一种在熔模铸造中利用微生物对蜡模进行辅助脱除的方法与流程

文档序号:13251402阅读:281来源:国知局
技术领域本发明涉及熔模铸造蒸汽脱蜡技术领域,具体涉及一种在熔模铸造中利用微生物对蜡模进行辅助脱除的方法。

背景技术:
熔模铸造中脱蜡工序是最重要的生产工序之一,一般认为超过90%的型壳缺陷源自脱蜡过程。在蒸汽脱蜡过程中,蜡模受热熔化后顺脱蜡口和浇道流出而获得型壳空腔,脱蜡后的型壳在焙烧后进行金属液的浇注。但是在脱蜡过程中局部蜡料难以快速熔化,脱蜡口蜡液流出通道难以及时畅通。密封于型壳中的蜡模受热膨胀对型壳施加膨胀载荷,极易引发型壳裂纹、剥落甚至整体开裂。脱蜡过程中产生的微裂纹源可以在随后进行的焙烧、预热和浇注过程中发生扩展,给最终的铸件造成一系列的表面和夹杂缺陷。目前一般通过控制升温速率、炉内温度和脱蜡时间等工艺参数对脱蜡过程进行控制。但是型壳在密闭的脱蜡炉中受到的膨胀应力、蜡料的粘度变化以及蜡料对型壳的渗入等参数均难以直接测得,脱蜡过程仍然是一个近似的工艺黑箱,型壳在脱蜡过程中的破坏仍然频频发生。

技术实现要素:
为了解决上述存在的技术问题,本发明的目的在于提供一种在熔模铸造中利用微生物对蜡模进行辅助脱除的方法,以解决熔模铸造中蒸汽脱蜡过程中型壳容易发生破坏的问题,且操作简单,不增加生产周期。为达到以上技术目的,本发明采用如下技术方案:一种在熔模铸造中利用微生物对蜡模进行辅助脱除的方法,其特征在于所述方法包括如下步骤:1)将含有微生物的液态培养基密封于石蜡空心结构内部,在压蜡前将含有微生物的石蜡空心结构置于蜡模压型内部;尤其是脱蜡时容易出现破坏的部位;所述微生物为具有运动能力的兼氧杆菌;2)进行制壳操作:完成6至7层背层型壳,将背层型壳置于25℃至35℃干燥间进行干燥,制壳周期7到8天;3)在第四层背层型壳及之后的型壳干燥过程中,对含有微生物的型壳处局部进行外部红外加热;加热温度为35~40℃,加热时间为3~4天;4)进行蒸汽脱蜡操作,脱出已部分分解的蜡料;5)回收脱出蜡料,灭活微生物后进行新一次的压蜡操作。优选地,所述具有运动能力的兼氧杆菌采用高温油田中本源菌在液态石蜡为碳源的培养基上选育出的菌种,且该菌种包含部分产芽孢的革兰氏阳性细菌。优选地,所述石蜡空心结构为石蜡空心球形结构。上述技术方案中,所述脱蜡时容易出现破坏的部位为蜡模厚大部位、管状蜡模部位或蜡料流出部位。本发明与现有技术相比,具有以下优点及突出性的技术效果:①使用微生物脱蜡,在型壳干燥过程中进行分解,不增加生产周期;②可根据蜡模形状和尺寸调整含有微生物的石蜡空心结构的大小、数量、放置位置、干燥间的温度和局部加热操作的温度、时间等,达到对蜡模进行精细可控腐蚀分解的目的,同时保证了型壳的尺寸精度;③可对蜡模的关键部位进行分解疏松,改善型壳在脱蜡过程中的受力状态,减少蒸汽脱蜡过程中型壳的破坏;④可降低对脱蜡釜的参数要求,加速蜡料脱出,节约能源。附图说明图1是本发明含有微生物的石蜡空心结构示意图。图2是本发明多处放置微生物石蜡空心结构的蜡模示意图。图3是本发明型壳干燥过程中对含有微生物石蜡空心结构的蜡模局部加热方法示意图。其中:1-石蜡空心球;2-液态培养基;3-微生物菌群;4-铸件蜡模;5-含微生物的石蜡空心结构;6-浇口杯蜡模;7-型壳;8-直浇道蜡模;9-红外加热灯。具体实施方式下面结合附图和实施实例对本发明进一步说明。本发明提供的一种在熔模铸造中利用微生物对蜡模进行辅助脱除的方法,其具体实施方式如下:首先制作石蜡空心结构,可用压蜡机压出也可手工制作,形状不局限为球形,空心石蜡壳上留有一个小孔用于注入微生物的液态培养基;注入含有微生物菌群的液态培养基后,使用同种石蜡将石蜡空心结构上的小孔焊合,获得含有微生物菌群的密封的石蜡空心结构,兼氧微生物可在此种环境下存活(如图1所示)。将含有微生物的石蜡空心结构置于蜡模压型内部,使其粘附在压型内壁上,压蜡后获得内含微生物的蜡模。图1所示的含微生物的石蜡空心结构可以在蜡模任意需要的地方使用,同一蜡模可以含有1个或多个如图1所示的含有微生物的石蜡空心结构。微生物为兼氧条件下生存的杆菌,可采用高温油田中本源菌在液态石蜡为碳源的培养基上选育出的菌种。分离的菌种具有运动能力,能在兼氧条件下生长,且包含部分产芽孢的革兰氏阳性细菌,生存能力强。将含有微生物的液态培养基密封于球状石蜡空心结构内部,石蜡空心结构的大小、形状和装入培养基的数量可根据蜡模的具体形状进行调整。在压蜡前将含有微生物的石蜡球粘附于蜡模压型内部,尤其是脱蜡时容易出现破坏的部位,如难以快速融化的厚大蜡模部位,难以快速排出的管状蜡模部位和蜡料主要流出通道等部位,如图2所示。随后进行制壳操作,面层和过渡层型壳不进行特殊操作,在18至22℃℃恒温干燥间进行干燥。背层型壳置于25℃至35℃之间某一温度的干燥间进行干燥,制壳周期7到8天。前三层背层型壳取25到27℃以减弱微生物的活性,保证蜡模和型壳的尺寸精度;之后的背层取33到35℃进行干燥,持续3至4天,提高干燥效率和微生物活性,同时对含有微生物的蜡模局部进行外部红外加热,外部红外加热可采用红外加热灯进行加热,使含有微生物的蜡模局部达到35至40℃(如图3所示),加热时间与后几层型壳干燥时间相同,也即3至4天;在不增加生产周期的情况下加快蜡料分解。蜡模局部在微生物作用下变软且呈现网状,此后进行蒸汽脱蜡可使蜡料更快流出,减弱蒸汽脱蜡过程中型壳所受载荷。回收脱出蜡料,将蜡料在70至100℃之间加热10至15min对微生物进行灭活,之后可进行新一次的压蜡操作。本发明操作简单,不增加生产周期,通过微生物对蜡模的分解,改善了型壳的脱蜡时受力状态,解决了熔模铸造中蒸汽脱蜡过程中型壳易破坏的问题。
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