一種采用泡沫鋼與非占位涂料的精確成型金屬型鑄造方法
【專(zhuān)利摘要】一種采用泡沫鋼與非占位涂料的精確成型金屬型鑄造方法，其技術(shù)方案為制作型腔比所需鑄造的工件大一定尺寸的的模具基體，然后制作外形比工件小的陶瓷型芯，將陶瓷型芯固定，模具基體和陶瓷型芯之間形成一定的空隙；將發(fā)泡好的泡沫鋁鋼材料注入空隙中，并在空隙中成型；成型后，對(duì)泡沫鋼進(jìn)行加工，使其尺寸與所需鑄造的工件尺寸精確匹配；將鑄造所用涂料均勻填充、涂抹在泡沫鋼的氣孔和表面，即形成非占位的涂料層，可以進(jìn)行澆鑄操作。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種采用泡沬鋼與非占位涂料的精確成型金屬型鑄造方法
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明屬材料加工【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種一種采用泡沫鋼與非占位涂料的精確成型金屬型鑄造方法。
[0002]【背景技術(shù)】:
泡沫金屬指孔隙度[多孔體中所有孔隙的體積與多孔體總體積之比]達(dá)到一定比例以上以上，具有一定強(qiáng)度和剛度的多孔金屬。這類(lèi)金屬孔隙度高，孔隙直徑可達(dá)至毫米級(jí)。它的透氣性很高，幾乎都是連通孔，孔隙比表面積大，材料容重很小。粉末冶金法制造泡沫金屬，是在粉末中加入發(fā)泡劑(如NH4C1)，燒結(jié)時(shí)發(fā)泡劑揮發(fā)，留下孔隙。用電化學(xué)沉積法可以制得規(guī)則形狀孔隙、孔隙率高達(dá)95%的泡沫金屬，包括以Cu，Ni，NiCrFe, ZnCu, NiCu,NiCrff7NiFe等金屬和合金為骨架的泡沫材料。將電化學(xué)沉積在多孔體上的金屬，經(jīng)燒結(jié)使沉積組分連接成整體，強(qiáng)度達(dá)到要求的高孔隙泡沫金屬，孔隙度高，使用中可以填充更多的物質(zhì)，如催化劑、電解質(zhì)等。
[0003]含有泡沫狀氣孔的金屬材料與一般燒結(jié)多孔金屬相比，泡沫金屬的氣孔率更高，孔徑尺寸較大，可達(dá)7毫米。由于泡沫金屬是由金屬基體骨架連續(xù)相和氣孔分散相或連續(xù)相組成的兩相復(fù)合材料，因此其性質(zhì)取決于所用金屬基體、氣孔率和氣孔結(jié)構(gòu)，并受制備工藝的影響。通常，泡沫金屬的力學(xué)性能隨氣孔率的增加而降低，其導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性也相應(yīng)呈指數(shù)關(guān)系降低。當(dāng)泡沫金屬承受壓力時(shí)，由于氣孔塌陷導(dǎo)致的受力面積增加和材料應(yīng)變硬化效應(yīng)，使得泡沫金屬具有優(yōu)異的沖擊能量吸收特性。
[0004]已實(shí)用的泡沫金屬有鋁、鎳及其合金。泡沫鋁及其合金質(zhì)輕，具有吸音、隔熱、減振、吸收沖擊能和電磁波等特性，適用于導(dǎo)彈、飛行器和其回收部件的沖擊保護(hù)層，汽車(chē)緩沖器，電子機(jī)械減振裝置，脈沖電源電磁波屏蔽罩等。泡沫鎳由于有連通的氣孔結(jié)構(gòu)和高的氣孔率，因此具有高通氣性、高比表面積和毛細(xì)力，多作為功能材料，用于制作流體過(guò)濾器、霧化器、催化器、電池電極板和熱交換器等。
[0005]非占位涂料，亦稱(chēng)轉(zhuǎn)移涂料，與占位涂料相對(duì)。一般涂料是在制好型、芯后涂敷，在無(wú)模樣約束下涂敷固化，涂層厚度占據(jù)型腔有效空間位置，涂層表面的刷痕、流淌、堆積等均會(huì)復(fù)制在鑄件表面上，影響鑄件表面質(zhì)量和尺寸精度。非占位涂料技術(shù)的出現(xiàn)可從根本上解決上述問(wèn)題。其基本原理是先將涂料直接噴到芯盒表面，然后填砂緊實(shí)，涂料層和砂芯在芯盒的約束下同時(shí)固化，起模時(shí)涂料能從芯盒表面轉(zhuǎn)移到砂芯表面從而制得帶有涂料的精密砂芯。由于涂料層不占據(jù)型腔有效位置，因而不會(huì)影響鑄件尺寸精度。
[0006]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
鑒于以上技術(shù)的不足，本發(fā)明針對(duì)普通數(shù)控加工中心難以加工的大型工件，提出一種采用泡沫鋼與非占位涂料的精確成型金屬型鑄造，其技術(shù)方案為制作型腔比所需鑄造的工件大一定尺寸的的模具基體，然后制作外形比工件小的陶瓷型芯，將陶瓷型芯固定，模具基體和陶瓷型芯之間形成一定的空隙；將發(fā)泡好的泡沫鋁鋼材料注入空隙中，并在空隙中成型；成型后，對(duì)泡沫鋼進(jìn)行加工，使其尺寸與所需鑄造的工件尺寸精確匹配；將鑄造所用涂料均勻填充、涂抹在泡沫鋼的氣孔和表面，即形成非占位的涂料層，可以進(jìn)行澆鑄操作。
