專利名稱：一種精密鑄粉的制作方法
一種精密鑄粉技術(shù)領(lǐng)域 '本發(fā)明屬于精密鑄造領(lǐng)域，主姜涉及一種用于貴金屬首飾、工藝品以及不銹鋼零部件等 高熔點(diǎn)金屬、合金的失蠟鑄造材料。
技術(shù)背景精密鑄粉是一種特殊的失蠟鑄型材料，原先主要用于牙模和鉑金、K金、銀等貴金屬首 飾、工藝飾品的鑄造，后來(lái)也擴(kuò)展到不銹鋼以及各種合金精密零部件的鑄造。由于其用途的 特殊性，決定了精密鑄粉質(zhì)量要求非常之高。精密鑄粉根據(jù)成分和用途的不同，通?？煞譃槭噼T粉和鉑金鑄粉。石膏鑄粉由于含有 一定量的石膏，而石膏在1200 130(TC之間就會(huì)發(fā)生熱分解而喪失強(qiáng)度，因而只能用于K 金、銀、銅等低熔點(diǎn)金屬或合金的鑄造；鉑金鑄粉的主要成分是Si02，所以其強(qiáng)度好，可以 耐高溫，適用于鉑、銥、不銹鋼等高熔點(diǎn)金屬或合金的精密鑄造。由于貴金屬本身的價(jià)值十 分昂貴，這就要求鑄造所用的精密鑄粉必須盡可能的完美，要有極高的成品率、尺寸精確度 和極低的產(chǎn)品缺陷，盡量減少后續(xù)工序的加工損失。由于精密鑄粉的產(chǎn)品質(zhì)量要求非?？量蹋渲苽浼夹g(shù)一直被國(guó)外少數(shù)幾家大公司所壟 斷，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的中高檔精密鑄粉幾乎全部出自外國(guó)廠家。而且從國(guó)內(nèi)目前已公開(kāi)的資料來(lái) 看，關(guān)于精密鑄粉特別是的研究報(bào)道(文獻(xiàn)和專利)也很少，能見(jiàn)到的都是非常簡(jiǎn)單的介紹， 未見(jiàn)完整清晰的報(bào)道。以下是中國(guó)發(fā)明專利中有關(guān)鑄粉的報(bào)道-中國(guó)專利94107410.2提到一種石膏粉配方半水石膏20 24%，方石英12.3 29.2%， 石英46.71 65.4%，緩凝劑或促凝劑0.05 0.15%，表面活性劑0.01 0.03%，消泡劑0.01 0.05%。適用于鑄造金銀首飾等工藝品。中國(guó)專利00119619.7提到一種膨脹型石膏鑄粉及其水調(diào)制漿方法，其組分配比(質(zhì)量分 數(shù))為a石膏粉28% 38%，方石英粉0 29%，石英粉30% 70%，添加劑A0.3% 0.8 %、 添加劑B0.8% 1.2%、添加劑C0.9% 1.1%，其中添加劑A為一種有機(jī)高分子材料，例如 羥乙基纖維素、改性糊精、聚乙烯醇等；添加劑B為一種無(wú)機(jī)材料，例如各種硅酸鹽、鋁硅 酸鹽、鋁酸鈣等，添加劑C為膠凝時(shí)間控制劑?？捎糜阼T造K金和合金。所鑄鑄件表面光潔， 基本無(wú)飛翅、鐵豆。中國(guó)專利97108121.2提到一種精密熔模鑄造粉半水石膏15 25%，石英70 90%。可 應(yīng)用于金屬、合金及精密機(jī)械零件的鑄造。中國(guó)專利95106974.8介紹了一種鑄造和壓力加工的模型制作的膨脹石膏型材料及制作 工藝，其材料基本成份為石膏35 45%，礬土水泥15 25%，添加物石英和硅灰石30 50 %;調(diào)配時(shí)加水為基本成份的40 60%，膨脹劑明膠為基本成份的0.1 6°%。這些專利的主要材料中都用到了石膏，屬于石膏型鑄粉，只能用于低熔點(diǎn)金屬或合金的
