一種環保鑄造材料的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于金屬熔模精密鑄造技術領域，尤其是涉及一種環保鑄造材料的制備方法。
【背景技術】
[0002]模精密鑄造是一種先進的鑄造成形工藝，多用于實現復雜、薄壁、精密鑄件成形，在精密首飾、航空發動機以及其他精密成型件方面具有巨大的優勢，傳統的熔模精密鑄造工藝是用易熔的材料(如蠟料)制成可熔性模型(簡稱熔模)，在其上涂覆若干層特制的耐火涂料，經過干燥和硬化形成一個整體模組，再從模組中熔失熔模從而獲得中空的模殼，然后將模殼進行高溫燒結，最后在其中澆注熔融的金屬而得到的鑄件的方法。目前在熔模精密鑄造的生產過程中，多用陶瓷砂，鑄造結束后打碎的模殼存在著型砂回收困難，對環境污染大的問題，因此，尋找一種高性能、環保的模殼制備方法非常有必要。
【發明內容】
[0003]基于以上技術問題，本發明公開了一種環保鑄造材料的制備方法，可以高效的得到鑄造模殼，并且采用環保材料，保護了環境與資源。
[0004]本發明完整的技術方案包括:
[0005]—種環保鑄造材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0006](I)制備蠟模，根據所要得到鑄件的形狀制備相應的蠟模、澆注系統并粘結成蠟模組，一套澆注系統搭配四個鑄件；
[0007](2)面層涂料制備，將細剛玉粉、硅酸乙酯、細木肩、正丁醇、鋁酸鈷混合攪拌制得面層涂料，所述的細剛玉粉粒度為300目，細木肩粒度為240目，上述涂料組分的重量配比為:細剛玉粉:硅酸乙酯:細木肩:正丁醇:鋁酸鈷=1900:150:150:1.5:2;
[0008](3)掛面砂:將所述蠟模組浸入面層涂料池中，隨后取出，在旋轉條件下向其表面吹風使其涂覆均勻，所述的吹風時間為30s-60s，優選為40s;隨后在旋轉條件下向其表面灑面砂，所述的面砂組分為氧化鋁砂和細木肩，重量配比為氧化鋁砂:細木肩= (10-15):1，氧化鋁砂的粒度為80-100目，細木肩粒度為160-200目；將涂掛好面砂的蠟模組干燥12_18h，優選為15h;
[0009](4)背層涂料制備，將凹凸棒土粉、莫來石粉、農作物秸桿纖維、硅酸乙酯水解液混合攪拌制得背層涂料，所述的凹凸棒土粉粒度為240目，莫來石粒度為240目，農作物秸桿纖維直徑為2-3mm，硅酸乙酯水解液二氧化硅含量為20%，上述涂料組分的重量配比為:凹凸棒土粉:莫來石粉:農作物秸桿纖維:硅酸乙酯水解液=(350-500): (1800-2000): (50-120):(2-4)；
[0010](5)掛背砂，將步驟(3)中干燥后的蠟模組浸入背層涂料池中，隨后取出，在旋轉條件下向其表面吹風使其涂覆均勻，所述的吹風時間為40s-80s，優選為60s;隨后在旋轉條件下向其表面灑背砂，所述的背砂組分為莫來石粗粉和農作物秸桿纖維，重量配比為莫來石粗粉:農作物秸桿纖維=(10-15):1，莫來石粗粉的粒度為40-60目，農作物秸桿纖維直徑為4-6mm;將涂掛好背砂的蠟模組干燥12_18h，優選為15h;
[0011 ] (6)重復步驟(4)和步驟(5) 2-4次，直到模殼厚度達到6_10mm，優選為8mm，封漿后干燥；
[0012](7)將步驟(6)封漿干燥后的模殼進行蒸汽脫蠟焙燒，隨爐冷卻，得到環保鑄造材料。
[0013]本發明相對現有技術，采用細木肩、農作物秸桿纖維作為制殼材料，降低了耐火材料的使用量，既有利于環保，并采用合理的配比，在保證型殼強度的前提下增加了透氣性，背層涂料中的凹凸棒土為多孔材料，有利于排氣，降低了鑄件氣孔缺陷，增加了成品率，同時使模殼降低了重量，并且原料易得。
【具體實施方式】
[0014]下面結合【具體實施方式】對本發明做進一步說明。
[0015]實施例1:
