一种大型陶瓷型壳裂纹修补方法与流程

本发明涉及大型陶瓷型壳修补技术领域，特别涉及一种大型陶瓷型壳裂纹修补方法。

背景技术：

大型陶瓷型壳的制作一般需要较长时间，在制作、脱蜡、焙烧、运输周转过程中都会产生表面的缺陷，比如型壳在制壳过程中工艺参数不合理，导致型壳干燥过程中开裂；型壳脱蜡口设置不合理会造成型壳在脱蜡过程中涨裂；型壳焙烧工艺不正确，会在型壳厚薄不均匀处造成开裂；型壳运输周转过程中的磕碰，会造成型壳表面裂纹；由于试制过程中其他工艺参数不合理，也会导致型壳裂纹问题。如果将裂纹型壳报废将会严重影响到生产或试制进度，影响到任务的完成并造成较大经济损失。大型陶瓷型壳价值较高，尤其是处于研制期间制作的型壳，如果报废将影响到试制进度，重新制作型壳将导致与同期制作的型壳缺少可比性，不利于在同一生产条件下对比浇注铸件的质量。对于新品试验时制造的型壳，需要试验不同组合方案生产的铸件质量，一般一个组合方案只制作一个型壳，如果陶瓷型壳发生损坏，将导致后续的浇注及铸件的后处理不能继续进行，重新制作型壳将浪费额外的生产周期，将导致新品试验时间的严重延长。

对于大型陶瓷型壳微小的磕碰伤采用耐火泥进行表面修补就会使缺陷消除，对型壳产生的明显裂纹，比如将水从型壳内部倒入，水从裂纹处流出代表型壳裂纹已经贯穿型壳内外，这样的型壳必须进行修补，否则型壳在浇注中将在裂纹处发生跑火，导致铸件报废，现有的修复方法修复效果不好，在修复以后仍会存在浇注跑火的问题。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种大型陶瓷型壳裂纹修补方法，能够对型壳进行有效的修补，使型壳恢复到正常使用状态，有效提高型壳的制作合格率，降低生产成本。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种大型陶瓷型壳裂纹修补方法，包括如下步骤：

s1、修补准备，将型壳的开口部位包裹起来；将型壳裂纹及其四周的表面清理干净，并均匀涂抹粘结剂；将耐火粉料与粘结剂均匀搅拌形成耐火浆料；

s2、第一层修补，将耐火浆料均匀涂抹在型壳裂纹及其四周，在该层耐火浆料的表面覆盖耐火砂料，并吹干；

s3、第二层修补，在第一层修补完成后的表面均匀涂抹耐火浆料，在该层耐火浆料的表面覆盖耐火砂料，并吹干；

s4、第三层修补，在第二层修补完成后的表面均匀涂抹耐火浆料，在该层耐火浆料的表面铺设耐火纤维编织网，再均匀涂抹耐火浆料，再在该层耐火浆料的表面覆盖耐火砂料，并吹干；

s5、第四层修补，在第三层修补完成后的表面均匀涂抹耐火浆料，在该层耐火浆料的表面覆盖耐火砂料，并吹干；

s6、第五层修补，在第四层修补完成后的表面均匀涂抹耐火泥；

s7、制作封严层，在第五层修补完成后的表面均匀涂抹耐火浆料，并自干；

s8、打开型壳的开口部位，清理型壳内部，修补完成。

所述耐火浆料中粘结剂与耐火粉料的重量比为1：(1.5-2)，所述耐火浆料的密度为1.5-3g/cm³。

所述耐火粉料过250-320目筛，所述耐火粉料为莫来石、煤矸石、高岭土或者铝矾土，所述耐火砂料为莫来石砂、石英砂或者煤矸石砂，所述耐火泥中的耐火砂料过20-50目筛，所述耐火浆料表面覆盖的耐火砂料过30-60目筛。

所述耐火泥包括粘结剂、耐火粉料和耐火砂料，所述粘结剂、耐火粉料和耐火砂料的重量比为：1：(1.5-2.5)：(1-1.5)，所述耐火泥的涂抹厚度为10-20mm。

所述粘结剂为硅溶胶或硅酸乙脂。

所述型壳裂纹的四周为距型壳裂纹的四周轮廓50-100mm的范围内。

所述耐火纤维编织网的耐火度为1200-1300℃；耐火纤维编织网线直径为0.3-0.5mm；耐火纤维编织网网眼为正方形，其边长为5-20mm；耐火纤维编织网的边界轮廓到所述型壳裂纹的四周的距离为10-30mm，耐火纤维编织网的面积小于耐火浆料层的面积，用以使耐火纤维编织网能够完全封在所述第三层修补的耐火浆料层的内部。

本发明的有益效果：

1)本发明能够对产生裂纹的型壳表面进行有效的修补使型壳恢复到正常使用状态，能够完全避免型壳由于表面裂纹造成浇注跑火导致铸件报废，有效提高型壳的制作合格率，不会发生浇注跑火，保证型壳使用效果，保证产品的研制进度及生产任务的准时完成；

