一种高性能熔模铸造型壳

摘要

本发明公开了一种高性能熔模铸造型壳，涉及铸造技术领域，包括：（1）将500目石英砂、稀土、硅酸乙酯‑松香复合剂、活化膨润土按均匀混合到一起，添加到高速搅拌机中，进行搅拌，得到型壳内层浆料，将200目石英砂、硅酸乙酯‑松香复合剂、活化膨润土混合到一起，添加到高速搅拌机中，进行搅拌，得到型壳外层浆料；（2）将型壳内浆料均匀涂抹到蜡模表面，烘干后，再进行均匀涂抹型壳外层浆料，得到包覆蜡模；（3）将包覆蜡模表面采用铁丝进行均匀捆扎；（4）将包覆蜡模放入高温中进行熔蜡处理，蜡模完全熔化后，即得所需铸造型壳。本发明制备的熔模铸造型壳能够铸造更高精度与表面粗糙度的铸件，本身耐高温强度高，残留强度低。

权利要求

1.一种高性能熔模铸造型壳，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将500目石英砂、稀土、硅酸乙酯-松香复合剂、活化膨润土按100:0.15-0.18:6-8:

10-15的质量比例均匀混合到一起，添加到高速搅拌机中，进行搅拌，得到型壳内层浆料，将

200目石英砂、硅酸乙酯-松香复合剂、活化膨润土按100:8-10:12-14的质量比例均匀混合到一起，添加到高速搅拌机中，进行搅拌，得到型壳外层浆料；

（2）将步骤（1）中制备的型壳内层浆料均匀涂抹到蜡模表面，烘干后，再进行均匀涂抹型壳外层浆料，然后再进行烘干，得到包覆蜡模；

（3）将步骤（2）中的包覆蜡模表面采用铁丝进行均匀捆扎，固定，然后，静置2小时；

（4）将步骤（3）处理后的包覆蜡模放入高温中进行熔蜡处理，蜡模完全熔化后，即得所需铸造型壳；所述步骤（1）中稀土为氯化镧；所述步骤（1）中硅酸乙酯-松香复合剂制备方法为：将松香熔化后，添加其质量20倍的硅酸乙酯，以3500r/min转速搅拌2小时，然后，再以

500r/min转速搅拌30min，然后添加硅酸乙酯质量50%的水，再以1500r/min转速搅拌40min，即得；所述步骤（1）中活化膨润土制备方法为：将膨润土在500℃下煅烧40min，然后自然冷却至室温后，研磨，过800目筛后，分散到去离子水中，制成质量浓度为10%的膨润土悬浮液，向膨润土悬浮液中添加质量分数为10%的硫酸溶液，调节膨润土悬浮液pH至4.0，加热至60℃，保温40min，然后再采用质量分数为5%的氢氧化钠溶液调节膨润土悬浮液pH至中性，过滤，烘干至恒重，即得；所述步骤（2）中涂抹型壳内层浆料，涂抹厚度为2-4mm，涂抹型壳外层浆料，涂抹厚度为3-5mm；所述步骤（3）中铁丝型号为30号铁丝。

说明书

一种高性能熔模铸造型壳

技术领域

[0001] 本发明属于铸造技术领域，具体涉及一种高性能熔模铸造型壳。

背景技术

[0002] 熔模铸造通常是指易熔材料制成模样，在模样表面包覆耐火材料制成型壳，再将模样融化排出型壳，从而获得无分型面的铸造，经高温焙烧后即可填砂的浇筑方案，现有技术通常采用蜡质材料来制造，近年来，随着熔模精密铸造技术的发展，对精铸件的表面质量和尺寸精度要求越来越高，因此对涂料和壳型的质量提出了更高的要求，在熔模铸造中常用粘结剂为水玻璃, 因含有Na2O,并且高温下型壳强度低,变形大  ,致使铸件精度降低和表面粗糙度增加,故适用于对表面质量要求不高的熔模铸件的生产 。硅溶胶是熔模铸造中一种粘结剂,硅溶胶型壳中硅溶胶是靠水分蒸发而实现固化, 环境条件要求苛刻,并且型壳室温强度低制壳周期长, 极大影响生产效率。

