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CN105618677A - 一种环保铸造材料的制备方法 - Google Patents

一种环保铸造材料的制备方法 Download PDF

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CN105618677A CN201511008067.0A CN201511008067A CN105618677A CN 105618677 A CN105618677 A CN 105618677A CN 201511008067 A CN201511008067 A CN 201511008067A CN 105618677 A CN105618677 A CN 105618677A
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徐苹
陈衍玲
陈隽颖
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Qingdao Botai Meilian Chemical Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种环保铸造材料的制备方法,包括制蜡模,面层涂料制备,挂面砂,背层涂料制备,挂背砂,蒸汽脱蜡,焙烧等步骤,本发明采用细木屑、农作物秸秆纤维作为制壳材料,降低了耐火材料的使用量,既有利于环保,并采用合理的配比,在保证型壳强度的前提下增加了透气性,并采用多孔材料凹凸棒土,有利于排气,降低了铸件气孔缺陷,增加了成品率,同时使模壳降低了重量。

Description

一种环保铸造材料的制备方法
技术领域
本发明属于金属熔模精密铸造技术领域,尤其是涉及一种环保铸造材料的制备方法。
背景技术
模精密铸造是一种先进的铸造成形工艺,多用于实现复杂、薄壁、精密铸件成形,在精密首饰、航空发动机以及其他精密成型件方面具有巨大的优势,传统的熔模精密铸造工艺是用易熔的材料(如蜡料)制成可熔性模型(简称熔模),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模组,再从模组中熔失熔模从而获得中空的模壳,然后将模壳进行高温烧结,最后在其中浇注熔融的金属而得到的铸件的方法。目前在熔模精密铸造的生产过程中,多用陶瓷砂,铸造结束后打碎的模壳存在着型砂回收困难,对环境污染大的问题,因此,寻找一种高性能、环保的模壳制备方法非常有必要。
发明内容
基于以上技术问题,本发明公开了一种环保铸造材料的制备方法,可以高效的得到铸造模壳,并且采用环保材料,保护了环境与资源。
本发明完整的技术方案包括:
一种环保铸造材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)制备蜡模,根据所要得到铸件的形状制备相应的蜡模、浇注系统并粘结成蜡模组,一套浇注系统搭配四个铸件;
(2)面层涂料制备,将细刚玉粉、硅酸乙酯、细木屑、正丁醇、铝酸钴混合搅拌制得面层涂料,所述的细刚玉粉粒度为300目,细木屑粒度为240目,上述涂料组分的重量配比为:细刚玉粉:硅酸乙酯:细木屑:正丁醇:铝酸钴=1900:150:150:1.5:2;
(3)挂面砂:将所述蜡模组浸入面层涂料池中,随后取出,在旋转条件下向其表面吹风使其涂覆均匀,所述的吹风时间为30s-60s,优选为40s;随后在旋转条件下向其表面洒面砂,所述的面砂组分为氧化铝砂和细木屑,重量配比为氧化铝砂:细木屑=(10-15):1,氧化铝砂的粒度为80-100目,细木屑粒度为160-200目;将涂挂好面砂的蜡模组干燥12-18h,优选为15h;
(4)背层涂料制备,将凹凸棒土粉、莫来石粉、农作物秸秆纤维、硅酸乙酯水解液混合搅拌制得背层涂料,所述的凹凸棒土粉粒度为240目,莫来石粒度为240目,农作物秸秆纤维直径为2-3mm,硅酸乙酯水解液二氧化硅含量为20%,上述涂料组分的重量配比为:凹凸棒土粉:莫来石粉:农作物秸秆纤维:硅酸乙酯水解液=(350-500):(1800-2000):(50-120):(2-4);
(5)挂背砂,将步骤(3)中干燥后的蜡模组浸入背层涂料池中,随后取出,在旋转条件下向其表面吹风使其涂覆均匀,所述的吹风时间为40s-80s,优选为60s;随后在旋转条件下向其表面洒背砂,所述的背砂组分为莫来石粗粉和农作物秸秆纤维,重量配比为莫来石粗粉:农作物秸秆纤维=(10-15):1,莫来石粗粉的粒度为40-60目,农作物秸秆纤维直径为4-6mm;将涂挂好背砂的蜡模组干燥12-18h,优选为15h;
(6)重复步骤(4)和步骤(5)2-4次,直到模壳厚度达到6-10mm,优选为8mm,封浆后干燥;
