專利名稱：用于鑄造活性合金的模具系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種漿料組合物和由其制備的、用于澆鑄金屬合金尤其是活性 金屬合金的模具。
背景技術：
已知由于活性合金，如鈦、鋯等由于其強烈的反應特性，而非常難以獲得 用于熔模鑄造這類合金的合適耐熔系統(tǒng)。這些合金將在澆鑄過程中還原其所接 觸的大多數(shù)氧化物，產生大量氣化缺陷并導致氧溶解在鑄件表面層中，從而需 要大量化學機械加工來除去這種表面層，因為它的脆性而使其不適合大多數(shù)應 用領域，例如，若將其用于航空領域便是非常嚴重的問題。目前已開發(fā)出氧化 釔體系并在商業(yè)上使用，但這些體系由于短壽命的底涂層漿料，使其必須被小 心控制并只能僅僅使用一周或更短時間。然后，這類漿料便趨于嚴重的性能下 降。
在市場上目前使用的氧化釔底漿料中，克服因氧化釔在較低pH條件下相對 溶解快而釋放離子的趨勢所用的兩種常用方法為下述之一 一種是添加大量有 機堿，如氫氧化四乙銨到氧化釔漿料中，在保持漿料穩(wěn)定所需的高pH水平下以 阻止二氧化硅溶解。另一種方法是在熔化過程中用其它非活性氧化物"合金化" 氧化釔，這可減少氧化釔顆粒上溶解位點的數(shù)目，或用大的吸附性有機分子涂 覆氧化釔以達到相同結果，兩種方法都有助于體系的整體穩(wěn)定性。盡管這些方 法都在一定程度上起作用，但仍需要一種只需有限量(即使有的話)這類添加 劑的活性合金模具系統(tǒng)，并利用可市購的耐融材料，如純熔融氧化釔或燒結氧 化釔材料，來生產較長壽的穩(wěn)定漿料。本發(fā)明正是提供這類系統(tǒng)。

發(fā)明內容
本發(fā)明的漿料和最終由其制造的熔模鑄造模具包含耐融材料；含有機聚 合物的低二氧化硅含量的溶膠粘合劑；以及根據(jù)具體情況，視需要選擇加入的 以下一種或多種添加劑交聯(lián)劑，燒結劑，表面活性劑，消泡劑和促穩(wěn)定性酸。這些將在下面更詳細地討論，視應用的不同，低二氧化硅含量溶膠可帶正電荷、 負電荷或為中性。
通過利用本發(fā)明的新型漿料形成模具或本技術領域中另一稱呼"殼，，，來澆
鑄活性金屬部件，可容易地形成鑄件質量提高并較少表現(xiàn)出alphacase的部件。
具體實施例方式
盡管本文描述的漿料組合物通常被用作底涂層漿料，此為本技術領域中普 遍被理解的術語，但本文描述的組合物還可在某些情況下稍加改變而用作中間 漿料，這將在下文中解釋。
在用于模制金屬物體的鑄造殼的制備中，至少將一種底漿料涂覆物涂到蠟 模上，從模中排去過量漿料，然后一般用任何合適的耐融粒料，包括但不限于 熔融氧化釔、熔融氧化鋁和熔融氧化鋯等來粉刷該部件。然后，再粉刷或不粉 刷本領域中已知的底涂料和/或背層涂料的附加層到由底漿料形成的、未經(jīng)處理 過的殼上，直到殼具有所需厚度。
如上所述，本發(fā)明的漿料包括適合形成殼模的耐融材料，其中所述殼?？?用于澆鑄例如鈦和鋯之類的活性金屬制成的航空、醫(yī)療、船舶和運動優(yōu)良產品 以及由活性較小合金如Inconel 718、 738和792、 Rene 80和Mar M 302形成的 產品，這些都作為非限制性例子。因而，耐融材料優(yōu)選為不僅產生堅固殼模而 且能在與被澆鑄的熔融金屬接觸時限制氧化物還原的那些材料。有用的耐融材 料的例子包括氧化釔、氧化鋯和稀土金屬氧化物。優(yōu)選的耐融材料包括熔融氧 化釔、燒結氧化釔、熔融氧化鋯、熔融鋯酸4丐、Er203、 Sc203、 Pr203、 SrO、 La203 和它們的混合物。優(yōu)選地，耐融材料具有約-200至-325之間的平均目徑，這種 目徑在本領域中被稱為"粉"。該漿料中一般存在約70.0-90.0wt。/。的耐融材料。