发明内容

[0003] 本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种高性能熔模铸造型壳。

[0004] 本发明是通过以下技术方案实现的：

[0005] 一种高性能熔模铸造型壳，包括以下步骤：

[0006] （1）将500目石英砂、稀土、硅酸乙酯-松香复合剂、活化膨润土按100:0.15-0.18:6-8:10-15的质量比例均匀混合到一起，添加到高速搅拌机中，进行搅拌，得到型壳内层浆料，将200目石英砂、硅酸乙酯-松香复合剂、活化膨润土按100:8-10:12-14的质量比例均匀混合到一起，添加到高速搅拌机中，进行搅拌，得到型壳外层浆料；

[0007] （2）将步骤（1）中制备的型壳内浆料均匀涂抹到蜡模表面，烘干后，再进行均匀涂抹型壳外层浆料，然后再进行烘干，得到包覆蜡模；

[0008] （3）将步骤（2）中的包覆蜡模表面采用铁丝进行均匀捆扎，固定，然后，静置2小时；

[0009] （4）将步骤（3）处理后的包覆蜡模放入高温中进行熔蜡处理，蜡模完全熔化后，即得所需铸造型壳。

[0010] 进一步的，所述步骤（1）中稀土为氯化镧。

[0011] 进一步的，所述步骤（1）中硅酸乙酯-松香复合剂制备方法为：将松香熔化后，添加其质量20倍的硅酸乙酯，以3500r/min转速搅拌2小时，然后，再以500r/min转速搅拌30min，然后添加硅酸乙酯质量50%的水，再以1500r/min转速搅拌40min，即得。

[0012] 进一步的，所述步骤（1）中活化膨润土制备方法为：将膨润土在500℃下煅烧40min，然后自然冷却至室温后，研磨，过800目筛后，分散到去离子水中，制成质量浓度为
10%的膨润土悬浮液，向膨润土悬浮液中添加质量分数为10%的硫酸溶液，调节膨润土悬浮液pH至4.0，加热至60℃，保温40min，然后再采用质量分数为5%的氢氧化钠溶液调节膨润土悬浮液pH至中性，过滤，烘干至恒重，即得。

[0013] 进一步的，所述步骤（2）中涂抹型壳内层浆料，涂抹厚度为2-4mm，涂抹型壳外层浆料，涂抹厚度为3-5mm。

[0014] 进一步的，所述步骤（3）中铁丝型号为30号铁丝。

[0015] 本发明相比现有技术具有以下优点：本发明制备的熔模铸造型壳采用不同目数的石英砂制成的双层壳，通过内层的型壳具有的较低的表面粗糙度，表面光滑，在高温下型壳强度高，变形小，能够显著降低铸件表面粗糙度和提高铸件的精度，通过外层的型壳，采用较低目数的石英砂，能够与硅酸乙酯-松香复合剂之间形成更紧密的结合，结合强度更高，能够牢牢的包裹住内层型壳，进一步的提高了铸造型壳整体的强度，同时又不影响内层型壳的表面质量，通过在内层型壳中添加稀土，能够提高内层型壳的高温强度和高温抗变形能力，尤其是能够降低熔模铸造型壳的残余强度，能够便于后期清除铸件内孔、内腔，避免了后续二次处理，节省了工序与时间，同时能够保障铸件的精度性，通过采用本发明配制的硅酸乙酯-松香复合剂，其耐火性好，高温时变形以及开裂的趋向性小，热震稳定性好，使得制备的熔模铸造型壳能够满足高熔点的合金精密铸件的生产。

具体实施方式

[0016] 实施例1

[0017] 一种高性能熔模铸造型壳，包括以下步骤：

[0018] （1）将500目石英砂、稀土、硅酸乙酯-松香复合剂、活化膨润土按100:0.15:6:10的质量比例均匀混合到一起，添加到高速搅拌机中，进行搅拌，得到型壳内层浆料，将200目石英砂、硅酸乙酯-松香复合剂、活化膨润土按100:8:12的质量比例均匀混合到一起，添加到高速搅拌机中，进行搅拌，得到型壳外层浆料；

