專利名稱：一種防止塌箱的消失模鑄造工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及鑄造領域，特別涉及消失模鑄造技術領域。
背景技術：
消失模鑄造(又稱實型鑄造)是將與鑄件尺寸形狀相似的泡沫模型粘結組合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振動造型，在負壓下澆注，使模型氣化，液體金屬占據模型位置，凝固冷卻后形成鑄件的鑄造方法。與傳統鑄造技術相比，消失模鑄造、有如下優點1)鑄件質量好，成本低；2)尺寸精度高，表面光潔，減少清理工作量；3)內部缺陷少，組織致密；4)可實現大規模、大批量生產，可以大大改善作業環境、降低勞動強度、減少能源消耗。 雖然消失模鑄造工藝有上述優點，目前得到較快發展，但消失模鑄造工藝中最擔心的塌箱現象還是經常出現，特別是那些模型腔體復雜，型芯狹窄的模型，通過震動造型，很難將沙子充滿型芯，或者即使勉強充滿也不緊實，造成在澆注過程中，隨著泡沫塑料模型氣化消失，該部分型芯失去支撐，產生塌陷，造成整個產品報廢,損失很大。
發明內容
針對現有技術的缺陷，為了能使泡沫模型的內部復雜、狹窄的腔體得到很好的涂料涂掛，增加強度，減少該部分在澆鑄時產生塌陷，本發明提供了一種防止塌箱的消失模鑄造工藝。為了實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下一種防止塌箱的消失模鑄造工藝，其特征在于，包含以下步驟I)將與鑄件尺寸形狀相似的泡沫模型粘結組合成模型簇；2)制備消失模鑄造專用涂料；a)將涂料組分裝入球磨機；b)混合攪拌均勻即得；3)在泡沫模型上刷涂上述涂料并烘干；4)用自硬呋喃樹脂沙對烘干后的所述模型的模型芯進行預填砂；5)經過預填砂的模型，再埋入石英砂中震動造型；6)在負壓下向所述模型澆注鐵水，使所述模型氣化，液體金屬占據所述模型位置，凝固冷卻后形成鑄件；7 )釋放真空后，冷卻后取出所述鑄件。進一步的步驟2)中制備消失模鑄造專用涂料的各組分的配比為鋁礬土 30 40重量份，鱗片狀石墨粉20 30重量份，粘結劑6. 3 8. 5重量份，鈉基膨潤土 2重量份，懸浮劑4 6重量份，亞甲基雙荼磺酸鈉O. 5重量份，表面活性劑O. 5重量份、水20 30重量份。所述表面活性劑為0P-21、石油磺酸鹽、石油苯的一種或幾種。
在本發明的一個實施例中，步驟2)中制備消失模鑄造專用涂料的各組分的配比為鋁礬土 30重量份，鱗片狀石墨粉30重量份，粘結劑8. 5重量份，鈉基膨潤土 2重量份，懸浮劑6重量份，亞甲基雙荼磺酸鈉O. 5重量份，表面活性劑O. 5重量份、水24. 5重量份；所述粘結劑為質量比為8. 5:1的水玻璃與硫酸鋁的組合物；所述懸浮劑為膨潤土粉與羥甲基纖維素鈉水溶液的質量比為1:2 ；所述表面活性劑為0P-21。在本發明的另一實施例中，步驟2)中制備消失模鑄造專用涂料的各組分的配比為鋁礬土 40重量份，鱗片狀石墨粉20重量份，粘結劑8. 5重量份，鈉基膨潤土 2重量份，懸浮劑6重量份，亞甲基雙荼磺酸鈉O. 5重量份，表面活性劑O. 5重量份、水22. 