根據(jù)殼的預定用途，低二氧化硅含量溶膠粘合劑可帶正電荷、負電荷或不 帶電，例如中性，這取決于應用。當使用帶正電荷的二氧化硅溶膠時，該二氧 化硅顆粒將在幾乎所有pH水平下保持穩(wěn)定，因為耐融材料的溶出離子本身帶正 電荷，不會附著到該溶膠顆粒上導致它們的電中和并因此造成凝聚而失去它們 的粘合能力。以添加蒸餾水而形成溶膠的市售帶正電荷的膠態(tài)二氧化硅的例子， 包括可從Wesbond購得的Bluonic PB 9430和同樣可從Wesbond購得的Wesol P。 漿料中通常存在0.5-約20.0wt% ，優(yōu)選2.0-10.0wt。/。的正電二氧化硅溶膠。
通常還使用有機聚合物。有機聚合物優(yōu)選為可溶性聚合物如聚乙烯醇。非常優(yōu)選的聚乙烯醇具有約85至100 %之間的水解度。完全水解級聚乙烯醇(PVA )
是優(yōu)選的，因為它在殼建造過程中該涂層后續(xù)潤濕時不太易于溶解。用于本發(fā)
明漿料中的市售聚乙烯醇組合物的一個例子是可從Celenese Corp得到的Celvol 08-125。有機聚合物通常最多占漿料的約2.0wt% (以干重為基礎計算)。
除了上述外，使用正電溶膠的漿料還通常包括促穩(wěn)定性酸，作為非限制性 例子，優(yōu)選羥基乙酸或羥丙基纖維素。促穩(wěn)定性酸通常最多占漿料的約2.9wt%， 優(yōu)選約0.1和1.0wtyo之間的。
另外，可使用交聯(lián)劑限制漿料在干燥后的再溶解。當使用交聯(lián)劑時，其量 不超過約1.0wt%。可用的交聯(lián)劑為例如乙二醛、聚酰胺-表氯醇樹脂或石友酸鋯銨。 產自BASF公司的Curesan 200為可商購的例子。
可使用足夠量的表面活性劑和/或消泡劑潤濕蠟模和從漿料中除去空氣。本 領域技術人員熟知，每100g漿料中，通常只需大約10滴或更少的表面活性劑 和消泡劑。優(yōu)選地，表面活性劑為非離子型表面活性劑，優(yōu)選的消泡劑為以聚 ^圭氧烷為基礎(silicone based )的消泡劑。
漿料的液體部分即二氧化硅溶膠、有機聚合物、促穩(wěn)定性酸(如果有的話)、 交聯(lián)劑和水，可為含有約25-32 %總固體量的預混合粘合劑組合物的形式。這種 預混合液體粘合劑的配制簡化了漿料的制備，尤其在生產條件下。
還可使用少量充分細磨的耐融燒結助劑，作為非限制性例子，例如氧化鋯 或氧化鋁。"充分細磨"意味著燒結助劑具有小于約2.0微米的平均粒徑。通常含 有約0.10和3.0wt。/o之間的燒結助劑?？梢蕴砑幽腿跓Y助劑到漿料中，或者也 可使其與耐融材料預混合，從而這些干的預混合耐融材料混合物可在單一步驟 中被加入到液體粘合劑成分中形成漿料。這些預混合物的使用簡化了漿料制備， 同時允許其他用戶隨alpha case而進行控制，如當預混合氧化鋯、氧化釔和燒結 助劑降低了成本時，同時也仍保持了可接受的低alpha case水平。
在下面提供的實施例1-6中闡述了使用帶正電荷的溶膠的漿料配方。
