锆砂，于25°C，50%的恒温恒湿环境下强风干燥后制成一层型芯；将1.7kg莫来粉与Ikg硅溶胶混匀后，制成二层涂料；在所述二层涂料中均匀的涂敷一层所述一层型芯，并撒上1.7kg莫来砂，莫来砂分5次分撒，每次撒一层后采用26°C，30%恒温恒湿环境下强风干燥；之后经脱蜡、去掉外层型壳制得所述型芯，然后将所述型芯放入焙烧炉中进行于1050°C下高温焙烧40分钟后冷却制得型芯产品3。
[0027]制得的莫来砂型芯产品相对于现有尿素型芯和陶瓷型芯性能对照表如下:
[0028]型芯表面线膨胀系数耐火度射蜡压力成 适用范围名称质量 a(l/°C)(20~ ( °C ) 2_5Mpa下型本
___2000 °C)___壳断裂情况___
尿素差无无断裂低小型复杂内腔、内型芯腔表面质量要求
_______不高的铸件陶瓷较好 5.2><10_61450 断裂高中小型复杂内腔，
型芯内腔表面质量要
_______求高的精密铸件型芯好 4.6><1(Τ61550 未断裂低大型复杂内腔、内产品I______腔尺寸大、壁厚较型芯好 4.5χ10_?1560 未断裂低薄精密铸件产品2______
型芯好 4.3χ1(Γ61558 未断裂低产品3_______
[0029]注:射蜡压力2.5Mpa下型壳断裂情况，是大型复杂铸件射蜡时试验结果，表面质量通过目测或手触。
[0030]以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种硅溶胶精密铸造用锆砂莫来砂型芯，其特征在于:所述型芯主要由锆砂、锆粉、莫来砂、莫来粉、润湿剂、消泡剂及粘结剂制作而成。
2.根据权利要求1所述的硅溶胶精密铸造用锆砂莫来砂型芯，其特征在于:所述润湿剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
3.根据权利要求1所述的硅溶胶精密铸造用锆砂莫来砂型芯，其特征在于:所述消泡剂为正辛醇。
4.根据权利要求1所述的硅溶胶精密铸造用锆砂莫来砂型芯，其特征在于:所述粘结剂为硅溶胶。
5.根据权利要求1所述的硅溶胶精密铸造用锆砂莫来砂型芯，其特征在于:所述锆砂为2.5-3.5重量份、所述锆粉为3.3-3.8重量份、所述莫来砂为1.5-1.7重量份、所述莫来粉为1.5-1.7重量份、所述润湿剂为0.0042-0.0052重量份、所述消泡剂为0.00083-0.0016重量份，所述粘结剂为2重量份。
6.根据权利要求5所述的硅溶胶精密铸造用锆砂莫来砂型芯，其特征在于:所述锆砂为3重量份、所述锆粉为3.5重量份、所述莫来砂为1.6重量份、所述莫来粉为1.6重量份、所述润湿剂为0.0047重量份、所述消泡剂为0.00125重量份，所述粘结剂为2重量份。
7.一种制作如权利要求1-6中任一项所述硅溶胶精密铸造用锆砂莫来砂型芯的方法，其特征在于包含以下步骤: 将所述锆粉、I重量份所述粘结剂、所述润湿剂、所述消泡剂混匀后制成面层涂料； 将所述面层涂料在蜡模上均匀的涂敷一层，并在所述面层涂料撒上所述锆砂，干燥后制成一层型芯； 将所述莫来粉与I重量份所述粘结剂混匀后，制成二层涂料； 将所述二层涂料在所述一层型芯上均匀的分4-5次涂敷，并且每次涂敷后撒上所述莫来砂； 干燥后经脱蜡、去掉外层型壳制得所述型芯。
8.根据权利要求7所述的硅溶胶精密铸造用锆砂莫来砂型芯的制作方法，其特征在于:其中在所述面层涂敷撒砂完成后于24±2°C，50-70%的恒温恒湿环境下自然干燥；所述二层涂料以后每次涂敷撒砂完成后在24 ± 2 °C，30-60 %恒温恒湿环境下强风干燥。
9.根据权利要求7所述的硅溶胶精密铸造用锆砂莫来砂型芯的制作方法，其特征在于:脱蜡、去掉外层型壳制得所述型芯之后还包括将所述型芯放入焙烧炉中进行高温焙烧处理及高温培烧后冷却的步骤。
10.根据权利要求9所述的硅溶胶精密铸造用锆砂莫来砂型芯的制作方法，其特征在于:所述高温焙烧温度为1050-1100°C，焙烧时间为25-40分钟。
【文档编号】B22C1/00GK104190855SQ201410274366
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年6月19日 优先权日:2014年6月19日
【发明者】苏连升, 谭培松, 闫和庆, 姜云才, 沙自园, 李金铮 申请人:泊头市宏昌机械有限责任公司