專利名稱：具有細(xì)長孔結(jié)構(gòu)的硅溶膠熔模鑄件的制殼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硅溶膠熔模鑄件的制殼方法，尤其涉及一種具有細(xì)長 孔結(jié)構(gòu)的硅溶膠熔模鑄件的制殼方法。 一背景技術(shù)：
1、 熔模鑄造又稱失蠟鑄造。這種方法是將易熔材料制成精確光潔的模 樣(易熔模)，在易熔模上涂敷多層耐火材料，耐火材料硬化后既形成鑄型。 使鑄型中的易熔模熔化流出，再將熔融金屬澆注到焙燒后的鑄型，金屬液 在鑄型中冷卻凝固后成為精確光潔的鑄件。熔模鑄造是現(xiàn)有鑄造方法中精 度最高的，同傳統(tǒng)砂鑄方法相比，其特點(diǎn)為
① 、使用易熔磁造型，不用開箱取模；
② 、使用液體涂料，鑄型光潔、精確；
③ 、熱殼澆注，金屬對鑄型的復(fù)印性好；
2、 熔模鑄造方法分類
① 硅酸乙酯熔模鑄造
采用硅酸乙酯水解液作為粘結(jié)劑，以氧化鋯、氧化鋁等作為耐火材料 進(jìn)行制殼，而后脫蠟、焙燒、澆注的一種鑄造方法。此方法制得的模殼強(qiáng) 度好，尺寸穩(wěn)定，能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)鑄件，因本方法使用酒精作為溶劑，對環(huán) 境污染嚴(yán)重，已逐步取消；
② 水玻璃熔模鑄造
以水玻璃作為粘結(jié)劑，以氯化氨作為硬化劑，以二氧化硅作耐火材料 進(jìn)行制殼，而后脫蠟、焙燒、澆注的一種鑄造方法。此方法生產(chǎn)出的模殼高溫強(qiáng)度差，易變形，而且生產(chǎn)過程中工況惡劣，目前僅用于要求不高的 鑄件生產(chǎn)，處于逐步取消的境地。 ③硅溶膠熔模鑄造(見圖1)
以硅溶膠作為粘結(jié)劑，以氧化鋯、氧化鋁等作為耐火材料進(jìn)行制殼， 而后脫蠟、焙燒、澆注的鑄造方法。此方法生產(chǎn)過程環(huán)保，生產(chǎn)出的模殼 高溫強(qiáng)度好，尺寸穩(wěn)定，能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)鑄件，是目前熔模鑄造的主流方法。
硅溶膠是納米級(8-14nm)Si02顆粒分布在水中的膠體，對外呈現(xiàn)粘性， 即硅酸膠體；硅酸膠體有三種狀態(tài)溶膠為液態(tài)，像溶液，透明；凍膠為 半透明、半固態(tài)，類似涼粉；凝膠為固態(tài)。硅溶膠模殼的制殼干燥過程就 是硅酸膠體的膠凝過程，隨著水分的蒸發(fā)，溶膠轉(zhuǎn)為凍膠，這個過程是可 逆的，當(dāng)凍膠遇到水還可還原成溶膠，凍膠繼續(xù)失去水分，即永久性轉(zhuǎn)為 凝膠。在制殼過程中，隨著模殼厚度的增加，每一次上涂料時所吸收的水 分也增加，干燥也隨之變得困難，如上一層硅溶膠沒有干燥徹底，沒有全 部轉(zhuǎn)化成凝膠，那么在制新的一層殼時，部分凍膠就會重新轉(zhuǎn)化為溶膠， 而且被覆蓋在模殼內(nèi)部，使模殼的強(qiáng)度嚴(yán)重受損。
由圖2、圖3可見當(dāng)蠟?zāi)＞哂屑?xì)長孔結(jié)構(gòu)(孔深與孔徑比h/d>5) 時，涂料干燥很困難，目前的解決方案為預(yù)制陶瓷型芯，將型芯安放在
蠟?zāi)＜?xì)長孔結(jié)構(gòu)處，而后正常制殼、澆注，最后使用機(jī)械或化學(xué)方法去除
型芯。詳見P267-288《熔模鑄造手冊》/中國鑄造協(xié)會編. 一北京機(jī) 械工業(yè)出版社，2000.10
但上述解決方案的缺點(diǎn)是
1. 需要單獨(dú)制作模具，用以生產(chǎn)陶瓷型芯，周期長，成本高，并且需
要專用設(shè)備，由專業(yè)廠家生產(chǎn)，只適用大批量產(chǎn)品；