在本發(fā)明的其它實施方案中，可使用帶負電荷或中性的二氧化硅溶膠形成 用于制造活性金屬鑄件殼的穩(wěn)定漿料。發(fā)現(xiàn)這種漿料在8-9的pH范圍內保持穩(wěn) 定而沒有明顯老化趨向。以添加蒸餾水而形成溶膠的市售帶負電荷膠體二氧化 硅的例子，包括從Eka Chemical可得到的Bindzil 830。另外，市售中性二氧化 硅為Bindzil DP-5110,其也可從Eka Chemical得到。
除了主要如上所述的耐融材料外，使用帶負電荷或中性的二氧化硅溶膠的漿料還包括有機聚合物。而在這里，有機聚合物可包括乳膠、聚乙烯醇、羥丙 基纖維素和基于苯乙烯、丁二烯、丙烯酸和乙烯基樹脂，連同其它聚合物和共 聚物的聚合物乳液。對于帶負電荷或中性電荷的溶膠/漿料，有機聚合物含量可 高于帶正電荷的溶膠的有機聚合物含量，在這種情況下，有機聚合物組分以干 重為基礎計不超過約3.0% 。
為了使?jié){料更耐再溶解，可將若干市售有機交聯(lián)劑之一加入到帶負電荷或 中性溶膠基的漿料中與聚合物和粘合劑反應。隨著上述漿料添加劑的加入，通 常再需要表面活性劑來增強過程中所用蠟模的"潤濕，，，并且如果需要，可使用 少量消泡劑。應注意到，盡管通常利用弱有機酸添加物增強正電溶膠漿料的穩(wěn) 定性，但對于帶負電荷或中性的體系，不使用這類酸添加劑，因為這會導致粘 合劑膠凝或加速老化。
同樣，可添加少量極細的耐融氧化物例如氧化鋯等以增加涂覆層的燒結強 度和避免澆鑄過程中任何可能的表面磨蝕。還可使用這類其它氧化物例如氧化 鋁。這些氧化物在澆鑄以前進行的模具燒結過程中與耐融組分反應，尤其是包 含氧化釔的耐融組分。
下面提供的實施例9-14中描述了使用帶負電荷或中性溶膠的漿料配方。 在干燥底層幾小時后，施加第二或中間漿料?？墒褂媚茉诠_文獻中找到 的任何合適的高溫穩(wěn)定耐融漿料。第二或中間漿料的粘合劑體系可為醇基的， 例如硅酸乙酯，或水基的，如膠態(tài)二氧化硅或其它無機粘合劑。如果使用膠態(tài) 二氧化硅中間體系，則可使用上述交聯(lián)劑之一的添加物進一步防止底涂層漿料 的任何溶解作用。在這種情況下，還可使用無機交聯(lián)劑如碳酸鋯銨限制底涂層 在浸漬過程中的軟化。這類交聯(lián)劑或阻溶劑的優(yōu)選量在0.1-0.5wt。/。之間。可根 據(jù)需要施加 一個或多個中間層，并用類似于初始氧化釔層所用耐融顆粒物的合 適穩(wěn)定耐融顆粒來粉刷。
實施例15和16中描述了與本文描述的漿料一起使用的合適中間漿料配方。 然后施加幾個背層漿料層。這些層由熔模鑄造工業(yè)中常見的任何合適體系 組成，并用于主要構建材工業(yè)模具厚度和有助于承受模具脫蠟時的嚴酷性所需
用于粉刷上述漿料組合物的耐融顆?？删哂欣?0-70之間的粒度。作為非限制 性例子，合適的耐融粉刷物包括氧化釔、氧化鋁、氧化鋯、莫來石、鋁硅酸鹽、 稀土金屬氧化物和它們的混合物。在完成模具構造過程后， 一般利用最終干燥循環(huán)確保在除去蠟模前達到模具的完全設計強度。然后使用工業(yè)上常用方法中的任何一種對模具脫蠟，優(yōu)選高壓釜或閃火脫蠟。這些方法是常規(guī)知識，并在整個工業(yè)界使用多年。然后檢查脫蠟的模具，并在必要時加以修補。用合適的耐融水泥覆蓋可見的任何裂紋，
并涂覆密封浸漬漿料到修補區(qū)域上。然后燒制模具到約1600和2200°F之間的溫度，并保持2-4小時以使模具達到能承受鑄造應力的燒結強度。燒制還有助于通過二氧化硅、燒結助劑和氧化釔粉的燒結使新的底層氧化釔涂層充分達到強度，在澆鑄工藝期間和之后產生與活性金屬僅僅最少反應的光滑不起塵的表面。