鑄造，而且所述方法都比較粗略，還達(dá)不到鑄造貴金屬首飾和精密零部件的精度要求。中國(guó)專利中提到用于鑄造高熔點(diǎn)金屬的精密鑄粉制備技術(shù)的只有專利99100268.7、 200510088358.5和200510019444.0。其中專利99100268.7提到一種熔模鑄造鑄型材料耐火材料(包括八1203、 Si02、 MgO、 莫來(lái)石、SiC、 SiN) 50 80%，可溶性無(wú)機(jī)物(氫氧化鋇、氯化鈉、磷酸鈉、磷酸氫鈣、磷 酸鋁、碳酸鉀、碳酸鈉、鋁酸鈉、硫酸鎂)或有機(jī)物(聚乙烯醇、淀粉、糊精、纖維素和海 藻酸鹽)1 5%，水19 45%，可用于貴金屬鑄造。但經(jīng)試驗(yàn)證明，此專利配方過(guò)于廣泛、 模糊，無(wú)法達(dá)到精密鑄造要求。專利200510088358.5提到一種精密鑄造用石英鑄粉的制備方法，其配方組成為石英粉 與高溫石英粉混合物占50.9% 99.9%，固體粘結(jié)劑(磷酸鹽類)占0.1% 17%，高溫穩(wěn)定 劑占0 18%，消泡劑占0 5%，凝結(jié)劑占0 13%，可用于貴金屬、不銹鋼等高熔點(diǎn)金屬 或合金的鑄造。但此專利也存在原料選擇范圍過(guò)泛的問(wèn)題，而且未明確說(shuō)明高溫石英的種類 和煅燒制度，也沒(méi)有注明它與石英粉的比例，描述不夠精確，讀者難以實(shí)現(xiàn)專利中所述的鑄 造效果。專利200510019444.0提到了一種用于高熔點(diǎn)金屬鑄造的鑄粉及其使用方法。專利中的鑄 粉由固體粉末和液體快干劑兩部分組成，固體粉末包括石英粉和高溫石英粉(3 30%)，液 體快干劑包括粘結(jié)劑(23 92.3%)、表面活性劑(0 38.5%)和水(0 77%)。此專利中 的液體快干劑需要特殊配制，使用不方便。而且表面活性劑(硅烷、甘油)容易在鑄件表面 留下黑點(diǎn)，影響美觀。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種性能穩(wěn)定、成本較低、適合于高熔點(diǎn)的精密鑄粉。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種精密鑄粉，其特征在于它由石英粉、方 石英粉、熔融石英、消泡劑、分散劑、高溫穩(wěn)定劑和促凝劑原料混合而成精密鑄粉(混合粉體)，各原料所占重量百分比為石英粉43.9 93.75%、方石英粉2 10%、熔融石英3 40 %、消泡劑0.1 1%、分散劑0.05 0.1%、高溫穩(wěn)定劑1 4%、促凝劑0.1 1%;使用時(shí)， 外加水、液體粘結(jié)劑，水的加入量為精密鑄粉重量的36 42%，液體粘結(jié)劑加入量與加水量 比例為1: 18 20。詳細(xì)成分如下(1) 主體材料石英粉、方石英粉和熔融石英粉是本發(fā)明的主體材料，它們構(gòu)成型殼 的骨架，是主要的耐火材料。其中，石英粉是天然石英砂或硅質(zhì)巖經(jīng)分選、提純、干法球磨后得到，粒度400 600目；方石英粉是將石英原料經(jīng)15ocrc高溫煅燒后球磨得到，粒度要求在600 800目；烙融石英是將石英原料經(jīng)175(TC高溫熔融后快速冷卻、球磨得到，粒度 要求在800 1000目。對(duì)于石英粉、方石英粉、熔融石英粉均要求Si02質(zhì)量含量大于99.5%; 磨圓度好，顆粒接近圓形。(2) 消泡劑本發(fā)明消泡劑采用日本SANNOPCO公司生產(chǎn)的SN-DEFOAMER 14HP。(3) 分散劑本發(fā)明分散劑采用鞣酸。
