本发明属于熔模精密铸造领域，具体涉及提高陶瓷型精密熔模表面光洁度、精度和使用寿命的方法。
背景技术：
：在利用蜡模制造陶瓷型壳的工艺中，由于制造工艺复杂，生产周期长，制造成本高，型壳的废品率较高所以限制了其应用范围，只能用于不锈钢或是其它高附加值的铸件的生产过程中。在利用硅酸乙酯作为粘结剂通过直接灌浆方法来制成陶瓷型壳的工艺中，由于制造工艺也很复杂，在硅酸乙酯水解的过程中会要用到有害物质，不符合当今的环保的要求，而且该工艺生产周期也较长，制造成本高，型壳的废品率较高所以限制了其应用范围。由于熔模精密铸造工艺无法保证项目产品的一次性精密铸造整体成型，容易产生分层、跑火浇不足、粘沙、夹砂、夹渣等铸造缺陷且尺寸精度、表面光洁度等技术指标达不到要求，只有依靠加大铸件的加工余量通过后期机械加工进行弥补，这样会导致铸件的表面铸造致密层组织被加工掉了，降低了铸件的抗晶间腐蚀能力，从而影响其使用寿命。加工余量的加大，不仅浪费了贵重的金属材料，而且导致后期加工量增大、加工周期长、变形量大等问题，导致废品率高、制作成本增高、制作周期延长。中国专利cn201711079040.x公开熔模精铸用辅助脱蜡口成型工艺，包括如下技术措施：1设计制作脱蜡口蜡模，所述脱蜡口蜡模的外轮廓为内端小、外端大的锥形结构，所述脱蜡口蜡模的轴向上具有导热空腔，所述导热空腔内端的蜡模壁厚小于外端的蜡模壁厚；2根据设计要求，将制作好的所述脱蜡口蜡模结构布置在熔模精铸用的蜡树的对应辅助脱蜡部位，使所述脱蜡口蜡模结构的内端与蜡树相结合；3将带有所述脱蜡口蜡模结构的蜡树进行沾浆淋沙制壳，得带有所述脱蜡口蜡模结构的陶瓷型壳。其通过将蜡树上的脱蜡口蜡模以空心的、内薄外厚的结构成型，使脱蜡蒸汽经导热空腔将脱蜡口蜡模的内端薄壁部位优先的快捷、迅速、高效地熔化，达到避免陶瓷壳型开裂的情况，但是在脱蜡过程中，由于蜡模的热膨胀系数大于型壳的热膨胀系数，陶瓷型壳还是很容易产生裂纹。技术实现要素：本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供提高陶瓷型精密熔模表面光洁度、精度和使用寿命的方法。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提高陶瓷型精密熔模表面光洁度、精度和使用寿命的方法，包括以下步骤：(1)面层涂料配制：以硅溶胶、锆英粉、湿润剂、消泡剂为原料，将硅溶胶、湿润剂、消泡剂混合，在搅拌条件下加入锆英粉，继续搅拌2～3小时后备用，面层涂料密度为2.7～2.8g/ml，粘度32±1s；(2)过渡层涂料配制：以硅溶胶、莫来石粉为原料，将硅溶胶、莫来石粉混合搅拌2～3小时备用，过渡层涂料密度为1.82～1.85g/ml，粘度为19±1s；(3)背层涂料配制：将硅溶胶、莫来石粉混合搅拌2～3小时备用，背层涂料密度为1.81～1.83g/ml，粘度为13±1s；(4)型壳的涂挂操作：s1、在蜡模上涂挂一层面层涂料，撒砂为100～120目锆英砂，干燥获得型壳面层；s2、在型壳面层上涂挂3-4层过渡层涂料，撒砂为30～60目锆英砂，干燥获得型壳过渡层；s3、在型壳过渡层上涂挂1层背层涂料，撒砂为16～30目莫来石砂，干燥获得型壳背层；s4、在型壳背层上涂挂半层背层涂料，干燥获得型壳；(5)将上述步骤(4)制备的型壳放入冷藏室中，冷冻5～7小时，其中，蜡模的收缩需要满足以下关系式：式中v1表示蜡模收缩后的体积，单位为cm3，v0表示蜡模在0℃时的体积，单位为cm3，α为蜡模的膨胀系数，单位为10-3/k，t为冷藏温度，且263.15k≤t≤268.15k；(6)将冷冻后的型壳迅速进行蒸汽脱蜡，压力0.7～0.8mpa，温度155℃～165℃的条件下脱蜡5～10分钟；(7)将步骤(7)脱蜡后的型壳进行焙烧，焙烧温度为600～800℃，焙烧时间2～6小时，即得陶瓷型精密熔模。进一步的，所述步骤(1)中硅溶胶为s830硅溶胶，湿润剂为wet湿润剂，消泡剂为fa900消泡剂。