[0016]一種環保鑄造材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0017](I)制備蠟模，根據所要得到鑄件的形狀制備相應的蠟模、澆注系統、冒口，并粘結成蠟模組；
[0018](2)面層涂料制備，采用硅酸乙酯作為粘結劑，將細剛玉粉、硅酸乙酯、細木肩、正丁醇、鋁酸鈷混合攪拌制得面層涂料，所述的細剛玉粉粒度為300目，細木肩粒度為240目，上述涂料組分的重量配比為:細剛玉粉:硅酸乙酯:細木肩:正丁醇:鋁酸鈷=1800:140:100:1:2；
[0019](3)掛面砂:將所述蠟模組浸入面層涂料池中，隨后取出，在旋轉條件下向其表面吹風使其涂覆均勻，所述的吹風時間為30s;隨后在旋轉條件下向其表面灑面砂，所述的面砂為面砂組分為氧化鋁砂和細木肩，重量配比為氧化鋁砂:細木肩=10: I，氧化鋁砂的粒度為80目，細木肩粒度為160目；將涂掛好面砂的蠟模組干燥12;
[0020](4)背層涂料制備，將凹凸棒土粉、莫來石粉、農作物秸桿纖維、硅酸乙酯水解液混合攪拌制得背層涂料，所述的凹凸棒土粉粒度為240目，莫來石粒度為240目，農作物秸桿纖維直徑為2-3mm，硅酸乙酯水解液二氧化硅含量為20%，上述涂料組分的重量配比為:凹凸棒土粉:莫來石粉:農作物秸桿纖維:硅酸乙酯水解液= 350:1800:50:2;
[0021](5)掛背砂，將步驟(3)中干燥后的蠟模組浸入背層涂料池中，隨后取出，在旋轉條件下向其表面吹風使其涂覆均勻，所述的吹風時間為40s-80s;隨后在旋轉條件下向其表面灑背砂，所述的背砂組分為莫來石粗粉和農作物秸桿纖維，重量配比為莫來石粗粉:農作物秸桿纖維=10:1，莫來石粗粉的粒度為40目，農作物秸桿纖維直徑為4mm;將涂掛好背砂的蠟模組干燥12h;
[0022](6)重復步驟(4)和步驟(5)2-4次，直到模殼厚度達到6mm，封漿后干燥；
[0023](7)將步驟(6)封漿干燥后的模殼進行蒸汽脫蠟，脫蠟壓力為0.4MPa，脫蠟時間為6min，送入高溫電阻爐中，以2 °C /min的升溫速率升溫至300 °C，保溫1.5h，隨后以6 °C /min的升溫速率升溫至750°C，保溫1.5h，隨后以2°C/min的升溫速率升溫至1100°C，保溫4h，隨爐冷卻，得到環保鑄造材料。
[0024]實施例2:
[0025]—種環保鑄造材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0026](I)制備蠟模，根據所要得到鑄件的形狀制備相應的蠟模、澆注系統、冒口，并粘結成蠟模組；
[0027](2)面層涂料制備，采用硅酸乙酯作為粘結劑，將細剛玉粉、硅酸乙酯、細木肩、正丁醇、鋁酸鈷混合攪拌制得面層涂料，所述的細剛玉粉粒度為300目，細木肩粒度為240目，上述涂料組分的重量配比為:細剛玉粉:硅酸乙酯:細木肩:正丁醇:鋁酸鈷=2000:160:200:2:5；
[0028](3)掛面砂:將所述蠟模組浸入面層涂料池中，隨后取出，在旋轉條件下向其表面吹風使其涂覆均勻，所述的吹風時間為60s;隨后在旋轉條件下向其表面灑面砂，所述的面砂為面砂組分為氧化鋁砂和細木肩，重量配比為氧化鋁砂:細木肩=15:1，氧化鋁砂的粒度為100目，細木肩粒度為200目；將涂掛好面砂的蠟模組干燥18h;
[0029](4)背層涂料制備，將凹凸棒土粉、莫來石粉、農作物秸桿纖維、硅酸乙酯水解液混合攪拌制得背層涂料，所述的凹凸棒土粉粒度為240目，莫來石粒度為240目，農作物秸桿纖維直徑為3mm，硅酸乙酯水解液二氧化硅含量為20 %，上述涂料組分的重量配比為:凹凸棒土粉:莫來石粉:農作物秸桿纖維:硅酸乙酯水解液=500: 2000:120:4；
