專利名稱：：用于熔模鑄造的石膏鑄型材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于g鑄造的石骨鑄型材料，并且特別是用于可使用貴金屬如金、銀、鉑等來(lái)制造精密鑄件的熔模鑄造的石骨鑄型材料。即使成型工藝在注入熔融金屬時(shí)的高溫下進(jìn)行，也沒(méi)有裂玟產(chǎn)生，并得到良好的綠性。
背景技術(shù)：
：精密鑄造工藝通常分為復(fù)型鑄造(replicacasting)、熔鉛鑄造(leadcasting)和失蠟鑄造。失蠟鑄造，即失模鑄造，也被稱為熔^#造。自從古埃及和古中國(guó)時(shí)代以來(lái)，這種鑄造工藝已經(jīng)被牙醫(yī)和貴金屬工人使用了很長(zhǎng)時(shí)間，其在第二次世界大戰(zhàn)以后實(shí)際上已成為工業(yè)的一部分。在航空工業(yè)領(lǐng)域中，熔^#造使用具有高熔點(diǎn)的金屬來(lái)制造精密且形狀復(fù)雜的不容易處理的產(chǎn)品，以開(kāi)發(fā)和制造火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的特殊部件和噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片。熔模鑄造在具有相對(duì)簡(jiǎn)單形狀的鑄件的材料選擇上沒(méi)有任何限制。隨著經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)的積累，市場(chǎng)變得更寬。在熔模鑄造中，用鑄型材料制成圓柱形結(jié)構(gòu)(cylindricalframe)，然后使蠟熔融并蒸發(fā)，然后將熔融金屬灌注到特定的模具中。還有一種蜂窩澆注(cellcasting)方法，其由德國(guó)的Kroenig在第二次世界大戰(zhàn)期間開(kāi)發(fā)，但實(shí)際上在美國(guó)應(yīng)用。在上面的方法中，將熱固性樹(shù)脂置于模型之間，加熱并且在通過(guò)環(huán)狀結(jié)構(gòu)噴涂時(shí)固化。其優(yōu)點(diǎn)是可大量生產(chǎn)，獲得精確的尺寸，并且可得到5mm厚的產(chǎn)品，這增加了可靠性。產(chǎn)品具有清潔的表面。型砂由細(xì)酚醛樹(shù)脂粉末與細(xì)二氧化硅混合來(lái)制備，粘結(jié)劑由熱固性酚醛樹(shù)脂制成。用于熔模鑄造或失蠟法的鑄型材料是精確地固化的，因?yàn)槟軌蛲╥t^確地圍繞蠟?zāi)＞叩耐獗矶鴱?fù)制與原表面相同的表面。另外，需^#型材料在成型過(guò)程中耐高溫。所以，高溫下通常使用硅砂和火山灰，以防止成型過(guò)程中的裂紋。通過(guò)混合由研磨閉模(closedmold)或耐火磚制成的耐火材料來(lái)防止收縮，由此使顆粒被隔開(kāi)以得到良好的空氣循環(huán)。按一定的比例混合適量的石骨。當(dāng)將鑄型材料注入到蠟?zāi)＞咧袝r(shí)，在表面上涂覆精細(xì)泥料(dough)以避免泡的形成。更多的包含增強(qiáng)劑的泥料被二次處理并涂飾在所W面上。作為牙齒成型材料的鑄型材料通常由石骨、石頭、藻酸鹽等制成。根據(jù)用于鑄件的鑄型材料的類型，有用于金牙的金鑄型材料、用于銀牙的齒冠鑄型材料、用于假牙的局部鑄型材料、用于烤瓷牙的釉料(empressX由石骨做成的鑄型材料通常用于不具有較高熔點(diǎn)的金、銀、合金和銅合金。鑄件體看起來(lái)很精密，并且甚至在精確形狀部分也可以得到優(yōu)良的再現(xiàn)性能。所以，鑄型材料通常用于貴金屬的精密鑄造。特別地，用于牙鑄造收縮，因此其需要具有適當(dāng)?shù)墓ぷ鲿r(shí)間、固化時(shí)間、可靠的強(qiáng)度、精細(xì)部分的良好再現(xiàn)、良好的通風(fēng)和耐熱性能。然而，由于韓國(guó)無(wú)法生產(chǎn)用于熔^^造的石骨鑄型材料，所以所有材料都是進(jìn)口的。因此，需要開(kāi)發(fā)用于具有高生產(chǎn)率的新的熔模鑄造工藝的石骨鑄型材料。所以，與傳統(tǒng)的有色金屬例如鋅、鋁等的鑄造工藝相比，本發(fā)明人研究并開(kāi)發(fā)了一種用于鑄造貴金屬如金、銀、鉑等的熔模鑄造的石骨鑄型材料。因此，本發(fā)明人用a石骨作為粘結(jié)劑以合適的比例混合方石英和^fl"粘結(jié)劑。該混合物可在熔融金屬的高溫下成型，并且在特定的壓力下無(wú)裂紋產(chǎn)生。