[0019] （2）将步骤（1）中制备的型壳内浆料均匀涂抹到蜡模表面，烘干后，再进行均匀涂抹型壳外层浆料，然后再进行烘干，得到包覆蜡模；

[0020] （3）将步骤（2）中的包覆蜡模表面采用铁丝进行均匀捆扎，固定，然后，静置2小时；

[0021] （4）将步骤（3）处理后的包覆蜡模放入高温中进行熔蜡处理，蜡模完全熔化后，即得所需铸造型壳。

[0022] 进一步的，所述步骤（1）中稀土为氯化镧。

[0023] 进一步的，所述步骤（1）中硅酸乙酯-松香复合剂制备方法为：将松香熔化后，添加其质量20倍的硅酸乙酯，以3500r/min转速搅拌2小时，然后，再以500r/min转速搅拌30min，然后添加硅酸乙酯质量50%的水，再以1500r/min转速搅拌40min，即得。

[0024] 进一步的，所述步骤（1）中活化膨润土制备方法为：将膨润土在500℃下煅烧40min，然后自然冷却至室温后，研磨，过800目筛后，分散到去离子水中，制成质量浓度为
10%的膨润土悬浮液，向膨润土悬浮液中添加质量分数为10%的硫酸溶液，调节膨润土悬浮液pH至4.0，加热至60℃，保温40min，然后再采用质量分数为5%的氢氧化钠溶液调节膨润土悬浮液pH至中性，过滤，烘干至恒重，即得。

[0025] 进一步的，所述步骤（2）中涂抹型壳内层浆料，涂抹厚度为2mm，涂抹型壳外层浆料，涂抹厚度为3mm。

[0026] 进一步的，所述步骤（3）中铁丝型号为30号铁丝。

[0027] 实施例2

[0028] 一种高性能熔模铸造型壳，包括以下步骤：

[0029] （1）将500目石英砂、稀土、硅酸乙酯-松香复合剂、活化膨润土按100: 0.18: 8: 15的质量比例均匀混合到一起，添加到高速搅拌机中，进行搅拌，得到型壳内层浆料，将200目石英砂、硅酸乙酯-松香复合剂、活化膨润土按100: 10:14的质量比例均匀混合到一起，添加到高速搅拌机中，进行搅拌，得到型壳外层浆料；

[0030] （2）将步骤（1）中制备的型壳内浆料均匀涂抹到蜡模表面，烘干后，再进行均匀涂抹型壳外层浆料，然后再进行烘干，得到包覆蜡模；

[0031] （3）将步骤（2）中的包覆蜡模表面采用铁丝进行均匀捆扎，固定，然后，静置2小时；

[0032] （4）将步骤（3）处理后的包覆蜡模放入高温中进行熔蜡处理，蜡模完全熔化后，即得所需铸造型壳。

[0033] 进一步的，所述步骤（1）中稀土为氯化镧。

[0034] 进一步的，所述步骤（1）中硅酸乙酯-松香复合剂制备方法为：将松香熔化后，添加其质量20倍的硅酸乙酯，以3500r/min转速搅拌2小时，然后，再以500r/min转速搅拌30min，然后添加硅酸乙酯质量50%的水，再以1500r/min转速搅拌40min，即得。

[0035] 进一步的，所述步骤（1）中活化膨润土制备方法为：将膨润土在500℃下煅烧40min，然后自然冷却至室温后，研磨，过800目筛后，分散到去离子水中，制成质量浓度为
10%的膨润土悬浮液，向膨润土悬浮液中添加质量分数为10%的硫酸溶液，调节膨润土悬浮液pH至4.0，加热至60℃，保温40min，然后再采用质量分数为5%的氢氧化钠溶液调节膨润土悬浮液pH至中性，过滤，烘干至恒重，即得。