(4) 高溫穩(wěn)定劑本發(fā)明高溫穩(wěn)定劑采用氧化鋯。(5) 促凝劑本發(fā)明促凝劑采用硫酸鉀。消泡劑、分散劑、高溫穩(wěn)定劑、促凝劑都為粉末狀，過(guò)100目篩。(6) 液體粘結(jié)劑本發(fā)明所用液體粘結(jié)劑為液態(tài)磷酸二氫鋁，單獨(dú)瓶裝，與精密鑄粉 (混合粉體)配合使用。其添加量根據(jù)實(shí)際操作時(shí)的加水量而定， 一般與加水量的比例為1:18 20。上述一種精密鑄粉的使用方法1) 按重量百分比為石英粉43.9 93.75%、方石英粉2 10%、熔融石英3 40%、消 泡劑0.1 1%、分散劑0.05 0.1%、高溫穩(wěn)定劑1~4%、促凝劑0.1 1%選取石英粉、方 石英粉、熔融石英、消泡劑、分散劑、高溫穩(wěn)定劑和促凝劑，混合攪拌均勻，得精密鑄粉(混 合粉體)；2) 按水的加入量為精密鑄粉重量的36 42% (跟空氣溫度和濕度有關(guān))，液體粘結(jié)劑加 入量與加水量比例為l: 18 20，選取水、液體粘結(jié)劑；3)精密鑄粉加水?dāng)嚢瑁偌右后w粘結(jié)劑；后續(xù)具體操作過(guò)程與現(xiàn)有工廠常規(guī)操作一致。 本發(fā)明主要成分為普通石英粉、方石英粉和熔融石英粉，原料便宜、易得；而且加工簡(jiǎn)單，無(wú)需復(fù)雜的工藝和設(shè)備，成本較低。同時(shí)，本發(fā)明中添加了氧化鋯，它可以顯著增加型殼的高溫強(qiáng)度和高溫抗沖擊性能，提高了產(chǎn)品的成品率。另外，本發(fā)明采用石英，沒(méi)有添加石膏，因而可適用于高熔點(diǎn)金屬和合金的鑄造。本發(fā)明有益效果是性能穩(wěn)定、成本較低，特別適合于鑄造鉑金、不銹鋼等高熔點(diǎn)金屬或合金，使用簡(jiǎn)便。生產(chǎn)出來(lái)的鑄件平整、光滑、美觀，尺寸精確度高，缺陷少，成品率大于95 % (而國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品成品率僅為45 75 % )。
具體實(shí)施方式
為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不 僅僅局限于下面的實(shí)施例。實(shí)施例l:一種精密鑄粉，組分配方如下石英粉467克、方石英粉70g，熔融石英粉140g; 14HP 3.5g，鞣酸0.5g，氧化鋯14g，硫酸鉀5g，將上述固體粉末混合攪拌均勻，得精密鑄粉。石英粉是天然石英砂或硅質(zhì)巖經(jīng)分選、提純、干法球磨后得到，粒度400 600目；方 石英粉是將石英原料經(jīng)150(TC高溫煅燒后球磨得到，粒度要求在600 800目；熔融石英是 將石英原料經(jīng)175(TC高溫熔融后快速冷卻、球磨得到，粒度要求在800 1000目。對(duì)于石英 粉、方石英粉、熔融石英粉均要求Si02質(zhì)量含量大于99.5y。；磨圓度好，顆粒接近圓形。(注關(guān)于石英粉、方石英粉、熔融石英粉以下實(shí)施例相同)。日本SANN0PC0公司生產(chǎn)的SN-DEF0AMER14HP、鞣酸、氧化鋯和硫酸鉀都為粉末 狀，過(guò)100目篩。(注以下實(shí)施例相同)。使用時(shí)，按水的加入量為精密鑄粉重量的40%，液體粘結(jié)劑加入量與加水量比例為1: 19，選取水、液體粘結(jié)劑，所用液體粘結(jié)劑為液態(tài)磷酸二氫鋁(以下實(shí)施例相同)；精密鑄