5重量份；所述粘結劑為質量比為8:1的水玻璃與硫酸鋁的組合物；·所述懸浮劑為膨潤土粉與羥甲基纖維素鈉水溶液的質量比為2:3 ；所述表面活性劑為石油磺酸鹽。在本發明的另一實施例中，步驟2)中制備消失模鑄造專用涂料的各組分的配比為鋁礬土 35重量份，鱗片狀石墨粉25重量份，粘結劑6. 3重量份，鈉基膨潤土 2重量份，懸浮劑4重量份，亞甲基雙荼磺酸鈉O. 5重量份，表面活性劑O. 5重量份、水26. 7重量份；所述粘結劑為質量比為9:1的水玻璃與硫酸鋁的組合物；所述懸浮劑為膨潤土粉與羥甲基纖維素鈉水溶液的質量比為1:3 ；所述表面活性劑為石油苯。在本發明的另一實施例中，步驟2)中制備消失模鑄造專用涂料的各組分的配比為鋁礬土 30重量份，鱗片狀石墨粉25重量份，粘結劑7重量份，鈉基膨潤土 2重量份，懸浮劑5重量份，亞甲基雙荼磺酸鈉O. 5重量份，表面活性劑O. 5重量份、水30重量份；所述粘結劑為質量比為8. 5:1的水玻璃與硫酸鋁的組合物；所述懸浮劑為膨潤土粉與羥甲基纖維素鈉水溶液的質量比為1:3 ；所述表面活性劑為質量比為1:2的0P-21和石油苯的組合物。在本發明的另一實施例中，步驟2)中制備消失模鑄造專用涂料的各組分的配比為鋁礬土 35重量份，鱗片狀石墨粉30重量份，粘結劑7重量份，鈉基膨潤土 2重量份，懸浮劑5重量份，亞甲基雙荼磺酸鈉O. 5重量份，表面活性劑O. 5重量份、水20重量份；所述粘結劑為質量比為8. 5:1的水玻璃與硫酸鋁的組合物；所述懸浮劑為膨潤土粉與羥甲基纖維素鈉水溶液的質量比為2:3 ；所述表面活性劑為質量比為1:1:1的0P-21、石油磺酸鹽、石油苯的組合物。所述涂料因具有很高的流平性、觸變性等性能，從而實現了涂料較好的觸變懸浮效果，涂掛效果好；高溫條件下的粘結性能好，使其在高溫澆注過程中能經受高溫鐵水澆注時的沖刷，強度高，涂層始終保持完整性，從另一方面減少了塌箱風險。鑄件腔內的樹脂砂可通過再生處理，很好地降低了成本。并且采用本方法，塌箱現象大為減少，鑄造成品率得到很大提高，進一步推動消失模鑄造工藝的適用范圍。
具體實施例方式為了使本發明目的、技術方案及優點更加清楚明白，下面結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。實施例II)將與鑄件尺寸形狀相似的泡沫模 型粘結組合成模型簇；2)將涂料組分按以下配比裝入球磨機并混合攪拌均勻200-250目的鋁礬土 30 40重量份，150-200目的鱗片狀石墨粉20 30重量份，粘結劑6. 3 8. 5重量份，鈉基膨潤土 2重量份，懸浮劑4 6重量份，亞甲基雙荼磺酸鈉O. 5重量份，表面活性劑O. 5重量份、水20 30重量份；所述表面活性劑為0P-21、石油磺酸鹽、石油苯的一種或幾種。3)在泡沫模型上刷涂上述涂料并烘干；4)用自硬呋喃樹脂沙對烘干后的所述模型的模型芯進行預填砂；5)經過預填砂的模型，再埋入石英砂中震動造型；6)在負壓下向所述模型澆注鐵水，使所述模型氣化，液體金屬占據所述模型位置，凝固冷卻后形成鑄件； 7 )釋放真空后，冷卻后取出所述鑄件。實施例2I)將與鑄件尺寸形狀相似的泡沫模型粘結組合成模型簇；2)將涂料組分按以下配比裝入球磨機并混合攪拌均勻200-250目的鋁礬土 30重量份，150-200目的鱗片狀石墨粉30重量份，粘結劑8. 