(7)将步骤(6)封浆干燥后的模壳进行蒸汽脱蜡焙烧,随炉冷却,得到环保铸造材料。
本发明相对现有技术,采用细木屑、农作物秸秆纤维作为制壳材料,降低了耐火材料的使用量,既有利于环保,并采用合理的配比,在保证型壳强度的前提下增加了透气性,背层涂料中的凹凸棒土为多孔材料,有利于排气,降低了铸件气孔缺陷,增加了成品率,同时使模壳降低了重量,并且原料易得。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明。
实施例1:
一种环保铸造材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)制备蜡模,根据所要得到铸件的形状制备相应的蜡模、浇注系统、冒口,并粘结成蜡模组;
(2)面层涂料制备,采用硅酸乙酯作为粘结剂,将细刚玉粉、硅酸乙酯、细木屑、正丁醇、铝酸钴混合搅拌制得面层涂料,所述的细刚玉粉粒度为300目,细木屑粒度为240目,上述涂料组分的重量配比为:细刚玉粉:硅酸乙酯:细木屑:正丁醇:铝酸钴=1800:140:100:1:2;
(3)挂面砂:将所述蜡模组浸入面层涂料池中,随后取出,在旋转条件下向其表面吹风使其涂覆均匀,所述的吹风时间为30s;随后在旋转条件下向其表面洒面砂,所述的面砂为面砂组分为氧化铝砂和细木屑,重量配比为氧化铝砂:细木屑=10:1,氧化铝砂的粒度为80目,细木屑粒度为160目;将涂挂好面砂的蜡模组干燥12;
(4)背层涂料制备,将凹凸棒土粉、莫来石粉、农作物秸秆纤维、硅酸乙酯水解液混合搅拌制得背层涂料,所述的凹凸棒土粉粒度为240目,莫来石粒度为240目,农作物秸秆纤维直径为2-3mm,硅酸乙酯水解液二氧化硅含量为20%,上述涂料组分的重量配比为:凹凸棒土粉:莫来石粉:农作物秸秆纤维:硅酸乙酯水解液=350:1800:50:2;
(5)挂背砂,将步骤(3)中干燥后的蜡模组浸入背层涂料池中,随后取出,在旋转条件下向其表面吹风使其涂覆均匀,所述的吹风时间为40s-80s;随后在旋转条件下向其表面洒背砂,所述的背砂组分为莫来石粗粉和农作物秸秆纤维,重量配比为莫来石粗粉:农作物秸秆纤维=10:1,莫来石粗粉的粒度为40目,农作物秸秆纤维直径为4mm;将涂挂好背砂的蜡模组干燥12h;
(6)重复步骤(4)和步骤(5)2-4次,直到模壳厚度达到6mm,封浆后干燥;
(7)将步骤(6)封浆干燥后的模壳进行蒸汽脱蜡,脱蜡压力为0.4MPa,脱蜡时间为6min,送入高温电阻炉中,以2℃/min的升温速率升温至300℃,保温1.5h,随后以6℃/min的升温速率升温至750℃,保温1.5h,随后以2℃/min的升温速率升温至1100℃,保温4h,随炉冷却,得到环保铸造材料。
实施例2:
一种环保铸造材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)制备蜡模,根据所要得到铸件的形状制备相应的蜡模、浇注系统、冒口,并粘结成蜡模组;
(2)面层涂料制备,采用硅酸乙酯作为粘结剂,将细刚玉粉、硅酸乙酯、细木屑、正丁醇、铝酸钴混合搅拌制得面层涂料,所述的细刚玉粉粒度为300目,细木屑粒度为240目,上述涂料组分的重量配比为:细刚玉粉:硅酸乙酯:细木屑:正丁醇:铝酸钴=2000:160:200:2:5;
(3)挂面砂:将所述蜡模组浸入面层涂料池中,随后取出,在旋转条件下向其表面吹风使其涂覆均匀,所述的吹风时间为60s;随后在旋转条件下向其表面洒面砂,所述的面砂为面砂组分为氧化铝砂和细木屑,重量配比为氧化铝砂:细木屑=15:1,氧化铝砂的粒度为100目,细木屑粒度为200目;将涂挂好面砂的蜡模组干燥18h;
(4)背层涂料制备,将凹凸棒土粉、莫来石粉、农作物秸秆纤维、硅酸乙酯水解液混合搅拌制得背层涂料,所述的凹凸棒土粉粒度为240目,莫来石粒度为240目,农作物秸秆纤维直径为3mm,硅酸乙酯水解液二氧化硅含量为20%,上述涂料组分的重量配比为:凹凸棒土粉:莫来石粉:农作物秸秆纤维:硅酸乙酯水解液=500:2000:120:4;
(5)挂背砂,将步骤(3)中干燥后的蜡模组浸入背层涂料池中,随后取出,在旋转条件下向其表面吹风使其涂覆均匀,所述的吹风时间为80s;随后在旋转条件下向其表面洒背砂,所述的背砂组分为莫来石粗粉和农作物秸秆纤维,重量配比为莫来石粗粉:农作物秸秆纤维=15:1,莫来石粗粉的粒度为60目,农作物秸秆纤维直径为6mm;将涂挂好背砂的蜡模组干燥18h;
(6)重复步骤(4)和步骤(5)2-4次,直到模壳厚度达到10mm,封浆后干燥;
(7)将步骤(6)封浆干燥后的模壳进行蒸汽脱蜡,脱蜡压力为0.8MPa,脱蜡时间为8min,送入高温电阻炉中,以4℃/min的升温速率升温至450℃,保温1.5h,随后以10℃/min的升温速率升温至800℃,保温1.5h,随后以4℃/min的升温速率升温至1250℃,保温4h,随炉冷却,得到环保铸造材料。

