专利名称：熔模铸造铸型材料及铸型成形方法
技术领域：
本发明属于金属铸造领域。适用于各种金属的铸造，特别适用于高熔点金属及金、银首饰等的精密铸造。
诸如金、银、铂等金属首饰及其它金属工艺美术品之类装饰品的制做，常常采用精密铸造工业，要求铸坯不但具有对艺术造型的良好复印性，而且要求铸后清砂容易，铸件表面质量光洁。为此，铸型材料不但要具有一定的机械强度，而且还要有良好的浇注成型性，溃散性和抗裂性等。
目前，现有技术中熔模铸造主要还是采用多层型壳铸型，也有少量熔模石膏型铸造。
公开号为CN1049619A的中国专利申请，提供了一种石膏型转动铸造铝合金模具工艺。该制造工艺中，所采用的铸坯为石膏型，其具体的化学成分为α半水石膏34-53.5％，石英粉35-45％，滑石粉1-5％，碳酸钙0.5-1％，有机物10-15％，加水重量为上述材料总重的45-55％。该石膏型铸型粉只适用于铸造铝合金模具，并不能适于高熔点金属及金、银首饰等贵金属的熔模石膏型精铸。因为该石膏型铸型在高温焙烧(600-750℃)后，收缩性大，且容易产生内裂纹。另外铸件清砂困难，即溃散性差。
本发明的目的在于提供一种能适用于造型复杂的诸如高熔点金属和金、银首饰等贵金属精密铸造的熔模铸造铸型材料及铸型成形工艺。
针对上述目的，本发明铸型材料以耐火材料为主体，并配与可熔性无机物或有机物；其铸型成型工艺除采用一般铸造工艺外，对浆料进行振动抽真空除气，然后把浆料灌注到专用的模箱中，对灌注浆料后的模箱再进行振动抽真空除气，提高铸件质量。
具体的技术方案如下本发明熔模铸造铸型材料的具体化学成分(重量％)为耐火材料50-80％，可熔性无机物或有机物1-5％，水19-45％。
其中耐火材料为Al2O3、SiO2、MgO、莫来石、SiC、SiN中任一种以上。
可溶性无机物为氢氧化钡、氯化钠、磷酸钠、磷酸氢钙、磷酸铝、碳酸钾、碳酸钠、铝酸钠、硫酸镁中任一种以上。
可溶性有机物为聚乙烯醇、淀粉、糊精、纤维素、海藻酸盐中任一种以上。
耐火材料的粒度≤200μm。
为在上述化学成分中，耐火材料是铸型结构的基础，它使铸型具有足够的常温和高温强度，在高温下不变形，并有良好的透气性、热振稳定性、热化学稳定性和脱壳性等特性，确保铸型质量优异和具有良好的铸造工艺性能。
可溶性有机物或无机物使铸型具有适当的综合强度及型腔表面光洁；同时使铸型还具有足够的硬度，使之能抗冲刷；另外，使铸型在铸造时不产生有害气体；铸后铸型能遇水溃散，易清除，而且溃散后，铸型材料能用简易方法回收、再用。
本发明熔模铸造铸型成形方法包括如下工艺步骤(1)配料首先按本发明所述熔模铸造铸型材料的化学成分范围进行配料。
(2)打浆将配好的原料放入专用容器，然后进行手工或机械打浆，即将原料充分混合、互溶均匀，成为具有一定流动性的浆料。
(3)浆料振动抽真空除气将配制好的浆料放入和可抽真空的振动装置中，在振动条件下，抽真空除气，将浆料中的气体清除，提高铸型质量。其振动频率为1-50次/秒，振动装置内的真空度为0.03-0.1MPa，振动时间为5-15分钟；(4)灌注模箱将经振动和真空除气的浆料灌注入事先按需要所准备的模箱中。
(5)模箱振动抽真空除气将已注入浆料的模箱放入可抽真空的振动装置中，对模箱进行振动和真空除气，一是使模箱中的浆料更密实，一是继续清除浆料中的气体，特别是消除在灌注过程中带入的气体。其振动频率为1-50次/秒，振动装置内真空度为0.03-0.1MP，振动时间为2-7分钟。