發(fā)明內(nèi)容相應(yīng)地，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于熔模鑄造的石骨鑄型材料，其克服了傳統(tǒng)技術(shù)中遇到的問(wèn)題。本發(fā)明的另一目的是提供一種用于可利用貴金屬如金、銀、鉑等來(lái)制造精密鑄件的熔模鑄造的石骨鑄型材料。甚至當(dāng)成型工藝在熔融金屬注入時(shí)的高溫下進(jìn)行時(shí)，也沒(méi)有產(chǎn)生裂紋，并得到良好的^t性。為達(dá)到上面的目的，提供一種用于精密熔模鑄造的石骨鑄型材料，其特征在于所述石骨鑄型材料通過(guò)分別混合30~40wt%的10nm方石英、3560wt。/。的30fim方石英、15~25wt%的a石骨、15wt。/。的時(shí)間調(diào)節(jié)劑和i^l"增強(qiáng)劑(slurryreinforcingagent)而制備。具體實(shí)施例方式將對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行更詳細(xì)的描述。方石英是根據(jù)本發(fā)明的用于熔模鑄造的石骨鑄型材料的主要組分，其包含具有兩種類型粒徑分布的Si02。在本發(fā)明中，優(yōu)選將粒徑分布為10nm的方石英和粒徑分布為30nm的方石英相互混合。此時(shí)，優(yōu)選加入30~40wt%的10nm的方石英，并優(yōu)選加入35~60wt%的30jim的方石英。更優(yōu)選的是，粒徑分布為10jim的方石英和粒徑分布為30nm的方石英具有相近的重量比。否則會(huì)發(fā)生收縮現(xiàn)象。當(dāng)只4吏用粒徑分布為30fim的方石英時(shí)，發(fā)生輕微收縮。用作粘結(jié)劑的a石骨(CaS04'l/2H20)優(yōu)選為具有100粒徑分布的石骨。此時(shí)，優(yōu)選加入1525wt。/。的a石骨。據(jù)信由于a石骨被用作粘結(jié)劑出現(xiàn)石骨鑄型材料的收縮現(xiàn)象。由于CaS04.2H20脫水變成CaS(Vl/2H20,所以會(huì)產(chǎn)生很大程度的收縮。由于一定數(shù)量的晶體脫水和晶體結(jié)構(gòu)的變化，出現(xiàn)上述收縮。由于可以通過(guò)加入耐火材料來(lái)補(bǔ)償石骨晶體的收縮，所以可以降低粘結(jié)劑的量，并可以根據(jù)下面熱處理實(shí)驗(yàn)的結(jié)果增加耐火材料的量。加入到才艮據(jù)本發(fā)明的石骨鑄型材料中的時(shí)間調(diào)節(jié)劑由CaS04.2H20、硫酸鉀、硼砂或錫酸鈉形成，涂料增強(qiáng)劑由甲基甘氨酸或三聚氰胺樹(shù)脂形成。其優(yōu)選量為l5wt。/c。在窯內(nèi)燒制鑄型材料包覆的模具，使蠟熔化并蒸發(fā)，并完全除去水分，從而不會(huì)形成傳統(tǒng)上由金屬中的氣體所形成的泡。才艮據(jù)模具的尺寸確定燒制溫度和時(shí)間。模具在120。C時(shí)開(kāi)始脫水，并將溫度逐漸升高至800。C。所i^具在800。C以上干燥幾小時(shí)，使得其內(nèi)側(cè)被充分加熱。蠟在200~400°C下熔化并蒸發(fā)。當(dāng)溫度急劇升高時(shí)，蠟沸騰，所以表面可能會(huì)變粗糙，并且蠟可能會(huì)殘留于內(nèi)部，由此阻礙了澆鑄流體的流動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的用于熔模鑄造的石骨鑄型材料可用于制造使用貴金屬如金、銀、鉑等的精密鑄件。成型工藝甚至可在注入熔融金屬時(shí)的高溫下進(jìn)行，沒(méi)有裂紋產(chǎn)生，并得到良好的^t性。將描述本發(fā)明的詳細(xì)方法，但本發(fā)明并不局限于所公開(kāi)的實(shí)施例。<實(shí)施例1>通過(guò)混合30wt%的10nm方石英、50wt%的30fim方石英(CS200，由KoreaSemiconductor生產(chǎn))、19wt%的100的a石骨、0.5wt%的時(shí)間調(diào)節(jié)劑和0.5wt%M增強(qiáng)劑來(lái)制備濤型材料。<實(shí)施例2>通過(guò)混合35wt%的10nm方石英、45wt%的30jrni方石英、19wt%的100nm的a石骨、0.5wt%的時(shí)間調(diào)節(jié)劑和0.5wt%J^Ht強(qiáng)劑來(lái)制糾型材料。<實(shí)施例3>通過(guò)混合40wt%的10nm方石英、40wt%的30fim方石英、19wt%的100nm的a石骨、0.5wt%的時(shí)間調(diào)節(jié)劑和0.5wt%^H"增強(qiáng)劑來(lái)制M型材料。<對(duì)比實(shí)施例1>通過(guò)混合60wt%的10nm方石英、20wt%的30fim的a石骨、19wt%的100fim的a石骨和1wt%的時(shí)間調(diào)節(jié)劑來(lái)制備絝型材料。