进一步的，所述湿润剂和消泡剂用量均为硅溶胶体积的0.04％～0.1％，硅溶胶与锆英粉重量比为1：3.6～4。进一步的，所述步骤(2)中硅溶胶为s1430，硅溶胶和莫来石粉的重量比为1：0.0016～0.0017。进一步的，所述步骤(3)中硅溶胶为s1430，硅溶胶和莫来石粉的重量比为1：0.0014～0.0015。步骤(4)中，s1步骤的工作条件为温度22～26℃，湿度50～70％，干燥4～6小时；s2步骤的工作条件为温度22～26℃，湿度40～60％，风速6～8m/s，干燥8～10小时；s3步骤的工作条件为温度22～26℃，湿度40～60％，风速6～8m/s，干燥12～14小时；s4步骤的工作条件为温度22～26℃，湿度40～60％，风速6～8m/s，干燥14～16小时。进一步的，所述步骤(7)中以300-400℃温度开始焙烧，升温速度为100℃/h，到达保温时间后自然冷却。与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、在脱模前进行冷却操作，使得蜡模与型壳之间产生空隙，在冷冻状态下对型壳进行脱蜡，蜡模与型壳之间的空隙为蜡膨胀及熔化提供空间，避免型壳开裂。2、通过在型壳背层之上增添半层涂料，使得型壳内薄外厚，使得内端熔化优先于外端，确保内部蜡模稳定可靠的熔化脱蜡，避免因脱蜡导致型壳开裂的现象。具体实施方式下面将结合本发明中的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。下述实施例和对比例中，在型壳涂挂过程中，制备型壳面层时的工作条件为温度22～26℃，湿度50～70％，干燥4～6小时；制备型壳过渡层时的工作条件为温度22～26℃，湿度40～60％，风速6～8m/s，干燥8～10小时；制备型壳背层时的工作条件为温度22～26℃，湿度40～60％，风速6～8m/s，干燥12～14小时；制备型壳时的工作条件为温度22～26℃，湿度40～60％，风速6～8m/s，干燥14～16小时。除特殊说明外，下列实施例及对比例中采用的蜡模膨胀系数为0.58×10-3/k，冷冻温度为-10℃(263.15k)，即最终蜡模在冷冻时的体积收缩变化量为15.25％。实施例1：(1)配制面层涂料准备好硅溶胶(s830)、锆英粉、湿润剂(wet湿润剂)、消泡剂(fa900)，配制比例为：湿润剂和消泡剂用量均为硅溶胶体积的0.04％，硅溶胶与锆英粉重量比为1：3.6；配制方法：将硅溶胶倒入涂料桶内，加入湿润剂、消泡剂后，在搅拌条件下加入锆英粉，继续搅拌2～3小时后备用，面层涂料密度为2.7～2.8g/ml，粘度32±1s；(2)配制过渡层涂料准备好硅溶胶(s1430)、莫来石粉，配制比例为：硅溶胶和莫来石粉的重量比为1：0.0016～0.0017；配制方法：将硅溶胶倒入涂料桶内，加入莫来石粉搅拌2～3小时备用，过渡层涂料密度为1.82～1.85g/ml，粘度为19±1s；(3)配制背层涂料准备好硅溶胶(s1430)、莫来石粉，配制比例为：硅溶胶和莫来石粉的重量比为1：0.0014～0.0015；背层涂料密度为1.81～1.83g/ml，粘度为13±1s；(4)型壳涂挂s1、在蜡模上涂挂一层面层涂料，撒砂为100～120目锆英砂，干燥获得型壳面层；s2、在型壳面层上涂挂3-4层过渡层涂料，撒砂为30～60目锆英砂，干燥获得型壳过渡层；s3、在型壳过渡层上涂挂1层背层涂料，撒砂为16～30目莫来石砂，干燥获得型壳背层；s4、在型壳背层上涂挂半层背层涂料，干燥获得型壳；(5)将上述步骤(4)制备的型壳放入冷藏室中，冷冻5～7小时，其中，蜡模的收缩需要满足以下关系式：式中v1表示蜡模收缩后的体积，单位为cm3，v0表示蜡模在0℃时的体积，单位为cm3，α为蜡模的膨胀系数，单位为10-3/k，t为冷藏温度，且263.15k≤t≤268.15k；(6)将冷冻后的型壳迅速进行蒸汽脱蜡，压力0.7～0.8mpa，温度155℃～165℃的条件下脱蜡5～10分钟；(7)将步骤(6)脱蜡后的型壳进行焙烧，焙烧温度为600～800℃，焙烧时间2～6小时，即得陶瓷型精密熔模。