[0007]模具基體采用模具鋼、高速鋼、結(jié)構(gòu)鋼中的一種或幾種制成，基體內(nèi)部型腔尺寸比所需鑄造的工件尺寸表面向外大出l~10mm。
[0008]陶瓷型芯采用氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、硼化物陶瓷、硅化物陶瓷、氟化物陶瓷、硫化物陶瓷中的一種或幾種，尺寸比所需鑄造的工件尺寸小
[0009]泡沫鋼采用粉末致密化法、填料-造孔法、滲流法中的一種制成，氣孔孔徑在
0.5~2mm之間，孔隙率在60~95%之間。
[0010]有益效果:
本發(fā)明所提出的一種采用泡沫鋼與非占位涂料的精確成型金屬型鑄造方法，改進(jìn)了傳統(tǒng)金屬型鑄造中，由于涂料層厚度難以控制而無(wú)法精確成型的缺陷，極大地改進(jìn)了金屬型鑄造的成型精度，因此降低了后期加工成本，更可以應(yīng)用于一些難以加工、無(wú)法加工的鑄件直接成型。同時(shí)，相對(duì)于傳統(tǒng)的非占位涂料方法，本方法拓展了其應(yīng)用范圍，不再僅適用于傳統(tǒng)的砂型鑄造，而能應(yīng)用于適合大批量自動(dòng)化生產(chǎn)的金屬型鑄造，更適合未來(lái)鑄造的需求。
[0011]【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】:
圖1為采用泡沫鋼與非占位涂料的精確成型金屬型鑄造方法示意圖附圖標(biāo)記:1.模具基體，2.泡沫鋼非加工區(qū)域，3.泡沫鋼加工區(qū)域，4.陶瓷【具體實(shí)施方式】:
為更好地說(shuō)明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明的典型但非限制性的實(shí)施例如下。結(jié)合圖說(shuō)明本
【發(fā)明內(nèi)容】
所提及的一種用于大型工件加工的環(huán)形軌道工業(yè)機(jī)器人，用于大型鋁鑄件的加工。
[0012]模具基體采用模具鋼制成，基體內(nèi)部型腔尺寸比所需鑄造的工件尺寸表面向外大出 10mnin
[0013]陶瓷型芯采用氧化物陶瓷，尺寸比所需鑄造的工件尺寸小10mm。
[0014]泡沫鋼采用粉末致密化法制成，氣孔孔徑在1mm，孔隙率80%。
[0015]泡沫鋼制成后，按圖1所示，將加工區(qū)域泡沫鋼加工掉，形成于鑄件尺寸匹配的內(nèi)腔。
[0016]將鑄造所用涂料均勻填充、涂抹在泡沫鋼的氣孔和表面，即形成非占位的涂料層，可以進(jìn)行澆鑄操作。
[0017] 申請(qǐng)人:聲明，以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種采用泡沫鋼與非占位涂料的精確成型金屬型鑄造方法，其特征在于:制作型腔比所需鑄造的工件大一定尺寸的的模具基體，然后制作外形比工件小的陶瓷型芯，將陶瓷型芯固定，模具基體和陶瓷型芯之間形成一定的空隙；將發(fā)泡好的泡沫鋁鋼材料注入空隙中，并在空隙中成型；成型后，對(duì)泡沫鋼進(jìn)行加工，使其尺寸與所需鑄造的工件尺寸精確匹配；將鑄造所用涂料均勻填充、涂抹在泡沫鋼的氣孔和表面，即形成非占位的涂料層，可以進(jìn)行燒鑄操作。
2.根據(jù)權(quán)利1所述的精確成型金屬型鑄造方法，其特征在于:模具基體采用模具鋼、高速鋼、結(jié)構(gòu)鋼中的一種或幾種制成，基體內(nèi)部型腔尺寸比所需鑄造的工件尺寸表面向外大出1~10臟。
3.根據(jù)權(quán)利1所述的精確成型金屬型鑄造方法，其特征在于:陶瓷型芯采用氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、硼化物陶瓷、硅化物陶瓷、氟化物陶瓷、硫化物陶瓷中的一種或幾種，尺寸比所需鑄造的工件尺寸小
4.根據(jù)權(quán)利1所述的精確成型金屬型鑄造方法，其特征在于:泡沫鋼采用粉末致密化法、填料-造孔法、滲流法中的一種制成，氣孔孔徑在0.之間，孔隙率在60~95%之間。
【文檔編號(hào)】B22C9/06GK104439080SQ201410648197
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月15日
【發(fā)明者】聶剛, 謝峰, 龍海敏 申請(qǐng)人:安徽省新方尊鑄造科技有限公司