2)对产生裂纹的型壳进行修补后可以正常进行铸件的浇注，每件型壳修补后可以挽回经济损失几万元，可完全避免陶瓷型壳因修补造成铸件冶金缺陷增加的风险；

3)对型壳修补的中间层増加耐火纤维编织网，可提高型壳修补处的局部强度，完全避免型壳在使用过程中在修补处开裂跑火问题，保证型壳满足生产需求；

4)本发明的修补方法可用于不同尺寸带有裂纹的大型型壳，避免型壳重新投产导致交付周期延长；另外对在研铸件制作的大型型壳产生裂纹，采用该方法进行修复，保证试制进度，有利于在同一条件下对比不同方案浇注铸件的质量；

5)本发明的修补方法特别适用于镍基及钴基铸造高温合金铸件浇注用大型陶瓷型壳的修补；

6)本发明能够提高陶瓷型壳的利用率，降低陶瓷型壳生产成本，一般一个大型型壳的价格在十几万元，对产生裂纹的陶瓷型壳进行修补，可以用于铸件的正常生产，保证型壳的正常使用；

7)对于正常生产的型壳由于意外造成型壳裂纹，进行型壳的修补挽救，不会造成铸件的冶金缺陷的增加，可降低生产成本，减少工人的工作量，保证生产进度；

8)采用本方法进行陶瓷型壳的修补不会造成型壳内部夹杂物的增加，修补后的型壳可以保证与正常生产型壳同样使用，保证生产周期不受影响。

本发明的其他特征和优点将在下面的具体实施方式中部分予以详细说明。

附图说明

图1是本发明提供的大型陶瓷型壳裂纹修补方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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的一部分实施例，而不是全部的实施例。

为了解决现有技术存在的问题，如图1所示，本发明提供了一种大型陶瓷型壳裂纹修补方法，包括如下步骤：

s1、修补准备，将型壳的开口部位包裹起来；将型壳裂纹及其四周的表面清理干净，并均匀涂抹粘结剂；将耐火粉料与粘结剂均匀搅拌形成耐火浆料，耐火浆料中粘结剂与耐火粉料的重量比为1：(1.5-2)，所述耐火浆料的密度为1.5-3g/cm³。耐火粉料过250-320目筛，耐火粉料为莫来石、煤矸石、高岭土或者铝矾土，耐火砂料为莫来石砂、石英砂或者煤矸石砂，所述耐火泥中的耐火砂料过20-50目筛，所述耐火浆料表面覆盖的耐火砂料过30-60目筛。粘结剂为硅溶胶或硅酸乙脂。型壳裂纹的四周为距型壳裂纹的四周轮廓50-100mm的范围内。

将型壳裂纹的部位朝上放置，保证耐火浆料及耐火砂料能够更容易覆盖在型壳表面。将型壳的开口部位比如浇口杯、冒口、排气口等采用软塑料及胶带包裹起来，避免型壳在修补过程中耐火材料比如耐火砂料等落入型壳内腔，造成型壳浇注后夹杂物的增多，对铸件冶金质量造成影响。对型壳裂纹及其四周的表面用压缩空气清理干净，露出型壳裂纹及其四周的表面层，避免型壳裂纹及其四周附着杂物影响型壳修补质量，也就是说，对型壳待修补部位进行处理，可以避免型壳表面存在非型壳材料，保证修补层与原型壳的表面粘接牢固，避免修补层在干燥后与原型壳产生裂缝，造成修补失败。对型壳裂纹的修补一般采用与型壳同材质的耐火粉料和耐火砂料，或采用具有相近成分组成的耐火粉料和耐火砂料，保证型壳制造材料与修补材料具有相近的膨胀系数。用50-100mm宽毛刷将粘结剂均匀涂抹在型壳裂纹及其四周，将型壳裂纹及其四周表面润湿，保证后续修补过程中型壳裂纹及其四周的表面与修补层能够较好粘结。将粘结剂倒入250-320目的耐火粉料中形成耐火浆料，用搅拌工具将耐火粉料在粘结剂中搅拌均匀，避免存在未润湿的耐火粉料颗粒；将比重计放入耐火浆料中，使耐火浆料的密度达到1.5-3g/cm³。

s2、第一层修补，将耐火浆料均匀涂抹在型壳裂纹及其四周，在该层耐火浆料的表面覆盖耐火砂料，并吹干。

用毛刷将耐火浆料均匀涂抹在型壳裂纹及其四周，涂抹型壳裂纹四周的宽度范围应在型壳裂纹每侧50-100mm范围内，涂抹型壳裂纹四周的长度应在型壳裂纹每侧50-100mm范围内，每处应采用毛刷刷2-3次。涂抹完耐火浆料后，用30-60目的耐火砂料对型壳表面进行散砂，使耐火浆料表面完全覆盖耐火砂料。用工业电吹风或风扇对修补位置进行吹风，使修补位置的表面尽快干燥，优选的，采用电吹风应持续吹热风20-30min，使修补位置表面的耐火砂料牢固粘结在型壳表面。