<對(duì)比實(shí)施例2>通過(guò)混合65wt%的10方石英、10wt%的30nm的a石骨、24wt%的100Jim的a石膏和1wt%的時(shí)間調(diào)節(jié)劑來(lái)制備絝型材料。<對(duì)比實(shí)施例3>通過(guò)混合70wt%的10jim方石英、10wt%的30jim的a石骨、19wt%的100nm的a石骨和1wt%的時(shí)間調(diào)節(jié)劑來(lái)制備濤型材料。<對(duì)比實(shí)施例4>通過(guò)混合70wt%的30nm方石英、29wt%的100jim的a石骨、0.5wt%的時(shí)間調(diào)節(jié)劑和0.5wt%^Mt強(qiáng)劑來(lái)制備濤型材料。<對(duì)比實(shí)施例5>通過(guò)混合75wt%的30jim方石英、24wt%的100的a石骨、0.5wt%的時(shí)間調(diào)節(jié)劑和0.5wt%涂料增強(qiáng)劑來(lái)制備濤型材料。<對(duì)比實(shí)施例6>通過(guò)混合80wt%的30nm方石英、19wt%的100的a石骨、0.5wt%的時(shí)間調(diào)節(jié)劑和0.5wt%涂料增強(qiáng)劑來(lái)制備濤型材料。<試驗(yàn)1>分別在25匸處理實(shí)施例1~3和對(duì)比實(shí)施例1~3制備的鑄型材料，并在750'C下對(duì)上述鑄型材料進(jìn)行1小時(shí)的用于成型的熱處理。熱處理后的冷卻溫度為350'C，并且水溫為25。C。下表l列出了熱處理的結(jié)果。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>如上表所示，對(duì)比實(shí)施例1~6制備的鑄型材料發(fā)生了收縮。<試驗(yàn)2>在25'C下處理實(shí)施例3制備的鑄型材料，并且分別在800'C、900'C和1000'C的溫度下對(duì)上述鑄型材料進(jìn)行1小時(shí)的用于成型的熱處理。熱處理后的冷卻溫度為350'C，并且水溫為25'C。下表2列出了熱處理的結(jié)果。[表2<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>如上所述，根據(jù)本發(fā)明的用于熔^#造的石骨鑄型材料可在高溫下成型，并且即使在注入熔融金屬時(shí)施加壓力，也沒(méi)有產(chǎn)生裂紋，分軟性也極好。本發(fā)明的石骨鑄型材料可用于用來(lái)制造貴金屬如金、銀、鉑等的g鑄造。由于本發(fā)明可以體現(xiàn)為幾種形式，而不脫離其精神或基本特征，所以應(yīng)該理解前述實(shí)施例不受前面描述的任何細(xì)節(jié)的限制，除非另有"i兌明，而應(yīng)該被廣義地解釋為在所附權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)，因此所有落入權(quán)利要求集合和范圍內(nèi)的變化和修改或者所述集合和范圍的等同物都被所附權(quán)利要求包含。權(quán)利要求1.一種用于精密熔模鑄造的石膏鑄型材料，其特征在于所述石膏鑄型材料通過(guò)分別混合30～40wt％的10μm方石英、35～60wt％的30μm方石英、15～25wt％的α石膏、1～5wt％的時(shí)間調(diào)節(jié)劑和涂料增強(qiáng)劑而制備。2.權(quán)利要求1的鑄型材料，其中所述時(shí)間調(diào)節(jié)劑由選自CaS04*2H20、硫酸鉀、硼砂和錫酸鈉中的一種制成。3.權(quán)利要求1的鑄型材料，其中所述涂料增強(qiáng)劑為甲基甘氨酸或三聚氰胺樹(shù)脂。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種用于精密熔模鑄造的石膏鑄型材料，其特征在于所述石膏鑄型材料通過(guò)分別混合30～40wt％的10μm方石英、35～60wt％的30μm方石英、15～25wt％的α石膏、1～5wt％的時(shí)間調(diào)節(jié)劑和涂料增強(qiáng)劑而制備。使用貴金屬如金、銀、鉑等，其可被用于制造精密鑄件。成型工藝甚至可在注入熔融金屬時(shí)的高溫下進(jìn)行，沒(méi)有裂紋產(chǎn)生，并得到良好的分散性。文檔編號(hào)B22C3/00GK101288896SQ200710194739公開(kāi)日2008年10月22日申請(qǐng)日期2007年11月29日優(yōu)先權(quán)日2007年4月18日發(fā)明者樸昭炫申請(qǐng)人:株式會(huì)社三祐