粉加水?dāng)嚢瑁偌右后w粘結(jié)劑；后續(xù)具體操作過(guò)程與現(xiàn)有工廠常規(guī)操作一致。 實(shí)施例2:一種精密鑄粉，組分配方如下石英粉325.3克、方石英粉70g，熔融石英粉280g; 14HP 7g，鞣酸0.7g，氧化鋯10g，硫酸鉀7g，將上述固體粉末混合攪拌均勻，得精密鑄粉。使用時(shí)，按水的加入量為精密鑄粉重量的40%，液體粘結(jié)劑加入量與加水量比例為1: 19，選取水、液體粘結(jié)劑；精密鑄粉加水?dāng)嚢?，再加液體粘結(jié)劑；后續(xù)具體操作過(guò)程與現(xiàn)有 工廠常規(guī)操作一致。實(shí)施例3:一種精密鑄粉，組分配方如下石英粉626.8克、方石英粉15g，熔融石英粉22g; 14HP 3.5g，鞣酸0.7g，氧化鋯25g，硫酸鉀7g，將上述固體粉末混合攪拌均勻，得精密鑄粉。 使用時(shí)，按水的加入量為精密鑄粉重量的40%,液體粘結(jié)劑加入量與加水量比例為1:19，選取水、液體粘結(jié)劑；精密鑄粉加水?dāng)嚢?，再加液體粘結(jié)劑；后續(xù)具體操作過(guò)程與現(xiàn)有工廠常規(guī)操作一致。實(shí)施例4:一種精密鑄粉，組分配方如下石英粉475.6克、方石英粉50g，熔融石英粉150g; 14HP lg，鞣酸0.4g，氧化鋯20g，硫酸鉀3g，將上述固體粉末混合攪拌均勻，得精密鑄粉。使用時(shí)，按水的加入量為精密鑄粉重量的36%，液體粘結(jié)劑加入量與加水量比例為1: 18，選取水、液體粘結(jié)劑；精密鑄粉加水?dāng)嚢?，再加液體粘結(jié)劑；后續(xù)具體操作過(guò)程與現(xiàn)有工廠常規(guī)操作一致。實(shí)施例5:一種精密鑄粉，組分配方如下石英粉542.8克、方石英粉70g，熔融石英粉70g; 14HP 0.8g，鞣酸0.4g，氧化鋯15g，硫酸鉀lg，將上述固體粉末混合攪拌均勻，得精密鑄粉。使用時(shí)，按水的加入量為精密鑄粉重量的42%，液體粘結(jié)劑加入量與加水量比例為1: 20，選取水、液體粘結(jié)劑；精密鑄粉加水?dāng)嚢?，再加液體粘結(jié)劑；后續(xù)具體操作過(guò)程與現(xiàn)有工廠常規(guī)操作一致。實(shí)施例6:1) 按重量百分比為石英粉93.75%、方石英粉2%、熔融石英3%、消泡劑0.1%、分 散劑0.05%、高溫穩(wěn)定劑1%、促凝劑0.1%選取石英粉、方石英粉、熔融石英、消泡劑、分 散劑、高溫穩(wěn)定劑和促凝劑，混合攪拌均勻，得精密鑄粉(混合粉體)；消泡劑采用日本SAN NOPCO公司生產(chǎn)的SN-DEFOAMER 14HP，分散劑采用鞣酸，高溫穩(wěn)定劑采用氧化鋯，促 凝劑采用硫酸鉀；消泡劑、分散劑、高溫穩(wěn)定劑、促凝劑均為粉末狀，過(guò)100目篩。2) 按水的加入量為精密鑄粉重量的36%，液體粘結(jié)劑加入量與加水量比例為1: 18， 選取水、液體粘結(jié)劑。3)精密鑄粉加水?dāng)嚢?，再加液體粘結(jié)劑；后續(xù)具體操作過(guò)程與現(xiàn)有工廠常規(guī)操作一致。 