一种铜合金铸件熔模铸造工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及铸造技术领域，尤其涉及一种铜合金铸件熔模铸造工艺。
【背景技术】
[0002] 熔模铸造又称"失蜡铸造"，是一种古老的铸造方法，在我国发现最早的熔模铸件 是2400多年前的战国早期。从20世纪50年代开始，熔模铸造逐渐用于工业生产中，经过 几十年的发展，熔模铸造已成为我国机械制造业中的基础工艺，并形成一个独特的行业。熔 模铸造在航空、汽车、机床、船舶、内燃机、气轮机、电讯仪器、武器、医疗器械以及刀具等制 造工业中被广泛采用，同时也用于工艺美术品的制造。
[0003] 所谓熔模铸造工艺，简单说就是用易熔材料制成可熔性模型（简称熔模或模型， 在其上涂覆若干层特制的耐火涂料，经过干燥和硬化形成一个整体型壳后，再用蒸汽或热 水从型壳中熔掉模型，然后把型壳置于砂箱中，在其四周填充干砂造型，最后将铸型放入焙 烧炉中经过高温焙烧，铸型或型壳经焙烧后，于其中浇注熔融金属而得到铸件。
[0004] 由于熔模铸造的工艺过程复杂，影响铸件尺寸精度的因素较多，例如模料的收缩、 熔模的变形、型壳在加热和冷却过程中的线量变化、合金的收缩率以及在凝固过程中铸件 的变形等，所以熔模铸件的尺寸精度虽然较高，但其一致性仍需提高。压制熔模时，采用型 腔表面光洁度高的压型，因此，熔模的表面光洁度也比较高。此外，型壳由耐高温的特殊粘 结剂和耐火材料配制成的耐火涂料涂挂在熔模上而制成，与熔融金属直接接触的型腔内表 面光洁度高。所以，熔模铸件的表面光洁度比一般铸造件的高。近年来，小型复杂铸件越来 越多，铸造难度也越来越大，这使得这些小型铸件的出现裂纹倾向越来越严重。
【发明内容】
[0005] 本发明解决的技术问题在于提供一种铜合金铸件熔模铸造工艺，得到的铜合金铸 件强度高，韧性好，表面无裂缝。
[0006] 有鉴于此，本发明提供了一种铜合金铸件熔模铸造工艺，包括以下步骤：
[0007] 步骤a)将模料注入模具中，冷凝成型后得到蜡模，所述模料包括：25-40重量份氯 化石錯、15-30重量份费托錯、15-30重量份硬脂酸、5_10重量份松香甘油酯、5_10重量份微 晶蜡、5-8重量份聚丙烯蜡、2-5重量份聚异丁烯、2-4重量份聚氨酯弹性体、3-6重量份聚醛 树脂；
[0008] 步骤b)将所述蜡模置于涂料中浸渍，使涂料均匀覆盖于蜡模表面，然后撒砂加 固，干燥、硬化后得到型壳，所述涂料包括：方石英22-25重量份、电熔刚玉12-15重量份、碳 化硅2-3重量份、氮化硼5-8重量份、聚乙烯醇1-2重量份、羟甲基纤维素2-3重量份、去离 子水10-20重量份、表面活性剂0. 5-1重量份、正辛醇0. 5-1重量份；
[0009] 步骤c)将所述型壳进行蒸汽脱蜡，焙烧；
[0010] 步骤d)向焙烧后的型壳内浇注合金液，凝固、脱模后得到铸件。
[0011] 优选的，所述模料包括：25-35重量份氯化石蜡、18-30重量份费托蜡、22-30重量 份硬脂酸、5-9重量份松香甘油酯、6-10重量份微晶錯、5-8重量份聚丙稀錯、3-5重量份聚 异丁烯、2-4重量份聚氨酯弹性体、3-5重量份聚醛树脂。
[0012] 优选的，步骤a中，所述模料按照如下方法制备：步骤SI)将25-40重量份氯化石 錯、15-30重量份费托錯、15-30重量份硬脂酸、5-10重量份松香甘油酯、5-10重量份微晶 錯、5_8重量份聚丙稀錯、2_5重量份聚异丁稀、2_4重量份聚氨酯弹性体和3_6重量份聚酸 树脂熔融，搅拌均匀；
[0013] 步骤S2)利用100-120目筛过滤步骤Sl得到的熔融的模料；
[0014] 步骤S3)将过滤后的模料浇成锭块，研磨后得到蜡粉；
[0015] 步骤S4)将所述蜡粉熔融后调成糊状模料。
[0016] 优选的，所述步骤a具体为：将模料倒入保温桶内，密封，注入空气进行压注，压注 温度为55-65°C，压注压力为1. 2-1. 8大气压；将模料注入压型内，冷凝成型后得到蜡模，保 压温度为20-25°C，保压时间为1-2分钟，所述模料包括：25-40重量份氯化石蜡、15-30重 量份费托錯、15-30重量份硬脂酸、5-10重量份松香甘油酯、5-10重量份微晶錯、5-8重量份 聚丙烯蜡、2-5重量份聚异丁烯、2-4重量份聚氨酯弹性体、3-6重量份聚醛树脂。