2. 精鑄企業(yè)多數(shù)為接單生產(chǎn)，批量較小，往往是客戶提供蠟?zāi)；蜃⑾?模具， 一旦蠟?zāi)３霈F(xiàn)細(xì)長孔結(jié)構(gòu)，硅溶膠制殼就無法完成，新開型芯模具則周期過長，生產(chǎn)極不靈活。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供了一種具有細(xì)長孔結(jié)構(gòu)的硅溶膠熔 模鑄件的制殼方法，旨在解決上述的缺陷。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下步驟實現(xiàn)的-制作蠟?zāi)Ｊ褂猛ㄓ玫淖⑾災(zāi)＞撸?上涂料蠟?zāi)Ｕ垂枞苣z鋯英粉涂料； 撒砂蠟?zāi)Ｕw撒100—120目的鋯英砂； 干燥模組干燥2 — 4小時；
其中在上涂料到干燥步驟之間采用的次數(shù)在2-3次； 孔內(nèi)灌漿；
繼續(xù)制殼灌漿結(jié)束，并且槳料硬化后，再制殼2 — 3層； 脫蠟制殼結(jié)束后，脫蠟，得到模殼； 焙燒、澆注；
其中在步驟"孔內(nèi)灌漿"中
所述的孔內(nèi)灌漿是通過以下步驟實現(xiàn)的使用柔軟白泥堵住零件下端及 側(cè)部孔，孔的端部插直徑2毫米左右的用以確保芯子不在端部斷裂的不銹 鋼絲；堵孔、插絲就緒后，灌入漿料，待漿料固化后，繼續(xù)制殼。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是不用單獨(dú)制作型芯模具，周 期短，成本低；并且不受模具類型限制，特別適合小批量或單件產(chǎn)品，應(yīng) 用靈活。


圖1現(xiàn)有技術(shù)中硅溶膠熔模鑄件的制殼方法流程圖； 圖2是現(xiàn)有技術(shù)中使用陶瓷型芯具有細(xì)長孔結(jié)構(gòu)硅溶膠熔模鑄件制殼 方法流程圖；圖3是現(xiàn)有技術(shù)中使用陶瓷型芯具有細(xì)長孔結(jié)構(gòu)硅溶膠熔模鑄件制殼 示意圖；圖中模殼l、蠟?zāi)?、陶瓷型芯30; 圖4是本發(fā)明的流程圖5是采用本發(fā)明的制殼示意圖；圖中模殼l、蠟?zāi)?、孔面層3、
不銹鋼絲4、漿料5。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述-
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下步驟實現(xiàn)的(如圖4所示):
1、 制作蠟?zāi)Ｊ褂猛ㄓ玫淖⑾災(zāi)＞撸?br> 2、 上涂料蠟?zāi)Ｕ垂枞苣z鋯英粉涂料；
3、 撒砂蠟?zāi)Ｕw撒100 — 120目的鋯英砂；
4、 干燥模組干燥2 — 4小時；
在步驟"2"到"4"之間采用的次數(shù)在2-3次；
5、 孔內(nèi)灌漿；
6、 繼續(xù)制殼灌漿結(jié)束，并且漿料硬化后，再制殼2 — 3層；
7、 脫蠟制殼結(jié)束后，脫蠟，得到模殼；
8、 焙燒、澆注； 其中在步驟"5"中
所述的孔內(nèi)灌漿是通過以下步驟實現(xiàn)的使用柔軟白泥堵住零件下端 及側(cè)部孔，孔的端部插直徑2毫米左右的用以確保芯子不在端部斷裂的不 銹鋼絲；堵孔、插絲就緒后，灌入漿料，待漿料固化后，繼續(xù)制殼。
所述的漿料由300目以上的鋯英粉、16-30目的莫來石、30-60目的莫 來石、三乙醇胺乙醇二l: l體積比的固化劑、硅酸乙酯水解液組成；其配 比是2 — 3公斤鋯英粉、0.2—0.3公斤16 — 30目莫來石、0. 7—0. 9公斤 30—60目莫來石、5 — 15毫升固化劑、0.9 — 1.2升硅酸乙酯水解液；
7所述的硅酸乙酯水解液由硅酸乙酯、乙醇、蒸餾水、鹽酸組成；其配 比是800 —1100克硅酸乙酯原液、500—650毫升乙醇、500—650毫升蒸 餾水；2—4毫升鹽酸。
硅酸乙酯水解液水解方法先加入到容器中30%的乙醇，在攪拌的情 況下，交替加入1/3硅酸乙酯和1/3酸化水(由蒸餾水、鹽酸組成)，在保 持水解液溫度不超過5(TC的情況下，邊加料邊攪拌，最后加完剩余的乙醇， 持續(xù)攪拌30分鐘，配制好的水解液備用。