涂制第一层修补层是使新修补的涂层与型壳原表面能够相互粘结，保证型壳裂纹后续修补的涂层能够牢固的与原型壳粘结成一体，保证型壳修补效果。采用粘结剂与耐火粉料混合成耐火浆料，用毛刷涂在型壳裂纹表面，可以将型壳裂纹封严，并保证耐火砂料能够粘结在型壳表面。

s3、第二层修补，在第一层修补完成后的表面均匀涂抹耐火浆料，在该耐火浆料的表面覆盖耐火砂料，并吹干。

重复步骤s2制作型壳的第二层修补层；采用电吹风进行型壳表面吹风，吹风时间达到40-60min，使型壳表面干燥。由于采用30-60目的耐火砂料进行第一层撒砂制壳，型壳增加的厚度很小，制作第二层可使型壳修补层的厚度进一步增加，使后续铺设的耐火纤维编织网离开原有型壳一定距离。

s4、第三层修补，在第二层修补完成后的表面均匀涂抹耐火浆料，在该耐火浆料的表面铺设耐火纤维编织网，再均匀涂抹耐火浆料，再在该耐火浆料的表面覆盖耐火砂料，并吹干。所述耐火纤维编织网的耐火度为1200-1300℃；耐火纤维编织网线直径为0.3-0.5mm；耐火纤维编织网网眼为正方形，其边长为5-20mm；耐火纤维编织网的边界轮廓到所述型壳裂纹的四周的距离为10-30mm，耐火纤维编织网的面积小于耐火浆料层的面积，用以使耐火纤维编织网能够完全封在所述第三层修补的耐火浆料层的内部。

按修补位置的大小裁剪一块形状一致耐火纤维编织网，将耐火纤维编织网贴在未完全干的型壳表面，用毛刷沾耐火浆料在耐火纤维编织网的外面再涂制一层耐火浆料，耐火纤维编织网的面积应小于型壳修补面积，确保耐火纤编织网能够完全封在修补型壳的内部，即将耐火纤维编织网封在耐火涂料中部，之后用30-60目的耐火砂料对型壳表面撒砂，将耐火浆料完全覆盖，最后用电吹风进行型壳表面干燥，干燥时间达到1h。

在第三层修补层涂完耐火浆料后，将型壳表面贴一层耐火纤维编织网，进一步提高修补层型壳的强度，并且避免修补层在干燥和高温预热过程中重新产生裂纹。由于耐火纤维编织网较薄，可以用耐火浆料的厚度将该网完全封闭在耐火浆料中。并且耐火纤维编织网可以实现整片网的区域均匀受力，可分散型壳修补层的应力，避免型壳产生直线方向的裂纹。

s5、第四层修补，在第三层修补完成后的表面均匀涂抹耐火浆料，在该耐火浆料的表面覆盖耐火砂料，并吹干。

重复步骤s2制作型壳第四层修补层，之后用电吹风进行型壳表面干燥，干燥时间达到1.5h。

s6、第五层修补，在第四层修补完成后的表面均匀涂抹耐火泥，耐火泥包括粘结剂、耐火粉料和耐火砂料，粘结剂、耐火粉料和耐火砂料的重量比为：1：(1.5-2.5)：(1-1.5)。

对型壳表面制作第五层修补层，将粘结剂、250-320目的耐火粉料和20-50目的耐火砂料和成泥状的耐火泥，将型壳表面涂抹一层10-20mm厚的耐火泥，之后用电吹风吹干2-4h，使型壳表面建立起强度。

涂制第五层修补层是进一步提高型壳修补层的厚度，由于前四层的厚度主要是撒砂的厚度，厚度较薄，第五层为直接采用耐火砂料和耐火粉料进行涂制，厚度较大，可保证型壳具有较高的强度。

s7、制作封严层，在第五层修补完成后的表面均匀涂抹耐火浆料，并自干。

用毛刷将耐火浆料均匀涂抹在第五层修补层的外面，将修补位置表面变成光滑表面。封严层为制作型壳的最外层，将修补的型壳表面恢复成正常型壳表面，保证整个型壳的表面一致性，使型壳表面光洁、无浮砂等杂物，提高型壳表面光洁度。将型壳自干超过24h之后，可以用水倒入型壳内部，如没有水从型壳原裂纹的部位渗出，说明型壳修补完毕并且合格。

s8、打开型壳的开口部位，清理型壳内部，修补完成。

去除型壳开口部位封堵的软塑料，用压缩空气对型壳内部进行清理，进一步去除型壳内部的杂物，这样处理后的型壳可以继续进行后续的浇注。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。