使用常規(guī)的活性金屬澆鑄工藝中的任何一種在真空條件下完成模具的填充。可在不超過2200。F的任意溫度或更低溫度下，甚至在室溫下預熱如上所述的模具，這取決于模具和部件構形以及所用合金。能夠預料到，模具預熱溫度越低，產生的金屬/模具反應越少，在鈦合金鑄件的情況下，較少產生alpha case,即富氧的脆層，其在鑄件投入使用前必須要被除去。
然后在冷卻時通過任何常規(guī)方法從模具中取出鑄件，并按照需要清洗和機械加工以滿足最終用戶的技術要求。
提供下面的實施例進一步描述本發(fā)明，但并不打算以此為限。
實施例1:氧化釔底涂層漿料
材料 重量百分比
膠態(tài)二氧化硅(Bluonic (PB9430+) 7.80
蒸4留水 4.00
聚乙烯醇(Celvol 08-125) 12.30
羥基乙酸 0.50
阻溶劑/交聯(lián)劑(Curesan 200) 0.20
氧化鋯(MEI Grade MS-2) 1.80
熔融氧化釔(UCM-325目) 75.60
表面活性劑(BuntrockPS 9400) 5滴/ 100g漿料
消泡劑(Buntrock AF 9450) 2滴/ 100g漿料
按上面所示順序添加并混合各成分。優(yōu)選使用高剪切混合器恰當分散成分以獲得所需結果。在最初的配制后，漿液維持緩慢攪拌直到觀察到粘度開始穩(wěn)定為止。用戶可少量添加蒸餾水和羥基乙酸調整粘度到所需的值。在最終調整后，如果封閉下持續(xù)攪拌，可發(fā)現(xiàn)漿液能穩(wěn)定幾周。如果保持在敞開容器中，則由于蒸發(fā)而必須定期添加蒸餾水到漿料中以保持所需的粘度。
實施例2: 氧化釔底涂層漿料
材料 重量百分比
膠態(tài)二氧化硅(BluonicPB9430+) 7.64
蒸餾水 13.90
羥基乙酸 0.25
氧化鋯(MEI Grade MS-2) 2.08
熔融氧化釔(UCM-325目) 76.38
表面活性劑(BuntrockPS 9400) 5滴/ 100g漿料
消泡劑(Buntrock AF 9450) 2滴/ 100g漿料
按所示順序添加和混合各成分。在這種情況下不使用交聯(lián)劑，建議這種漿料只供與有機(即硅酸乙酯)中間漿料一起使用。
實施例3: 氧化釔底涂層漿料
材料 重量百分比
膠態(tài)二氧化硅(WesolP) 7.63
蒸餾水 3.91
聚乙烯醇(Celvol 08-125) 12.04
羥基乙酸 0.50
阻溶劑/交聯(lián)劑(Bercet 2040) 0.20
氧化鋯(MEIMS-2) 1.76
熔融氧化釔(UCM-325目) 73.98
表面活性劑(PS 9400) 5滴/100g漿料
消泡劑(AF 9450) 2滴/ 100g漿料按實施例1和2的方式混合漿料。這種漿料利用正電二氧化硅溶膠(WesbondP)和阻溶劑Berset2040、乙二醛基材料使?jié){料在干燥后不溶。
實施例4: 預混合粘合劑
材料 重量百分比膠態(tài)二氧化珪(BluonicPB9430+ 31.3聚乙烯醇(Celvol 08-125) (7.5%水溶液)49.4阻溶劑/交聯(lián)劑(Curesan200) 1.1羥基乙酸 2.0蒸餾水 16.1
強烈混合這些成分直到均勻，然后在室溫下儲存在帶蓋容器中直到使用。