5重量份，鈉基膨潤土 2重量份，懸浮劑6重量份，亞甲基雙荼磺酸鈉O. 5重量份，表面活性劑O. 5重量份、水24. 5重量份；所述粘結劑為質量比為8. 5:1的水玻璃與硫酸鋁的組合物；所述懸浮劑為膨潤土粉與羥甲基纖維素鈉水溶液的質量比為1:2 ；所述表面活性劑為0P-21。3)在泡沫模型上刷涂上述涂料并烘干；4)用自硬呋喃樹脂沙對烘干后的所述模型的模型芯進行預填砂；5)經過預填砂的模型，再埋入石英砂中震動造型；6)在負壓下向所述模型澆注鐵水，使所述模型氣化，液體金屬占據所述模型位置，凝固冷卻后形成鑄件；7)釋放真空后，冷卻后取出所述鑄件。實施例3I)將與鑄件尺寸形狀相似的泡沫模型粘結組合成模型簇；2)將涂料組分按以下配比裝入球磨機并混合攪拌均勻200-250目的鋁礬土 40重量份，150-200目的鱗片狀石墨粉20重量份，粘結劑8. 5重量份，鈉基膨潤土 2重量份，懸浮劑6重量份，亞甲基雙荼磺酸鈉O. 5重量份，表面活性劑O. 5重量份、水22. 5重量份；所述粘結劑為質量比為8:1的水玻璃與硫酸鋁的組合物；所述懸浮劑為膨潤土粉與羥甲基纖維素鈉水溶液的質量比為2:3 ；所述表面活性劑為石油磺酸鹽。3)在泡沫模型上刷涂上述涂料并烘干；
4)用自硬呋喃樹脂沙對烘干后的所述模型的模型芯進行預填砂；5)經過預填砂的模型，再埋入石英砂中震動造型；6)在負壓下向所述模型澆注鐵水，使所述模型氣化，液體金屬占據所述模型位置，凝固冷卻后形成鑄件；7)釋放真空后，冷卻后取出所述鑄件。實施例4I)將與鑄件尺寸形狀相似的泡沫模型粘結組合成模型簇；
·
2)將涂料組分按以下配比裝入球磨機并混合攪拌均勻200-250目的鋁礬土 35重量份，150-200目的鱗片狀石墨粉25重量份，粘結劑6. 3重量份，鈉基膨潤土 2重量份，懸浮劑4重量份，亞甲基雙荼磺酸鈉O. 5重量份，表面活性劑O. 5重量份、水26. 7重量份；所述粘結劑為質量比為9:1的水玻璃與硫酸鋁的組合物；所述懸浮劑為膨潤土粉與羥甲基纖維素鈉水溶液的質量比為1:3 ；所述表面活性劑為石油苯。3)在泡沫模型上刷涂上述涂料并烘干；4)用自硬呋喃樹脂沙對烘干后的所述模型的模型芯進行預填砂；5)經過預填砂的模型，再埋入石英砂中震動造型；6)在負壓下向所述模型澆注鐵水，使所述模型氣化，液體金屬占據所述模型位置，凝固冷卻后形成鑄件；7)釋放真空后，冷卻后取出所述鑄件。實施例5I)將與鑄件尺寸形狀相似的泡沫模型粘結組合成模型簇；2)將涂料組分按以下配比裝入球磨機并混合攪拌均勻200-250目的鋁礬土 30重量份，150-200目的鱗片狀石墨粉25重量份，粘結劑7重量份，鈉基膨潤土 2重量份，懸浮劑5重量份，亞甲基雙荼磺酸鈉O. 5重量份，表面活性劑O. 5重量份、水30重量份；所述粘結劑為質量比為8. 5:1的水玻璃與硫酸鋁的組合物；所述懸浮劑為膨潤土粉與羥甲基纖維素鈉水溶液的質量比為1:3 ；所述表面活性劑為質量比為1:2的0P-21和石油苯的組合物。