(6)浆料固化带浆料的模箱经振动和真空除气后，在室温下进行浆料固化，固化时间为0.5-8小时。
固化后，铸型即可使用。铸型浇注金属后，可水浸(溶)爆砂脱壳。
本发明与现有技术相比，具有如下优点(1)由于本发明所述的铸型在生产过程中，其浆料和灌注浆料的模箱都在振动条件下进行真空除气，基本去除了浆料和铸型中的气体，这样就可以消除由于铸型气体所造成的铸件中的金属瘤及气孔缺陷，大大提高铸件质量。
(2)能够既经济又方便地实现高熔点金属等复杂形状铸件的生产。
(3)铸后易于清除铸型材料，无污染。
(4)铸型材料可以回收，并可重复使用，大大降低了铸件的成本。
实施例根据本发明所述的熔模铸造铸型材料及铸型成形方法，制备了四批铸型。首先根据铸型材料的化学成分，配备了四批铸型材料，四批铸型材料的具体化学成分如表1所示。配料后，分批进行机械打浆，然后分批对四批浆料进行振动和真空除气，接着将四批浆料分批灌注入四种模箱，并对模箱进行振动和真空除气。浆料以及灌注浆料的模箱的振动和真空除气参数如表2所示。随后进行固化，固化参数也列入表2。
对四批固化后的铸型进行了常温和高温抗折强度试验，试验结果列入表3。另外，利用四批铸型进行了四种金属零部件的浇注，并对铸件进行了质量检验。检验结果，铸件质量良好。
表1实施例铸型材料的化学成分(重量％)
表2实施例浆料及模箱振动和真空除气参数
表3实施例所得铸型的常温、高温强度以及铸型中所浇注的金属及铸件种类
权利要求
1.一种熔模铸造铸型材料，其特征在于化学成分(重量％)为耐火骨料50-80％，可溶性无机物或有机物1-5％，水19-45％。
2.根据权利要求1所述的铸型材料，其特征在于耐火材料为Al2O3、SiO2、MgO、莫来石、SiC、SiN中任一种以上。
3.根据权利要求1所述的铸型材料，其特征在于无机物为氢氧化钡、氯化钠、磷酸钠、磷酸氢钙、磷酸铝、碳酸钾、碳酸钠、铝酸钠、硫酸镁中任一种以上。
4.根据权利要求1所述的铸型材料，其特征在于有机物为聚乙烯醇、淀粉、糊精、纤维素、海藻酸盐中任一种以上。
5.根据权利要求1或2所述的材料，其特征在于耐火骨料的粒度为≤200μm。
6.一种熔模铸造铸型成形方法，包括配料、打浆、灌注模箱和浆料固化，其特征在于该方法还包括(1)浆料振动抽真空除气配料经打浆后，浆料放入可抽真空的振动装置中，在振动条件下抽真空除气，其振动频率为1-50次/秒，振动装置内真空度为0.03-0.1MPa，振动时间为5-15分钟；(2)模箱振动抽真空除气将经振动并真空除气的浆料灌注入事先按需要所准备的模箱中，接着将模箱放入可抽真空的振动装置中，对模箱进行振动和抽真空除气，振动频率为1-50次/秒，振动装置内真空度为0.03-0.1MPa，振动时间为2-7分钟；
全文摘要
本发明属于金属铸造领域。本发明熔模铸造铸型材料的化学成分(重量%)为:耐火材料50—80%,可溶性无机物或有机物1—5%,水19—45%。所述的熔模铸型的成形方法包括配料、打浆、浆料振动抽真空除气,之后浆料灌注模箱,带浆料的模箱再振动抽真空除气,最后浆料固化。采用本发明可消除铸型中的气体,提高铸件质量,可浇注高熔点金属等及贵金属铸件,且无污染。
文档编号B22C1/00GK1223913SQ99100268
公开日1999年7月28日 申请日期1999年1月27日 优先权日1999年1月27日
发明者苏凯蒂, 康国保 申请人:苏凯蒂