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CN105618678A - 一种环保精铸模壳的制备方法 - Google Patents

一种环保精铸模壳的制备方法 Download PDF

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CN105618678A CN201511008170.5A CN201511008170A CN105618678A CN 105618678 A CN105618678 A CN 105618678A CN 201511008170 A CN201511008170 A CN 201511008170A CN 105618678 A CN105618678 A CN 105618678A
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mullite
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韩哲
徐苹
陈衍玲
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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精铸模壳的制备方法，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

一种环保精铸模壳的制备方法
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精铸模壳的制备方法。
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精铸模壳的制备方法，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：
一种环保精铸模壳的制备方法，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，将锆英粉、硅溶胶、细木屑、正辛醇、铝酸钴混合搅拌制得面层涂料，所述的锆英粉粒度为300目，细木屑粒度为240目，上述涂料组分的重量配比为：锆英粉：硅溶胶：细木屑：正辛醇：铝酸钴＝(1800-2000)：(140-160)：(100-200)：(1-2)：(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＝(10-15)：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，脱蜡压力为0.4MPa～0.8MPa，脱蜡时间为6min～8min，送入高温电阻炉中，以2-4℃/min的升温速率升温至300-450℃，保温1.5h，随后以6-10℃/min的升温速率升温至750-800℃，保温1.5h，随后以2-4℃/min的升温速率升温至1100-1250℃，保温4h，随炉冷却，得到环保精铸模壳。
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：
一种环保精铸模壳的制备方法，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，采用硅溶胶作为粘结剂，将锆英粉、硅溶胶、细木屑、正辛醇、铝酸钴混合搅拌制得面层涂料，所述的锆英粉粒度为300目，细木屑粒度为240目，上述涂料组分的重量配比为：锆英粉：硅溶胶：细木屑：正辛醇：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，得到环保精铸模壳。
实施例2：
一种环保精铸模壳的制备方法，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，采用硅溶胶作为粘结剂，将锆英粉、硅溶胶、细木屑、正辛醇、铝酸钴混合搅拌制得面层涂料，所述的锆英粉粒度为300目，细木屑粒度为240目，上述涂料组分的重量配比为：锆英粉：硅溶胶：细木屑：正辛醇：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，得到环保精铸模壳。

Claims (1)

1.一种环保精铸模壳的制备方法，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，将锆英粉、硅溶胶、细木屑、正辛醇、铝酸钴混合搅拌制得面层涂料，所述的锆英粉粒度为300目，细木屑粒度为240目，上述涂料组分的重量配比为：锆英粉：硅溶胶：细木屑：正辛醇：铝酸钴＝(1800-2000)：(140-160)：(100-200)：(1-2)：(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＝(10-15)：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，脱蜡压力为0.4MPa～0.8MPa，脱蜡时间为6min～8min，送入高温电阻炉中，以2-4℃/min的升温速率升温至300-450℃，保温1.5h，随后以6-10℃/min的升温速率升温至750-800℃，保温1.5h，随后以2-4℃/min的升温速率升温至1100-1250℃，保温4h，随炉冷却，得到环保精铸模壳。
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