[0036] 进一步的，所述步骤（2）中涂抹型壳内层浆料，涂抹厚度为4mm，涂抹型壳外层浆料，涂抹厚度为5mm。

[0037] 进一步的，所述步骤（3）中铁丝型号为30号铁丝。

[0038] 实施例3

[0039] 一种高性能熔模铸造型壳，包括以下步骤：

[0040] （1）将500目石英砂、稀土、硅酸乙酯-松香复合剂、活化膨润土按100:0.16:7:12的质量比例均匀混合到一起，添加到高速搅拌机中，进行搅拌，得到型壳内层浆料，将200目石英砂、硅酸乙酯-松香复合剂、活化膨润土按100:9:13的质量比例均匀混合到一起，添加到高速搅拌机中，进行搅拌，得到型壳外层浆料；

[0041] （2）将步骤（1）中制备的型壳内浆料均匀涂抹到蜡模表面，烘干后，再进行均匀涂抹型壳外层浆料，然后再进行烘干，得到包覆蜡模；

[0042] （3）将步骤（2）中的包覆蜡模表面采用铁丝进行均匀捆扎，固定，然后，静置2小时；

[0043] （4）将步骤（3）处理后的包覆蜡模放入高温中进行熔蜡处理，蜡模完全熔化后，即得所需铸造型壳。

[0044] 进一步的，所述步骤（1）中稀土为氯化镧。

[0045] 进一步的，所述步骤（1）中硅酸乙酯-松香复合剂制备方法为：将松香熔化后，添加其质量20倍的硅酸乙酯，以3500r/min转速搅拌2小时，然后，再以500r/min转速搅拌30min，然后添加硅酸乙酯质量50%的水，再以1500r/min转速搅拌40min，即得。

[0046] 进一步的，所述步骤（1）中活化膨润土制备方法为：将膨润土在500℃下煅烧40min，然后自然冷却至室温后，研磨，过800目筛后，分散到去离子水中，制成质量浓度为
10%的膨润土悬浮液，向膨润土悬浮液中添加质量分数为10%的硫酸溶液，调节膨润土悬浮液pH至4.0，加热至60℃，保温40min，然后再采用质量分数为5%的氢氧化钠溶液调节膨润土悬浮液pH至中性，过滤，烘干至恒重，即得。

[0047] 进一步的，所述步骤（2）中涂抹型壳内层浆料，涂抹厚度为3mm，涂抹型壳外层浆料，涂抹厚度为4mm。

[0048] 进一步的，所述步骤（3）中铁丝型号为30号铁丝。

[0049] 对比例1：与实施例1区别仅在于将型壳外层浆料替换为型壳内层浆料，涂抹厚度不变。

[0050] 对比例2：与实施例1区别仅在于将型壳内层浆料替换为型壳外层浆料，涂抹厚度不变。

[0051] 对比例3：与实施例1区别仅在于将硅酸乙酯-松香复合剂替换为硅溶胶。

[0052] 对比例4：与实施例1区别仅在于型壳内层浆料中不添加稀土。

[0053] 试验

[0054] 对实施例与对比例方法制备的熔模铸造型壳进行浇灌相同的等量的铁水，制成相同规格的铸件，对比各熔模铸造型壳铸造的铸件表面精度和表面粗糙度：

[0055] 表1

[0056]  精度 表面粗糙度μm
实施例1 CT4 Ra0.6
实施例2 CT4 Ra0.6
实施例3 CT4 Ra0.6
对比例1 CT5 Ra1.8
对比例2 CT7 Ra0.8
对比例3 CT6 Ra1.2
对比例4 CT5 Ra0.7

[0057] 由表1可以看出，本发明制备的熔模铸造型壳铸造的铸件表面质量明显提高。

[0058] 按照HB5352.1-86《熔模铸造型壳抗弯强度测量方法》测量实施例与对比例制备的熔模铸造型壳的残余强度；残余强度为将型壳在300℃条件时入炉，逐渐升温至1500℃，保温2小时，降温至300℃以下出炉，检测；

[0059] 表2

[0060]  残余强度MPa
实施例1 3.62
实施例2 3.68
实施例3 3.65
对比例1 4.39
对比例2 5.15
对比例3 5.38
对比例4 4.69

[0061] 由表2可以看出，本发明制备的熔模铸造型壳参与强度低。