由圖5可見本發(fā)明的關(guān)鍵是解決細(xì)長孔的制殼問題，漿料為自固化 的耐高溫材料，當(dāng)蠟?zāi)＜?xì)長孔未被涂料填滿時，灌注此自固化漿料，待漿 料固化后繼續(xù)制殼。
本發(fā)明中的漿料配制、使用方法
1) 、漿料配制先將鋯英粉、莫來石在容器中攪拌混合均勻，然后加入
水解液攪拌2-3分鐘，灌漿前加入固化劑，攪拌l分鐘左右，實施灌漿。
2) 、灌漿有細(xì)長孔結(jié)構(gòu)的模殼制殼2-3次，并干燥良好；使用柔軟白 泥堵住零件下端及側(cè)部孔，孔的端部插直徑2毫米左右304不銹鋼絲，以 確保芯子不在端部斷裂；堵孔、插絲就緒后，灌入漿料，待漿料固化后， 繼續(xù)制殼。
本發(fā)明能有效解決細(xì)長孔熔模鑄件的制殼問題。
權(quán)利要求
1. 一種具有細(xì)長孔結(jié)構(gòu)的硅溶膠熔模鑄件的制殼方法，是通過以下步驟實現(xiàn)的(1)、制作蠟?zāi)Ｊ褂猛ㄓ玫淖⑾災(zāi)＞撸?2)、上涂料蠟?zāi)Ｕ垂枞苣z鋯英粉涂料；(3)、撒砂蠟?zāi)Ｕw撒100—120目的鋯英砂；(4)、干燥模組干燥2—4小時；在步驟“(2)”到“(4)”之間采用的次數(shù)在2-3次；(5)、孔內(nèi)灌漿；(6)、繼續(xù)制殼灌漿結(jié)束，并且漿料硬化后，再制殼2—3層；(7)、脫蠟制殼結(jié)束后，脫蠟，得到模殼；(8)、焙燒、澆注；其中在步驟“(5)”中所述的孔內(nèi)灌漿是通過以下步驟實現(xiàn)的使用柔軟白泥堵住零件下端及側(cè)部孔，孔的端部插直徑2毫米左右的用以確保芯子不在端部斷裂的不銹鋼絲；堵孔、插絲就緒后，灌入漿料，待漿料固化后，繼續(xù)制殼。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有細(xì)長孔結(jié)構(gòu)的硅溶膠熔模鑄件的制殼方 法，其特征在于所述的漿料由300目以上的鋯英粉、16-30目的莫來石、 30-60目的莫來石、三乙醇胺乙醇=1: l體積比的固化劑、硅酸乙酯水解 液組成；其配比是2—3公斤鋯英粉、0.2 — 0.3公斤16 — 30目莫來石、 0.7—0.9公斤30—60目莫來石、5 — 15毫升固化劑、0.9—1.2升硅酸乙酯 水解液。
3，根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有細(xì)長孔結(jié)構(gòu)的硅溶膠熔模鑄件的制殼方 法，其特征在于所述的硅酸乙酯水解液由硅酸乙酯、乙醇、蒸餾水、鹽 酸組成；其配比是800 — 1100克硅酸乙酯原液、500-650毫升乙醇、500一650毫升蒸餾水；2 — 4毫升鹽酸,
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有細(xì)長孔結(jié)構(gòu)的硅溶膠熔模鑄件的制殼方法，是通過以下步驟實現(xiàn)的(1)制作蠟?zāi)＃?2)上涂料；(3)撒砂；(4)干燥；在步驟“(2)”到“(4)”之間采用的次數(shù)在2-3次；(5)孔內(nèi)灌漿；(6)繼續(xù)制殼；(7)脫蠟；(8)焙燒、澆注；其中在步驟“(5)”中孔內(nèi)灌漿是通過以下步驟實現(xiàn)的使用柔軟白泥堵住零件下端及側(cè)部孔，孔的端部插直徑2毫米左右的用以確保芯子不在端部斷裂的不銹鋼絲；堵孔、插絲就緒后，灌入漿料，待漿料固化后，繼續(xù)制殼；本發(fā)明的有益效果是不用單獨(dú)制作型芯模具，周期短，成本低；并且不受模具類型限制，特別適合小批量或單件產(chǎn)品，應(yīng)用靈活。
文檔編號B22C9/04GK101480697SQ20081003259
公開日2009年7月15日 申請日期2008年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月11日
發(fā)明者馮明明 申請人:上海中洲特種合金材料有限公司