Claims (1)

1.一种环保铸造材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)制备蜡模,根据所要得到铸件的形状制备相应的蜡模、浇注系统并粘结成蜡模组,一套浇注系统搭配四个铸件;
(2)面层涂料制备,将细刚玉粉、硅酸乙酯、细木屑、正丁醇、铝酸钴混合搅拌制得面层涂料,所述的细刚玉粉粒度为300目,细木屑粒度为240目,上述涂料组分的重量配比为:细刚玉粉:硅酸乙酯:细木屑:正丁醇:铝酸钴=1900:150:150:1.5:2;
(3)挂面砂:将所述蜡模组浸入面层涂料池中,随后取出,在旋转条件下向其表面吹风使其涂覆均匀,所述的吹风时间为30s-60s,优选为40s;随后在旋转条件下向其表面洒面砂,所述的面砂组分为氧化铝砂和细木屑,重量配比为氧化铝砂:细木屑=(10-15):1,氧化铝砂的粒度为80-100目,细木屑粒度为160-200目;将涂挂好面砂的蜡模组干燥12-18h,优选为15h;
(4)背层涂料制备,将凹凸棒土粉、莫来石粉、农作物秸秆纤维、硅酸乙酯水解液混合搅拌制得背层涂料,所述的凹凸棒土粉粒度为240目,莫来石粒度为240目,农作物秸秆纤维直径为2-3mm,硅酸乙酯水解液二氧化硅含量为20%,上述涂料组分的重量配比为:凹凸棒土粉:莫来石粉:农作物秸秆纤维:硅酸乙酯水解液=(350-500):(1800-2000):(50-120):(2-4);
(5)挂背砂,将步骤(3)中干燥后的蜡模组浸入背层涂料池中,随后取出,在旋转条件下向其表面吹风使其涂覆均匀,所述的吹风时间为40s-80s,优选为60s;随后在旋转条件下向其表面洒背砂,所述的背砂组分为莫来石粗粉和农作物秸秆纤维,重量配比为莫来石粗粉:农作物秸秆纤维=(10-15):1,莫来石粗粉的粒度为40-60目,农作物秸秆纤维直径为4-6mm;将涂挂好背砂的蜡模组干燥12-18h,优选为15h;
(6)重复步骤(4)和步骤(5)2-4次,直到模壳厚度达到6-10mm,优选为8mm,封浆后干燥;
(7)将步骤(6)封浆干燥后的模壳进行蒸汽脱蜡焙烧,随炉冷却,得到环保铸造材料。
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