實施例5: 氧化釔底涂層漿料(用預混合粘合劑制備)
材料
預混合粘合劑(來自實施例4)氧化鋯(MEI MS-2)熔融氧化釔(UCM -325)表面活性劑(Buntrock PS 9400)消泡劑(Buntrock AF 9450)
重量百分比22.01.776.75滴/100g漿料2滴/100g漿料
這種漿料與前面實施例中的那些類似，但是使用實施例4的預混合粘合劑制備的。
實施例6: 氧化鋯底涂層漿料(利用預混合粘合劑制備)
材料 重量百分比預混合粘合劑(來自實施例4) 20.0熔融4丐穩(wěn)定化的氧化鋯 80.0
(UCM Ca穩(wěn)定化的氧化鋯-325)
表面活性劑(BuntrockPS 9400) 5滴/100g漿料
消泡劑(Buntrock AF 9450) 2滴/100g漿料
使用實施例4的預混合粘合劑制備這種漿料，并用于制備澆鑄較小鈦鑄件的模具，其中不會有太強的熱輸入，產生的alpha case在可接受范圍內。值得注意的是，許多目前使用的氧化鋯模具系統(tǒng)采用有異議的氨基粘合劑，它們的氣味不合要求。
盡管氧化釔底涂層通常被認為是活性最小和最優(yōu)選的底涂層體系，尤其對
可以的。實施例6顯示了使用熔融鉤(石灰)穩(wěn)定化的氧化鋯粉的底涂層體系。使用氧化鋯的底涂層有時用于澆鑄鈦，尤其當需要較低成本系統(tǒng)時，通常用于較小或不太關鍵的部件如高爾夫球棍?，F(xiàn)有技術的氧化鋯底涂層通常利用醋酸鋯或碳酸鋯銨作為基礎粘合劑。醋酸鋯粘合劑存在不足，因為這些涂層通常有些溶于水，或對水接觸充分敏感從而需要利用額外的步驟使涂層不溶或者完全避免高壓釜脫蠟。通過使用碳酸鋯銨作為基礎粘合劑可有利于高壓釜脫蠟，但由于強烈的氨味和使用碳酸鋯銨相關的固有毒性，因而出于健康和安全原因不能被接受。本發(fā)明中教導的粘合劑技術克服了這兩種缺陷，因為幾乎沒有出現(xiàn)因使用正電溶膠(Bluonic PB-9430 )，如實施例4中所示的正電溶膠相關的氣味或毒性。大量其它耐融材料,如熔融或片狀氧化鋁、莫來石、各種鋁硅酸鹽、鋯石、熔融二氧化硅和各種其它市售耐融材料也與這種粘合劑相容，并可按照需要用在底涂層或背層漿料中，這取決于正被澆鑄的合金類型和/或經(jīng)濟因素。
實施例7:中間交聯(lián)含水漿料
包含也可用作無機粘合劑與本發(fā)明的氧化釔漿料一起使用的交聯(lián)阻溶劑。
材料碳酸鋯銨
片狀氧化鋁O325目)
重量百分比18.082.0這種漿料不會引起氧化釔底涂層漿料的任何軟化，因為碳酸鋯銨(AZC)
對于上面實施例1、 2和3中的任何一個，都起雙重作用，既作為無機粘合劑，
又作為交聯(lián)阻溶劑。
實施例8:中間不溶含水漿料
這種漿料包含有機交聯(lián)的阻溶劑以消除實施例1、 2和3的氧化釔漿料在浸涂過程中重新溶解的任何趨勢。
材料 重量百分比月交態(tài)二氧化硅溶月交(Bindzil 830) 18.0片狀氧化鋁(-325目) 81.8阻溶劑/交聯(lián)劑(Curesan 200) 0.2表面活性劑(BuntrockPS 9400) 5滴/ 100g漿料
消泡劑(Buntrock AF 9450) 2滴/ 100g漿料
這種漿料利用更常規(guī)的帶負電荷的膠態(tài)二氧化硅溶膠作為主要粘合劑。
實施例9:氧化釔底涂層漿料(負電溶膠)
材料 重量百分比
月交態(tài)二氧化硅(Bindzil 830) 7.28
蒸餾水 11.11