實(shí)施例7:1)按重量百分比為石英粉43.9%、方石英粉10%、熔融石英40%、消泡劑1%、分 散劑0.1%、高溫穩(wěn)定劑4%、促凝劑1%選取石英粉、方石英粉、熔融石英、消泡劑、分散 劑、高溫穩(wěn)定劑和促凝劑，混合攪拌均勻，得精密鑄粉(混合粉體)；消泡劑采用日本SAN NOPCO公司生產(chǎn)的SN-DEFOAMER 14HP，分散劑采用鞣酸，高溫穩(wěn)定劑采用氧化鋯，促 凝劑采用硫酸鉀；消泡劑、分散劑、高溫穩(wěn)定劑、促凝劑均為粉末狀，過(guò)100目篩。2)按水的加入量為精密鑄粉重量的42%，液體粘結(jié)劑加入量與加水量比例為1: 20， 選取水、液體粘結(jié)劑。3)精密鑄粉加水?dāng)嚢?，再加液體粘結(jié)劑；后續(xù)具體操作過(guò)程與現(xiàn)有工廠常規(guī)操作一致。
權(quán)利要求
1.一種精密鑄粉，其特征在于它由石英粉、方石英粉、熔融石英、消泡劑、分散劑、高溫穩(wěn)定劑和促凝劑原料混合而成精密鑄粉，各原料所占重量百分比為石英粉43.9～93.75％、方石英粉2～10％、熔融石英3～40％、消泡劑0.1～1％、分散劑0.05～0.1％、高溫穩(wěn)定劑1～4％、促凝劑0.1～1％；使用時(shí)，外加水、液體粘結(jié)劑，水的加入量為精密鑄粉重量的36～42％，液體粘結(jié)劑加入量與加水量比例為1∶18～20。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精密鑄粉，其特征在于所述的石英粉是天然石英砂或 硅質(zhì)巖經(jīng)分選、提純、干法球磨后f導(dǎo)到，粒度400 600目；方石英粉是將石英原料經(jīng)150CTC 高溫煅燒后球磨得到，粒度要求在600 800目；熔融石英是將石英原料經(jīng)1750'C高溫熔融 后快速冷卻、球磨得到，粒度要求在800 1000目；對(duì)于石英粉、方石英粉、熔融石英均要 求Si02質(zhì)量含量大于99.5y。。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精密鑄粉，其特征在于消泡劑采用日本SAN NOPCO 公司生產(chǎn)的SN-DEFOAMER14HP，分散劑采用鞣酸，高溫穩(wěn)定劑采用氧化鋯，促凝劑采用 硫酸鉀；消泡劑、分散劑、高溫穩(wěn)定劑、促凝劑均為粉末狀，過(guò)100目篩。
全文摘要
本發(fā)明屬于精密鑄造材料。一種精密鑄粉，其特征在于它由石英粉、方石英粉、熔融石英、消泡劑、分散劑、高溫穩(wěn)定劑和促凝劑原料混合而成精密鑄粉，各原料所占重量百分比為石英粉43.9～93.75％、方石英粉2～10％、熔融石英3～40％、消泡劑0.1～1％、分散劑0.05～0.1％、高溫穩(wěn)定劑1～4％、促凝劑0.1～1％；使用時(shí)，外加水、液體粘結(jié)劑，水的加入量為精密鑄粉重量的36～42％，液體粘結(jié)劑加入量與加水量比例為1∶18～20。本發(fā)明具有性能穩(wěn)定、成本較低的特點(diǎn)，特別適合于鑄造鉑金、不銹鋼等高熔點(diǎn)金屬或合金。
文檔編號(hào)B22C1/00GK101116893SQ200710052378
公開(kāi)日2008年2月6日 申請(qǐng)日期2007年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月4日
發(fā)明者嚴(yán)春杰, 張克堅(jiān), 朱小燕, 邱志敏, 陳潔渝, 韓利雄 申請(qǐng)人:海南三箭科技開(kāi)發(fā)有限公司;中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)