專利名稱：一種防粘砂鑄鋼消失模鑄造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鑄造領(lǐng)域，特別涉及消失模鑄鋼制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種防粘砂鑄鋼消失模鑄造工藝。
背景技術(shù)：
消失模鑄造(又稱實型鑄造)是將與鑄件尺寸形狀相似的泡沫模 型粘結(jié)組合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振動造型，在負壓下澆注，使模型氣化，液體金屬占據(jù)模型位置，凝固冷卻后形成鑄件的新型鑄造方法。與傳統(tǒng)鑄造技術(shù)相比，消失模鑄造有下列特點1.鑄件質(zhì)量好,成本低；2.材質(zhì)不限，大小皆宜；3.尺寸精度高，表面光潔，減少清理工作量；4.內(nèi)部缺陷大大減少，組織致密；5.可實現(xiàn)大規(guī)模、大批量生產(chǎn)，可以大大改善作業(yè)環(huán)境、降低勞動強度、減少能源消耗。雖然消失模鑄造工藝目前得到較快發(fā)展，但涂料技術(shù)還達不到理想的要求。因涂料性能直接影響鑄件的質(zhì)量，涂料除了隔離金屬液和型砂的直接接觸，防止鑄件產(chǎn)生機械粘砂和化學粘砂外，還有一個重要作用形成和保持鑄件型腔。所以必須具有較高的常溫強度以及高溫強度，并且要有合適的高溫透氣性。然而，目前涂料的質(zhì)量還有各方面的缺點，比如在鑄鋼生產(chǎn)中，澆鑄冷卻后，消失模涂料不容易從鑄件上剝離，大幅增加后續(xù)砂輪打磨處理成本。針對上述現(xiàn)象，申請人經(jīng)過涂層殘片分析，涂層內(nèi)層與鋼水直接接觸，外層與型砂直接接觸。澆鑄時，高溫鋼水會將涂料內(nèi)層潤濕并浸入涂料骨料顆粒間隙。待澆鑄完畢后，在鑄件緩慢冷卻過程中，鋼水將涂層與鑄件凝結(jié)成一體，從而使涂層難以從鑄件表面剝離。從以上分析得知，只有讓鋼水不能浸入骨料顆粒間隙，形成明顯的分界線，才能避免這種現(xiàn)象。然而由于骨料顆粒不能太小，否則會造透氣性下降，模樣氣化產(chǎn)物不能順利透出，會造成氣孔、夾渣現(xiàn)象，使得鑄件品質(zhì)下降。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，申請人對涂料的配方作出調(diào)整，使涂層內(nèi)部在高溫澆注時能生成一層熔融狀態(tài)的玻璃相，這樣就能成功阻擋在鋼水滲入耐火骨料之間。本發(fā)明的目的在于提供一種防粘砂鑄鋼消失模鑄造工藝。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種防粘砂鑄鋼消失模鑄造工藝，包含以下步驟I)將與鑄件尺寸形狀相似的泡沫模型粘結(jié)組合成模型簇；2)制備內(nèi)層涂料a)在膨潤土中加入水，高速攪拌后得到膨潤土漿；b)將水玻璃、羧甲基纖維素鈉、正辛醇、脂肪醇聚氧乙烯醚加入水中，配制成水溶液；c)將步驟a)得到的膨潤土漿和石英粉加入步驟b)得到的水溶液中，在不斷攪拌下加入水混制成內(nèi)層涂料；3)制備外層涂料d)在鈉基膨潤土中加入水，高速攪拌后得到鈉基膨潤土漿；e)將白溶膠、羧甲基纖維素鈉、正辛醇、脂肪醇聚氧乙烯醚加入水中，配制成水溶液；f)將步驟d)得到的鈉基膨潤土漿和高鉻鋼玉加入步驟e)得到的水溶液中，在不斷攪拌下加入水混制成外層涂料；4)消失模模樣首先浸入內(nèi)層涂料，取出后干燥處理；干燥后再掛涂外層涂料，干 燥；5)將步驟4)得到的模型置于沙箱內(nèi)，填上干沙，進行震動緊實，在沙箱上覆蓋塑料薄膜并對沙箱內(nèi)抽真空；6)將熔化的金屬澆鑄到模型區(qū)域，消失模氣化，金屬置換模型，經(jīng)冷卻后取出鑄件。