3)在泡沫模型上刷涂上述涂料并烘干；4)用自硬呋喃樹脂沙對烘干后的所述模型的模型芯進行預填砂；5)經過預填砂的模型，再埋入石英砂中震動造型；6)在負壓下向所述模型澆注鐵水，使所述模型氣化，液體金屬占據所述模型位置，凝固冷卻后形成鑄件；7)釋放真空后，冷卻后取出所述鑄件。實施例6I)將與鑄件尺寸形狀相似的泡沫模型粘結組合成模型簇；2)將涂料組分按以下配比裝入球磨機并混合攪拌均勻200-250目的鋁礬土 35重量份，150-200目的鱗片狀石墨粉30重量份，粘結劑7重量份，鈉基膨潤土 2重量份，懸浮劑5重量份，亞甲基雙荼磺酸鈉O. 5重量份，表面活性劑
O.5重量份、水20重量份；所述粘結劑為質量比為8. 5:1的水玻璃與硫酸鋁的組合物；所述懸浮劑為膨潤土粉與羥甲基纖維素鈉水溶液的質量比為2:3 ；所述表面活性劑為質量比為1:1:1的0P-21、石油磺酸鹽、石油苯的組合物。3)在泡沫模型上刷涂上述涂料并烘干；4)用自硬呋喃樹脂沙對烘干后的所述模型的模型芯進行預填砂；
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5)經過預填砂的模型，再埋入石英砂中震動造型；6)在負壓下向所述模型澆注鐵水，使所述模型氣化，液體金屬占據所述模型位置，凝固冷卻后形成鑄件；7)釋放真空后，冷卻后取出所述鑄件。經測試，上述方法制備得到的消失模涂料放置72小時后的懸浮率大于96重量份，涂料的透氣性O. 89，粘度值30s，觸變性45。涂料的涂刷指數、滴淌量和滴淌時間分別為3.0,0. 3g、6s。涂刷3層，厚度約I. 5mm的情況下，涂層低溫強度高于850g。經過1200度培燒后，涂層高溫強度高于680g。涂層的低溫透氣性15重量份、高溫透氣性25重量份。以上所述僅為本發明的較佳實施例，并非用來限定本發明的實施范圍；如果不脫離本發明的精神和范圍，對本發明進行修改或者等同替換，均應涵蓋在本發明權利要求的保護范圍當中。
權利要求
1.一種防止塌箱的消失模鑄造工藝，其特征在于，包含以下步驟 1)將與鑄件尺寸形狀相似的泡沫模型粘結組合成模型簇； 2)制備消失模鑄造專用涂料； a)將涂料組分裝入球磨機； b)混合攪拌均勻即得； 3)在泡沫模型上刷涂上述涂料并烘干； 4)用自硬呋喃樹脂沙對烘干后的所述模型的模型芯進行預填砂； 5)經過預填砂的模型，再埋入石英砂中震動造型； 6)在負壓下向所述模型澆注鐵水，使所述模型氣化，液體金屬占據所述模型位置，凝固冷卻后形成鑄件； 7)釋放真空后，冷卻后取出所述鑄件。
2.如權利要求I所述的防止塌箱的消失模鑄造工藝，其特征在于，步驟2)中制備消失模鑄造專用涂料的各組分的配比為 鋁礬土 30 40重量份，鱗片狀石墨粉20 30重量份，粘結劑6. 3 8. 5重量份，鈉基膨潤土 2重量份，懸浮劑4 6重量份，亞甲基雙荼磺酸鈉O. 5重量份，表面活性劑O. 5重量份、水20 30重量份； 所述表面活性劑為OP-21、石油磺酸鹽、石油苯中的一種或幾種。
3.如權利要求2所述的防止塌箱的消失模鑄造工藝，其特征在于，步驟2)中制備消失模鑄造專用涂料的各組分的配比為 鋁礬土 30重量份，鱗片狀石墨粉30重量份，粘結劑8. 5重量份，鈉基膨潤土 2重量份，懸浮劑6重量份，亞甲基雙荼磺酸鈉O. 5重量份，表面活性劑O. 5重量份、水24. 5重量份；所述粘結劑為質量比為8. 5:1的水玻璃與硫酸鋁的組合物； 所述懸浮劑為膨潤土粉與羥甲基纖維素鈉水溶液的質量比為1:2 ； 所述表面活性劑為OP-21。