聚乙烯醇(Celvol 08-125) 3.43
Curesan 200 0.20
氧化鋯(MEI Grade MS-2) 1.38
熔融氧化釔(UCM-325目) 76.60
表面活性劑(Buntrock PS 9400) 5滴/100g漿料
消泡劑(Buntrock AF 9450) 2滴/100g漿料
按所示順序添加并混合各成分。實施例10:預混合粘合劑(負電溶膠)
材料 重量百分比膠態(tài)二氧化》圭(Bindzil 830) 40.00蒸餾水 40.00聚乙烯醇(Celvol 08-125) 18.卯
Curesan200 1.10
強烈混合這些成分直到均勻，然后在室溫下儲存在帶蓋容器中直到使用。實施例11: 氧化釔底涂層漿料(具有實施例10的預混合粘合劑)
材料 重量百分比
預混合粘合劑(來自實施例10) 18.18
蒸4留水 3.83
氧化4告(MEI MS-2) 1.38
熔融氧化釔(UCM-325) 76.60
表面活性劑(BuntrockPS 9400) 5滴/100g漿料
消泡劑(Buntrock AF 9450 2滴/100g漿料
這種漿料類似于前面實施例中的其它漿料，但是使用實施例10的預混合粘合劑制備的。
實施例12: 氧化鋯底涂層漿料(具有實施例10的預混合粘合劑)
材料 重量百分比預混合粘合劑(來自實施例10) l4.11
蒸餾水 3.53熔融4丐穩(wěn)定化的氧化鋯 82.36
(UCM Ca穩(wěn)定化的氧化鋯-325)表面活性劑(Buntrock PS 9400) 5滴/100g漿料
消泡劑(Buntrock AF 9450 2滴/100g漿料
這種漿料類似于前面實施例中的其它漿料，但是使用實施例10的預混合粘合劑制備的。
實施例13: 氧化鋯+氧化釔底涂層漿料(具有實施例10的預混合粘合劑)
材料
預混合粘合劑(來自實施例10)蒸餾水
熔融釣穩(wěn)定化的氧化鋯(UCM Ca穩(wěn)定化的氧化鋯-325)熔融氧化釔(UCM -325)表面活性劑(Buntrock PS 9400)消泡劑(Buntrock AF 9450
重量百分比15.903.8940.11
40.10
5滴/100g漿料2滴/100g漿料
這種漿料類似于前面實施例中的其它漿料，但是使用實施例IO的預混合粘合劑制備的。
實施例14: 氧化釔底涂層漿料(中性電荷溶膠)
材料 重量百分比月交態(tài)二氧化石圭(BindzilDP-5110) 7.50蒸餾水 10.89聚乙烯醇(Celvol 08-125) 3.43Curesan 200 0.20氧化鋯(MEI Grade MS-2) 1.40
熔融氧化釔(UCM-325目) 76.58
表面活性劑(Buntrock PS 9400) 5滴/100g漿料
消泡劑(Buntrock af-2004) 2滴/100g漿料按所示順序添加并混合各成分。這種漿料使用具有中性電荷的膠態(tài)二氧化硅粘合劑。當不使用時，應儲存在封閉容器中。
本發(fā)明漿料經(jīng)浸漬、粉刷和干燥后，隨之進行形成殼層的工藝，首先涂一個或多個中間涂層，然后涂典型的任何背層殼體系。供這些和類似的底涂層使用的中間漿料，其配制要求是要使干燥底涂層在浸漬過程中的再溶解達最小。中間漿料包含負電溶膠膠態(tài)二氧化硅粘合劑、為增進濕強度的一定百分比的可溶聚合物以及進一步硬化底涂層和防止有機聚合物還未燒結的結合物溶解的交聯(lián)劑(如在底涂層中一樣)。