進一步地，步驟2)中制備內(nèi)層涂料的各組分的配比為石英粉25 75重量份、膨潤土廣3重量份、水玻璃O. 5^1. 5重量份、羧甲基纖維素鈉O. 75^2. 25重量份、正辛醇O. 15 O. 45重量份，脂肪醇聚氧乙烯醚O. 15 O. 45重量份。在本發(fā)明的實施例中，步驟2)中制備內(nèi)層涂料的各組分的配比為石英粉50重量份、膨潤土 2重量份、水玻璃I重量份、羧甲基纖維素鈉I. 5重量份、正辛醇O. 3重量份，月旨肪醇聚氧乙烯醚O. 3重量份。步驟a)中，膨潤土與加入的水的重量比為1:10 ;步驟b)中，水玻璃與加入的水的重量比為1:20 ;步驟c)中，石英粉與在不斷攪拌下加入的水的重量比為1:1。進一步地，步驟3)中制備外層涂料的各組分的配比為高鉻鋼玉25 75重量份、鈉基膨潤土 I. 5^4. 5重量份、白溶膠O. 25、. 75重量份、羧甲基纖維素鈉O. 75^2. 25重量份、正辛醇O. 15^0. 45重量份，脂肪醇聚氧乙烯醚O. 15^0. 45重量份。在本發(fā)明的實施例中，步驟3)中制備外層涂料的各組分的配比為高鉻鋼玉50重量份、鈉基膨潤土 3重量份、白溶膠O. 5重量份、羧甲基纖維素鈉I. 5重量份、正辛醇O. 3重量份，脂肪醇聚氧乙烯醚O. 3重量份。步驟d)中，鈉基膨潤土與加入的水的重量比為1:10 ;步驟e)中，白溶膠與加入的水的重量比為1:40 ;步驟f)中，高鉻鋼玉與在不斷攪拌下加入的水的重量比為1:1。進一步地，步驟c)和f)中的攪拌方式為先高速攪拌I小時再低速攪拌排出內(nèi)層涂料和外層涂料中卷入的氣體，保持低速攪拌10小時左右。在本發(fā)明的實施例中，步驟4)中掛涂外層涂料的次數(shù)為2-5次。干燥溫度為4(T60°C，干燥時間為2-8小時。本發(fā)明具有以下有益效果鑄件冷卻后，大部分涂片自動從鑄件表面剝離，剝離效果突出。即使少部分沒剝落的涂層，后續(xù)處理也大為簡化，節(jié)省了大量人工。經(jīng)涂料殘片分析，涂層沒有被鋼水侵入，涂層內(nèi)層的耐火骨料顆粒間受到融化的玻璃相填充，阻止了鋼水的入侵，同時也避免了鑄件粘砂現(xiàn)象。


圖I是本發(fā)明公開的防粘砂鑄鋼消失模鑄造工藝的流程圖。
具體實施例方式以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明，但并非限制本發(fā)明的應用范圍。實施例I一種防粘砂鑄鋼消失模鑄造工藝，包含以下步驟I)將與鑄件尺寸形狀相似的泡沫模型粘結(jié)組合成模型簇；2)制備內(nèi)層涂料

a)在I重量份膨潤土中加入10重量份水，高速攪拌5小時后得到膨潤土漿；b)I. 5重量份水玻璃、2. 25重量份羧甲基纖維素鈉、O. 15重量份正辛醇、O. 45重量份脂肪醇聚氧乙烯醚加入30重量份水中，配制成水溶液；c)將步驟a)得到的膨潤土漿和25重量份石英粉加入步驟b)得到的水溶液中，在不斷攪拌下加入25重量份水混制成內(nèi)層涂料，攪拌方式為先高速攪拌I小時再低速攪拌排出內(nèi)層涂料中卷入的氣體，保持低速攪拌8小時；3)制備外層涂料d)在I. 5重量份鈉基膨潤土中加入15重量份水，高速攪拌7小時后得到鈉基膨潤土衆(zhòng);e)將O. 75重量份白溶膠、2. 