[0030](5)掛背砂，將步驟(3)中干燥后的蠟模組浸入背層涂料池中，隨后取出，在旋轉條件下向其表面吹風使其涂覆均勻，所述的吹風時間為80s;隨后在旋轉條件下向其表面灑背砂，所述的背砂組分為莫來石粗粉和農作物秸桿纖維，重量配比為莫來石粗粉:農作物秸桿纖維=15:1，莫來石粗粉的粒度為60目，農作物秸桿纖維直徑為6mm;將涂掛好背砂的蠟模組干燥18h;
[0031](6)重復步驟(4)和步驟(5) 2-4次，直到模殼厚度達到I Omm，封漿后干燥；
[0032](7)將步驟(6)封漿干燥后的模殼進行蒸汽脫蠟，脫蠟壓力為0.8MPa，脫蠟時間為8min，送入高溫電阻爐中，以4°C/min的升溫速率升溫至450°C，保溫1.5h，隨后以10°C/min的升溫速率升溫至800 0C，保溫1.5h，隨后以4 °C/min的升溫速率升溫至1250 °C，保溫4h，隨爐冷卻，得到環保鑄造材料。
【主權項】
1.一種環保鑄造材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)制備蠟模，根據所要得到鑄件的形狀制備相應的蠟模、澆注系統并粘結成蠟模組，一套澆注系統搭配四個鑄件； (2)面層涂料制備，將細剛玉粉、硅酸乙酯、細木肩、正丁醇、鋁酸鈷混合攪拌制得面層涂料，所述的細剛玉粉粒度為300目，細木肩粒度為240目，上述涂料組分的重量配比為:細剛玉粉:硅酸乙酯:細木肩:正丁醇:鋁酸鈷=1900:150:150:1.5:2; (3)掛面砂:將所述蠟模組浸入面層涂料池中，隨后取出，在旋轉條件下向其表面吹風使其涂覆均勻，所述的吹風時間為30s-60s，優選為40s;隨后在旋轉條件下向其表面灑面砂，所述的面砂組分為氧化鋁砂和細木肩，重量配比為氧化鋁砂:細木肩= (10-15):1，氧化鋁砂的粒度為80-100目，細木肩粒度為160-200目；將涂掛好面砂的蠟模組干燥12_18h，優選為15h; (4)背層涂料制備，將凹凸棒土粉、莫來石粉、農作物秸桿纖維、硅酸乙酯水解液混合攪拌制得背層涂料，所述的凹凸棒土粉粒度為240目，莫來石粒度為240目，農作物秸桿纖維直徑為2-3mm，硅酸乙酯水解液二氧化硅含量為20%，上述涂料組分的重量配比為:凹凸棒土粉:莫來石粉:農作物秸桿纖維:硅酸乙酯水解液=(350-500):(1800-2000): (50-120): (2-4)； (5)掛背砂，將步驟(3)中干燥后的蠟模組浸入背層涂料池中，隨后取出，在旋轉條件下向其表面吹風使其涂覆均勻，所述的吹風時間為40s-80s，優選為60s;隨后在旋轉條件下向其表面灑背砂，所述的背砂組分為莫來石粗粉和農作物秸桿纖維，重量配比為莫來石粗粉:農作物秸桿纖維=(10-15):1，莫來石粗粉的粒度為40-60目，農作物秸桿纖維直徑為4-6mm ；將涂掛好背砂的錯模組干燥12-18h，優選為15h ； (6)重復步驟(4)和步驟(5)2-4次，直到模殼厚度達到6-10_，優選為8_，封漿后干燥； (7)將步驟(6)封漿干燥后的模殼進行蒸汽脫蠟焙燒，隨爐冷卻，得到環保鑄造材料。
【專利摘要】本發明公開了一種環保鑄造材料的制備方法，包括制蠟模，面層涂料制備，掛面砂，背層涂料制備，掛背砂，蒸汽脫蠟，焙燒等步驟，本發明采用細木屑、農作物秸稈纖維作為制殼材料，降低了耐火材料的使用量，既有利于環保，并采用合理的配比，在保證型殼強度的前提下增加了透氣性，并采用多孔材料凹凸棒土，有利于排氣，降低了鑄件氣孔缺陷，增加了成品率，同時使模殼降低了重量。
【IPC分類】B22C1/00, B22C9/04, B22C3/00
【公開號】CN105618677
【申請號】CN201511008067
【發明人】徐蘋, 陳衍玲, 陳雋穎
【申請人】青島博泰美聯化工技術有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2015年12月29日