下面列舉氧化鋁基中間漿料的兩個例子。
實施例15:中間交聯(lián)含水漿料
包含也可用作無機粘合劑與本發(fā)明的氧化釔漿料一起使用的交聯(lián)阻溶劑。
材料碳酸鋯銨
片狀氧化鋁(-325目)
這種漿料不會引起氧化釔底涂層漿料的任何軟化，因為碳酸鋯銨(AZC)對于上面實施例l、 2和3中的任何一個，都起雙重作用，既作為無機粘合劑，又作為交聯(lián)阻溶劑。
實施例16: 中間不溶含水漿料
這種漿料包含有機交聯(lián)阻溶劑以消除實施例1、 2和3的氧化釔漿料在浸涂過程中任何重新溶解的趨勢。
材料 重量百分比膠態(tài)二氧化硅溶膠(Bindzil 830 ) 16.3蒸餾水 7.0Celvol 08-125 2.3阻溶劑/交聯(lián)劑(Curesan 200) 0.2片狀氧化鋁(-325目) 81.8
16
重量百分比
18.082.0表面活性劑(Buntrock PS 9400) 消泡劑(Buntrock AF 9450)
5滴/100g漿料 2滴/100g漿料
實施例17:中間不溶含水漿料(具有實施例10的預混合粘合劑)
這種漿料包含有機交聯(lián)阻溶劑以消除實施例1、 2和3的氧化釔漿料在浸涂 過程中任何重新溶解的趨勢。
材料
預混合粘合劑(來自實施例10 ) 片狀氧化鋁(-325目) 表面活性劑(Buntrock PS 9400) 消泡劑(Buntrock AF 9450)
重量百分比 28.0 72.0 5滴/100g漿料 5滴/100g ^
1權利要求
1、一種用于形成熔模鑄造模具的漿料組合物，包含包括選自氧化釔、氧化鋯和稀土金屬氧化物中的一種或多種材料的耐融材料；帶正電荷的膠態(tài)二氧化硅；有機聚合物；促穩(wěn)定性酸；水；和視需要而選擇的一種或多種添加劑，所述添加劑選自交聯(lián)劑、燒結助劑、表面活性劑、消泡劑和阻溶劑。
2、 權利要求1的漿液，其中所述耐融材料選自熔融氧化釔、燒結氧化釔、 熔融氧化鋯、熔融鋯酸4丐、Er203、 Sc203、 Pr203、 SrO、 La203和它們的混合物。
3、 權利要求l的漿液，其中所述帶正電荷的膠態(tài)二氧化硅的含量為漿液的 約0.5wt。/o至約20.0wt%。
4、 權利要求l的漿液，其中所述有機聚合物含量以干重為基礎計不超過約 2.0wt% 。
5、 權利要求4的漿液，其中所述有機聚合物為聚乙烯醇。
6、 權利要求5的漿液，其中所述聚乙烯醇被水解至少約85.0% 。
7、 權利要求l的漿液，其中所述促穩(wěn)定性酸含量不超過漿液的約2.0wt%。
8、 權利要求7的漿液，其中所述促穩(wěn)定性酸選自羥基乙酸和羥基丙基纖維素。
9、 權利要求1的漿液，其中所述燒結助劑為平均粒徑小于約2.0微米的磨 細耐融材料的形式。
10、 權利要求1的漿液，其中燒結助劑的含量為約0.10wt。/。至約3.0wt%。
11、 權利要求9的漿液，其中耐融材料和燒結助劑在加入到漿液前被預混合。
12、 權利要求1的漿液，其中所述帶正電荷的膠態(tài)二氧化硅、所述有機聚 合物、所述促穩(wěn)定性酸和水在加入到所述漿液前被預混合形成粘合劑溶膠。
13、 權利要求1的漿液，其中所述漿液用作底涂料。
14、 一種用于形成熔模鑄造模具的漿料組合物，包含包括選自氧化釔、氧化鋯和稀土金屬氧化物中的一種或多種材料的耐融材料；帶負電荷或中性的膠態(tài)二氧化硅；有機聚合物；水；和視需要而選擇的一種或多種添加劑，所述添加劑選自交聯(lián)劑、燒結助劑、 表面活性劑、消泡劑、阻溶劑和pH調節(jié)劑。