所述步骤(7)中以300℃温度开始焙烧，升温速度为100℃/h，到达保温时间(焙烧4h)后自然冷却。实施例2：本实施例与实施例1不同之处在于，步骤(1)中湿润剂和消泡剂用量均为硅溶胶体积的0.04％，硅溶胶与锆英粉重量比为1：4。实施例3：本实施例与实施例1不同之处在于，步骤(1)中湿润剂和消泡剂用量均为硅溶胶体积的0.15％，硅溶胶与锆英粉重量比为1：3.6。实施例4：本实施例与实施例1不同之处在于，步骤(7)中以350℃温度开始焙烧，升温速度为100℃/h，到达保温时间(焙烧4h)后自然冷却。其他步骤与实施例1相同。对比例1：本对比例与实施例1的区别在于步骤(4)型壳涂挂中未进行s4步骤，其他步骤相同。对比例2：本对比例与实施例1的区别在于，未进行步骤(5)的冷冻处理，其他步骤与实施例1相同。对比例3：本对比例与实施例1的区别在于步骤(7)中以200℃温度开始焙烧，升温速度为100℃/h，到达保温时间(焙烧5h)后自然冷却。对比例4：本实施例与实施例1不同之处在于，冷冻处理的温度为-15℃(258.15k)，即蜡模冷冻收缩体积变化量为22.88％，其他步骤与实施例1相同。对比例5：本实施例与实施例1不同之处在于，步骤(1)中湿润剂和消泡剂用量均为硅溶胶体积的0.04％，硅溶胶与锆英粉重量比为1：2。应用例：熔模表面强度、光洁度及精度试验将上述实施例和对比例中得到的熔模表面分别对高温焙烧强度、光洁度以及精度进行测验：抗压强度结果如表1：表1熔模表面焙烧强度测试结果表2熔模表面粗糙度测试结果编号内表面粗糙度ra/μm实施例14.25±0.03实施例24.28±0.05实施例34.35±0.04实施例44.32±0.05对比例15.36±0.06对比例25.56±0.06对比例35.68±0.08对比例45.65±0.06对比例55.85±0.07常见产品的光洁度6.35±0.05表3熔模表面精度测试结果编号内径/mm外径/mm内宽/mm实施例113.53±0.0318.58±0.054.49±0.03实施例213.55±0.0218.61±0.044.47±0.04实施例313.56±0.0318.63±0.044.45±0.04实施例413.54±0.0518.62±0.034.48±0.03对比例113.60±0.0418.65±0.044.43±0.03对比例213.62±0.0318.68±0.054.41±0.05对比例313.63±0.0318.70±0.034.40±0.05对比例413.75±0.0419.14±0.054.58±0.04对比例513.78±0.0419.25±0.054.59±0.03实际图纸尺寸13.51±0.0418.56±0.044.5±0.05由上述测试数据可知，在型壳外层涂挂半层后，其制备的熔模表面强度有所提升，而在脱蜡之前进行冷冻操作，在冷冻后迅速进行脱蜡，熔模表面的光洁度优于未经冷冻处理的熔模，冷冻处理后的熔模焙烧强度也高于未经冷冻处理的熔模，且在大量试验测试中得出，实施例1-4中工艺制备的熔模相对于实际图纸尺寸而言，差距更小，内径、外径、内宽相对于实际图纸尺寸的波动要更小些，即冷冻处理的熔模表面精度也更高，这取决于冷冻后，蜡模表面收缩，使得蜡模与型壳之间产生空隙，在冷冻状态下对型壳进行脱蜡，蜡模与型壳之间的空隙为蜡膨胀及熔化提供空间，同时，由于蜡模经过冷冻处理后，会结成晶膜，使得蜡模更为凝固，且型壳冷冻处理后硬度更大，使得各层型壳凝结，不易因蜡模脱蜡时膨胀炸裂，在冷冻后迅速进行蒸汽脱蜡，形成晶膜的蜡模在蒸汽作用下能够快速的整体脱离，避免脱蜡不完全，或者有较多残留，影响后续工序，甚至对熔模表面精度产生影响。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。当前第1页12