专利名称：硬化剂内渗砂型铸造法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铸造工艺方法，尤其是一种借助砂型成形的金属铸造方法，属于金属铸造技术领域。
铸造是金属零件、尤其是金属零件毛坯的主要成形方法之一。砂型铸造和熔模铸造是最为常见的两种铸造方法。砂型铸造一般将硬质铸模置于砂箱之内，在其周围填实型砂，夯紧后设法取出铸模，形成型腔，最后在型腔中进行浇铸即可。这种铸造方法工艺简单，成本经济，但铸件表面粗糙，不适用于光洁度要求较高的工件铸造。熔模铸造通常以石蜡为模芯，形成型腔时需要在蜡模外表涂敷粘结剂，再粘上细砂粉，并浸蘸硬化剂，使之形成较为坚硬的模壳，接着熔化蜡模，形成型腔并烘干，最后完成浇铸。这种铸造方法虽然可以获得表面粗糙度较高的铸件，但需要多次涂敷，工序复杂，容易变形，成本较高，并且不适用于大而薄的铸件。
本发明的主要目的在于针对上述现有铸造方法存在的问题，提出一种工艺简单、成本经济，同时可以保证铸件表面光洁的硬化剂内渗砂型铸造法。
为了达到上述发明目的，本发明的硬化剂内渗砂型铸造法为用硬化剂冷冻制成模芯，在该模芯上涂敷粘结剂及细砂粉，并使之与模芯冻结在一起，将涂敷后冻结的模芯埋入砂箱，其周围用型砂填实夯紧，加温溶去用硬化剂冷冻制成的模芯，并烘干型砂中的型腔，最后进行浇铸。
由于本发明的铸造模芯用硬化剂冻制而成，整个铸造过程巧妙地将砂型铸造的型腔形成与熔模铸造的型腔内表面形成工艺有机结合在一起，在模芯溶化过程中使之自然渗入周围的涂敷层中，并与粘结剂发生化学反应，形成硬化层，因此既简化了工序、降低了成本，又能保证铸件表面光洁，并且无需添置设备，便于实施。
下面通过实施例对本发明作进一步具体说明。
实施例一的硬化剂内渗砂型铸造全过程为A．根据铸件图，制作中空的模型；B．在模型中注入约20％浓度的氯化铵溶液；C．冷冻至零下35℃，从模型中取出冻结成型的模芯；D．将若干模芯与浇道模组合；E．在组合模芯外表涂敷一层55％水玻璃与45％石英细粉混合物，温度控制在约
5℃；F．将涂敷后的模芯涂层冷冻至0℃以下，使内外冻为一体；G．将上工序的冻模埋入砂箱，用型砂填实夯紧；H．升温至0℃以上，待模芯溶化约15分钟后，引出多余的氯化铵溶液，形成型腔；I．将砂箱逐渐升温至900℃焙烧；J．在型腔中进行浇铸。
工序B中的氯化铵溶液浓度控制在4％-26％为宜，最佳为20％。浓度过高，溶化时的渗透性不好；浓度过低，溶化时难与粘结剂充分反应，都会影响铸件表面质量。实验证明，按照上述步骤铸造出的铸件表面光洁度完全可以达到现有熔模铸造的水准，而整个铸造过程却比现有熔模铸造简单、经济得多。因此，本发明的硬化剂内渗砂型铸造法有着广阔的应用前景。
实施例二的硬化剂内渗砂型铸造过程与实施例一基本相同，差异之处主要是由于所用硬化剂为氯化铝，温度等工艺控制参数略有调整，具体为A．根据铸件图，制作中空的模型；B．在模型中注入约16％浓度的氯化铝溶液；C．冷冻至零下22℃，从模型中取出冻结成型的模芯；D．将若干模芯与浇道模组合；E．在组合模芯外表涂敷一层51％水玻璃与49％石英细粉混合物，温度控制在约10℃；F．将涂敷后的模芯涂层冷冻至-2℃以下，使内外冻为一体；G．将上工序的冻模埋入砂箱，用型砂填实夯紧；H．升温至0℃以上，待模芯溶化约10分钟后，引出多余的氯化铵溶液，形成型腔；I．将砂箱逐渐升温至1000℃焙烧；J．在型腔中进行浇铸。
经实验，上述工序B中的氯化铝溶液浓度控制在2％-20％为宜，最佳为16％。浓度过高，溶化时的渗透性不好，型腔内表面易析出过多粉沫；浓度过低，溶化时反应时间长，易造成模壳强度不够，都会影响铸件表面质量。
实施例三与以上实施例的主要不同在于，所选硬化剂为18％的结晶氯化铝。此外，模芯表面先涂敷约52％水玻璃和约48％石英细粉的混合物，待冻结后再涂一层35-45％水玻璃、10-14％石英砂、15-20％石英细粉、15-25％耐火土的混合物。这样形成的硬化层更为坚实，适用于铸造形状较为复杂的大工件。实验证明，此二次涂层的理想配比为40％水玻璃、12％石英砂、18％石英细粉、20％耐火土。
权利要求
1．一种硬化剂内渗砂型铸造法，其特征在于用硬化剂冷冻制成模芯，在该模芯上涂敷粘结剂及细砂粉，并使之与模芯冻结在一起，将涂敷后冻结的模芯埋入砂箱，其周围用型砂填实夯紧，加温溶去用硬化剂冷冻制成的模芯，并烘干型砂中的型腔，最后进行浇铸。
2．根据权利要求1所述的硬化剂内渗砂型铸造法，其特征在于所述硬化剂为氯化铵溶液。
3．根据权利要求2所述的硬化剂内渗砂型铸造法，其特征在于所述氯化铵溶液的浓度为4％-26％。
4．根据权利要求1所述的硬化剂内渗砂型铸造法，其特征在于所述硬化剂为氯化铝溶液。
5．根据权利要求4所述的硬化剂内渗砂型铸造法，其特征在于所述氯化铝溶液的浓度为2％-20％。
6．根据权利要求1、2或4所述的硬化剂内渗砂型铸造法，其特征在于在所述模芯表面涂敷水玻璃和石英细粉的混合物并冻结后，再涂一层35-45％水玻璃、10-14％石英砂、15-20％石英细粉、15-25％耐火土的混合物。
全文摘要
本发明公开了一种硬化剂内渗砂型铸造法,该方法用硬化剂冷冻制成模芯,在该模芯上涂敷粘结剂及细砂粉,并使之与模芯冻结在一起,将涂敷后冻结的模芯埋入砂箱,其周围填实夯紧后加温溶去模芯,并烘干砂型,最后进行浇铸。实验证明,按本发明方法铸造出的铸件表面光洁度完全可以达到现有熔模铸造的水准,而整个铸造过程却既简单,又经济。由于本发明将砂型铸造的型腔形成与熔模铸造的型腔内表面形成工艺巧妙结合在一起,因此无需添置设备、便于实施,有着广阔的应用前景。
文档编号B22C9/04GK1214975SQ98111538
公开日1999年4月28日 申请日期1998年10月23日 优先权日1998年10月23日
发明者丁桂秋 申请人:丁桂秋