15、 權利要求14的漿液，其中所述耐融材料選自熔融氧化釔、燒結氧化釔、 熔融氧化4告、熔融4告酸鉤、Er203、 Sc203、 Pr203、 SrO、 La203和它們的混合物。
16、 權利要求14的漿液，其中所述帶負電荷或中性的膠態(tài)二氧化硅的含量 為漿液的約0.5wt。/o至約20.0wt%。
17、 權利要求14的漿液，其中所述有機聚合物的含量以干重為基礎計不超 過約3.0wt% 。
18、 權利要求14的漿液，其中所述有機聚合物選自乳膠、聚乙烯醇、羥丙 基纖維素和基于苯乙烯、丁二烯、丙烯酸和乙烯基樹脂的聚合物乳液。
19、 權利要求18的漿液，其中所述聚乙烯醇被水解至少約85.0% 。
20、 權利要求14的漿液，其中所述燒結助劑為平均粒徑小于約2.0微米的 磨細耐融材料的形式。
21、 權利要求20的漿液，其中燒結助劑的含量為約0.10wt。/。至約3.0wt%。
22、 權利要求20的漿液，其中耐融材料和燒結助劑在加入到漿液前被預混合。
23、 權利要求14的漿液，其中所述帶正電荷的膠態(tài)二氧化硅、所述有機聚 合物、所述促穩(wěn)定性酸和水在加入到所述漿液前被預混合形成粘合劑溶液。
24、 權利要求14的漿液，其中所述漿液組合物具有至少約8.0的pH。
25、 一種形成熔模鑄造模具所用漿料中使用的粘合劑組合物，包含 帶正電荷的膠態(tài)二氧化硅；可溶性有機聚合物； 促穩(wěn)定性酸；和 水。
26、 權利要求25的粘合劑，其中所述帶正電荷的膠態(tài)二氧化硅的含量為漿 液的約0.5wt。/。至約20.0wt%。
27、 權利要求25的粘合劑，其中所述有機聚合物含量以干重為基礎計不超過約2.0wt% 。
28、 權利要求27的粘合劑，其中所述有機聚合物為聚乙烯醇。
29、 權利要求28的粘合劑，其中所述聚乙烯醇被水解至少約85.0 % 。
30、 權利要求25的粘合劑，其中所述促穩(wěn)定性酸的含量為不超過漿液的約 2.0wt%。
31、 權利要求30的粘合劑，其中所述促穩(wěn)定性酸選自羥基乙酸和羥丙基纖維素。
32、 一種形成熔模鑄造模具所用漿料中使用的粘合劑組合物，包含 帶負電荷或中性的膠態(tài)二氧化硅；可溶性有機聚合物；和 水。
33、 權利要求32的粘合劑，其中所述帶負電荷或中性的膠態(tài)二氧化硅的含 量為漿液的約0.5wt。/。至約20.0wt%。
34、 權利要求32的粘合劑，其中所述有機聚合物的含量以干重為基礎計不 超過約3.0wt% 。
35、 權利要求14的漿液，其中所述有機聚合物選自乳膠、聚乙烯醇、羥丙 基纖維素和基于苯乙烯、丁二烯、丙烯酸和乙烯基樹脂的聚合物乳液。
36、 權利要求35的粘合劑，其中所述聚乙烯醇被水解至少約85.0 % 。
全文摘要
本發(fā)明涉及形成澆鑄金屬合金更尤其是活性金屬合金的模具所用的新型粘合劑和漿料配方。與其它目前可用的殼模系統(tǒng)相比，本發(fā)明殼模產生表現(xiàn)出有限α-case的更均勻鑄件。
文檔編號C04B35/50GK101535214SQ200780041658
公開日2009年9月16日 申請日期2007年11月12日 優(yōu)先權日2006年11月10日
發(fā)明者大衛(wèi)·H.·斯特吉斯, 托馬斯·M.·布蘭斯克姆 申請人:邦特羅克實業(yè)公司