25重量份羧甲基纖維素鈉、O. 15重量份正辛醇、O. 45重量份脂肪醇聚氧乙烯醚加入30重量份水中，配制成水溶液；f )將步驟d)得到的鈉基膨潤土漿和25重量份高鉻鋼玉加入步驟e)得到的水溶液中，在不斷攪拌下加入25重量份水混制成外層涂料，攪拌方式為先高速攪拌I小時再低速攪拌排出外層涂料中卷入的氣體，保持低速攪拌11小時；4)消失模模樣首先浸入內(nèi)層涂料，取出后干燥處理；干燥后再掛涂外層涂料，干燥；5)將步驟4)得到的模型置于沙箱內(nèi)，填上干沙，進行震動緊實，在沙箱上覆蓋塑料薄膜并對沙箱內(nèi)抽真空；6)將熔化的金屬澆鑄到模型區(qū)域，消失模氣化，金屬置換模型，經(jīng)冷卻后取出鑄件。實施例2一種防粘砂鑄鋼消失模鑄造工藝，包含以下步驟I)將與鑄件尺寸形狀相似的泡沫模型粘結(jié)組合成模型簇；2)制備內(nèi)層涂料a)在3重量份膨潤土中加入30重量份水，高速攪拌7小時后得到膨潤土漿；b)將O. 5重量份水玻璃、O. 75重量份羧甲基纖維素鈉、O. 45重量份正辛醇、O. 15重量份脂肪醇聚氧乙烯醚加入10重量份水中，配制成水溶液；c)將步驟a)得到的膨潤土漿和75重量份石英粉加入步驟b)得到的水溶液中，在不斷攪拌下加入75重量份水混制成內(nèi)層涂料，攪拌方式為先高速攪拌I小時再低速攪拌排出內(nèi)層涂料中卷入的氣體，保持低速攪拌10小時；3)制備外層涂料
d)在4. 5重量份鈉基膨潤土中加入45重量份水，高速攪拌5小時后得到鈉基膨潤土衆(zhòng);e)將O. 75重量份白溶膠、O. 75重量份羧甲基纖維素鈉、O. 15重量份正辛醇、O. 45重量份脂肪醇聚氧乙烯醚加入30重量份水中，配制成水溶液；f )將步驟d)得到的鈉基膨潤土漿和75重量份高鉻鋼玉加入步驟e)得到的水溶液中，在不斷攪拌下加入75重量份水混制成外層涂料，攪拌方式為先高速攪拌I小時再低速攪拌排出外層涂料中卷入的氣體，保持低速攪拌10小時；4)消失模模樣首先浸入內(nèi)層涂料，取出后干燥處理；干燥后再掛涂外層涂料，干燥；
5)將步驟4)得到的模型置于沙箱內(nèi)，填上干沙，進行震動緊實，在沙箱上覆蓋塑料薄膜并對沙箱內(nèi)抽真空；6)將熔化的金屬澆鑄到模型區(qū)域，消失模氣化，金屬置換模型，經(jīng)冷卻后取出鑄件。實施例3一種防粘砂鑄鋼消失模鑄造工藝，包含以下步驟I)將與鑄件尺寸形狀相似的泡沫模型粘結(jié)組合成模型簇；2)制備內(nèi)層涂料a)在2重量份膨潤土中加入20重量份水，高速攪拌6小時后得到膨潤土漿；b)將I重量份水玻璃、I. 5重量份羧甲基纖維素鈉、O. 3重量份正辛醇、O. 3重量份脂肪醇聚氧乙烯醚加入20重量份水中，配制成水溶液；c)將步驟a)得到的膨潤土漿和50重量份石英粉加入步驟b)得到的水溶液中，在不斷攪拌下加入50重量份水混制成內(nèi)層涂料，攪拌方式為先高速攪拌I小時再低速攪拌排出內(nèi)層涂料中卷入的氣體，保持低速攪拌11小時；3)制備外層涂料d)在3重量份鈉基膨潤土中加入30重量份水，高速攪拌6小時后得到鈉基膨潤土漿；e)將O. 5重量份白溶膠、I. 5重量份羧甲基纖維素鈉、O. 3重量份正辛醇、O. 3重量份脂肪醇聚氧乙烯醚加入20重量份水中，配制成水溶液；f )將步驟d)得到的鈉基膨潤土漿和50重量份高鉻鋼玉加入步驟e)得到的水溶液中，在不斷攪拌下加入50重量份水混制成外層涂料，攪拌方式為先高速攪拌I小時再低速攪拌排出外層涂料中卷入的氣體，保持低速攪拌11小時；4)消失模模樣首先浸入內(nèi)層涂料，取出后干燥處理；干燥后再掛涂外層涂料，干燥；5)將步驟4)得到的模型置于沙箱內(nèi)，填上干沙，進行震動緊實，在沙箱上覆蓋塑料薄膜并對沙箱內(nèi)抽真空；6)將熔化的金屬澆鑄到模型區(qū)域，消失模氣化，金屬置換模型，經(jīng)冷卻后取出鑄件。在本發(fā)明的實施例中，可以根據(jù)鑄件情況可以掛涂外層涂料多次，例如2-5次。