4.如權利要求2所述的防止塌箱的消失模鑄造工藝，其特征在于，步驟2)中制備消失模鑄造專用涂料的各組分的配比為 鋁礬土 40重量份，鱗片狀石墨粉20重量份，粘結劑8. 5重量份，鈉基膨潤土 2重量份，懸浮劑6重量份，亞甲基雙荼磺酸鈉O. 5重量份，表面活性劑O. 5重量份、水22. 5重量份；所述粘結劑為質量比為8:1的水玻璃與硫酸鋁的組合物； 所述懸浮劑為膨潤土粉與羥甲基纖維素鈉水溶液的質量比為2:3 ； 所述表面活性劑為石油磺酸鹽。
5.如權利要求2所述的防止塌箱的消失模鑄造工藝，其特征在于，步驟2)中制備消失模鑄造專用涂料的各組分的配比為 鋁礬土 35重量份，鱗片狀石墨粉25重量份，粘結劑6. 3重量份，鈉基膨潤土 2重量份，懸浮劑4重量份，亞甲基雙荼磺酸鈉O. 5重量份，表面活性劑O. 5重量份、水26. 7重量份；所述粘結劑為質量比為9:1的水玻璃與硫酸招的組合物； 所述懸浮劑為膨潤土粉與羥甲基纖維素鈉水溶液的質量比為1:3 ； 所述表面活性劑為石油苯。
6.如權利要求2所述的防止塌箱的消失模鑄造工藝，其特征在于，步驟2)中制備消失模鑄造專用涂料的各組分的配比為 鋁礬土 30重量份，鱗片狀石墨粉25重量份，粘結劑7重量份，鈉基膨潤土 2重量份，懸浮劑5重量份，亞甲基雙荼磺酸鈉O. 5重量份，表面活性劑O. 5重量份、水30重量份；所述粘結劑為質量比為8. 5:1的水玻璃與硫酸鋁的組合物； 所述懸浮劑為膨潤土粉與羥甲基纖維素鈉水溶液的質量比為1:3 ； 所述表面活性劑為質量比為1:2的OP-21和石油苯的組合物。
7.如權利要求2所述的防止塌箱的消失模鑄造工藝，其特征在于，步驟2)中制備消失模鑄造專用涂料的各組分的配比為 鋁礬土 35重量份，鱗片狀石墨粉30重量份，粘結劑7重量份，鈉基膨潤土 2重量份，懸浮劑5重量份，亞甲基雙荼磺酸鈉O. 5重量份，表面活性劑O. 5重量份、水20重量份；所述粘結劑為質量比為8. 5:1的水玻璃與硫酸鋁的組合物； 所述懸浮劑為膨潤土粉與羥甲基纖維素鈉水溶液的質量比為2:3 ； 所述表面活性劑為質量比為1:1:1的OP-21、石油磺酸鹽、石油苯的組合物。
全文摘要
本發明涉及一種防止塌箱的消失模鑄造工藝，包括制作模型簇、制備涂料、在模型上刷涂涂料、預填砂、振動造型、澆鑄和冷卻等步驟。本發明進一步提供了一種防止塌箱的消失模鑄造涂料，所述涂料包括以下組分鋁礬土30～40重量份，鱗片狀石墨粉20～30重量份，粘結劑6.3～8.5重量份，鈉基膨潤土2重量份，懸浮劑4～6重量份，亞甲基雙荼磺酸鈉0.5重量份，表面活性劑0.5重量份、水20～30重量份，所述表面活性劑為OP-21、石油磺酸鹽、石油苯的一種或幾種。采用本發明提供的消失模鑄造工藝和消失模鑄造涂料，能夠有效減少塌箱風險。
文檔編號B22C3/00GK102836959SQ20121032047
公開日2012年12月26日 申請日期2012年8月31日 優先權日2012年8月31日
發明者陳立國 申請人:太倉科博爾精密鑄業有限公司