[0017] 优选的，步骤b中，所述涂料按照如下方法制备：将22-25重量份方石英、12-15重 量份电恪刚玉、2-3重量份碳化娃、5-8重量份氮化硼、1-2重量份聚乙稀醇、2-3重量份轻甲 基纤维素、10-20去离子水重量份、0. 5-1重量份表面活性剂和0. 5-1重量份正辛醇混合，搅 拌30-50分钟后得到涂料。
[0018] 优选的，步骤b中，所述干燥、硬化步骤具体为：将撒砂加固后的蜡模干燥和硬化， 然后涂挂下一层，再次进行干燥硬化，如此循环至厚度为2厘米。
[0019] 优选的，步骤c)中，焙烧步骤具体为：将蒸汽脱蜡后的型壳快速升温至 860-920°C，保温2-4小时，冷却。
[0020] 优选的，所述合金液包括：
[0021]
[0022] 余量为锌和不可避免的杂质。
[0023] 优选的，所述合金液按照如下方法熔炼：将铜锭加热，待铜锭溶化后加入铝和钛， 然后加入铁和锰，最后加入钪、钐、钴、碲和硅，在1350-1380°C下熔炼，得到合金液。
[0024] 优选的，步骤d中，饶注温度为1320-1340°C。
[0025] 本发明提供了一种铜合金铸件熔模铸造工艺，与现有技术相比，本发明以氯化石 錯、费托錯、硬脂酸、松香甘油酯、微晶錯、聚丙烯錯、聚异丁稀、聚氨酯弹性体和聚醛树脂为 模料，聚异丁烯、聚氨酯弹性体、聚醛树脂穿插在氯化石蜡、费托蜡、微晶蜡、聚丙烯蜡以及 硬脂酸中，形成的结构具有很好的强度、热稳定性。另一方面，对于本发明采用的涂料，方石 英具有完全的化学惰性，在极高温的温度下也不会裂解，电熔刚玉具有高熔点、结构致密、 导热性好等优点，而且热膨胀率小且均匀；氮化硼的摩擦系数很低、高温稳定性很好、耐热 震性很好、强度很高、导热系数很高、膨胀系数较低。因此，本发明提供的铜合金铸件熔模铸 造工艺得到的铜合金铸件强度高，韧性好，表面无裂缝，产品质量可靠。
【具体实施方式】
[0026] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是 应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的 限制。
[0027] 本发明实施例公开了一种铜合金铸件熔模铸造工艺，包括以下步骤：步骤a)将模 料注入模具中，冷凝成型后得到蜡模，所述模料包括：25-40重量份氯化石蜡、15-30重量份 费托錯、15-30重量份硬脂酸、5-10重量份松香甘油酯、5-10重量份微晶錯、5-8重量份聚丙 烯蜡、2-5重量份聚异丁烯、2-4重量份聚氨酯弹性体、3-6重量份聚醛树脂；步骤b)将所述 蜡模置于涂料中浸渍，使涂料均匀覆盖于蜡模表面，然后撒砂加固，干燥、硬化后得到型壳， 所述涂料包括：方石英22-25重量份、电恪刚玉12-15重量份、碳化娃2-3重量份、氮化硼 5-8重量份、聚乙烯醇1-2重量份、羟甲基纤维素2-3重量份、去离子水10-20重量份、表面 活性剂〇. 5-1重量份、正辛醇0. 5-1重量份；步骤c)将所述型壳进行蒸汽脱蜡，焙烧；步骤 d)向焙烧后的型壳内浇注合金液，凝固、脱模后得到铸件。
[0028] 作为优选方案，本发明采用VMCL600立式加工中心床身型数控铣床设置模具，如 汽车配件铸件的一些精密零件。
[0029] 作为优选方案，所述步骤a具体为：将模料倒入保温桶内，密封，注入空气进行压 注，压注温度为55_65°C，压注压力为1. 2-1. 8大气压；将模料注入压型内，冷凝成型后得到 蜡模，保压温度为20-25°C，，保压时间为1-2分钟，所述模料包括：25-40重量份氯化石蜡、 15-30重量份费托錯、15-30重量份硬脂酸、5-10重量份松香甘油酯、5-10重量份微晶錯、 5-8重量份聚丙烯蜡、2-5重量份聚异丁烯、2-4重量份聚氨酯弹性体、3-6重量份聚醛树脂。 作为优选方案，蜡模取出后立即放到专用的定型工装内冷却，防止蜡模变形，将蜡模进行组 焊。
[0030] 所述模料优选包括：25-35重量份氯化石蜡、18-30重量份费托蜡、22-30重量份硬 脂酸、5-9重量份松香甘油酯、6-10重量份微晶錯、5-8重量份聚丙稀錯、3-5重量份聚异丁 烯、2-4重量