另夕卜，為降低澆注時的發(fā)氣量，保證鑄件質(zhì)量，泡沫塑料模樣涂上涂料后必須烘干，保證足夠的干燥時間使涂料烘干、烘透，溫度控制在40-60度，時間2-8小時，必要時使用微波烘干燥，可以短時間內(nèi)完成干燥過程。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用來限定本發(fā)明的實施范圍；如果不脫離本發(fā)明的精神和范圍，對本發(fā)明進行修改或者等同替換，均應涵蓋在本發(fā)明 權(quán)利要求的保護范圍當中。
權(quán)利要求
1.一種防粘砂鑄鋼消失模鑄造工藝，其特征在于，包含以下步驟 1)將與鑄件尺寸形狀相似的泡沫模型粘結(jié)組合成模型簇； 2)制備內(nèi)層涂料 a)在膨潤土中加入水，高速攪拌后得到膨潤土漿； b)將水玻璃、羧甲基纖維素鈉、正辛醇、脂肪醇聚氧乙烯醚加入水中，配制成水溶液； c)將步驟a)得到的膨潤土漿和石英粉加入步驟b)得到的水溶液中，在不斷攪拌下加入水混制成內(nèi)層涂料； 3)制備外層涂料 d)在鈉基膨潤土中加入水，高速攪拌后得到鈉基膨潤土漿； e)將白溶膠、羧甲基纖維素鈉、正辛醇、脂肪醇聚氧乙烯醚加入水中，配制成水溶液； f)將步驟d)得到的鈉基膨潤土漿和高鉻鋼玉加入步驟e)得到的水溶液中，在不斷攪拌下加入水混制成外層涂料； 4)消失模模樣首先浸入內(nèi)層涂料，取出后干燥處理；干燥后再掛涂外層涂料，干燥； 5)將步驟4)得到的模型置于沙箱內(nèi)，填上干沙，進行震動緊實，在沙箱上覆蓋塑料薄膜并對沙箱內(nèi)抽真空； 6)將熔化的金屬澆鑄到模型區(qū)域，消失模氣化，金屬置換模型，經(jīng)冷卻后取出鑄件。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的防粘砂鑄鋼消失模鑄造工藝，其特征在于，步驟2)中制備內(nèi)層涂料的各組分的配比為石英粉25 75重量份、膨潤土 f 3重量份、水玻璃O. 5^1. 5重量份、羧甲基纖維素鈉O. 75^2. 25重量份、正辛醇O. 15^0. 45重量份，脂肪醇聚氧乙烯醚O.15 O. 45重量份。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防粘砂鑄鋼消失模鑄造工藝，其特征在于，步驟2)中制備內(nèi)層涂料的各組分的配比為石英粉50重量份、膨潤土 2重量份、水玻璃I重量份、羧甲基纖維素鈉I. 5重量份、正辛醇O. 3重量份，脂肪醇聚氧乙烯醚O. 3重量份。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的防粘砂鑄鋼消失模涂料的制備方法，其特征在于，步驟a)中，膨潤土與加入的水的重量比為1:10 ;步驟b)中，水玻璃與加入的水的重量比為1:20 ;步驟c)中，石英粉與在不斷攪拌下加入的水的重量比為1:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的防粘砂鑄鋼消失模鑄造工藝，其特征在于，步驟3)中制備外層涂料的各組分的配比為高鉻鋼玉25 75重量份、鈉基膨潤土 I. 5^4. 5重量份、白溶膠O.25、. 75重量份、羧甲基纖維素鈉O. 75 2. 25重量份、正辛醇O. 15 O. 45重量份，脂肪醇聚氧乙烯醚O. 15 O. 45重量份。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的防粘砂鑄鋼消失模鑄造工藝，其特征在于，步驟3)中制備外層涂料的各組分的配比為高鉻鋼玉50重量份、鈉基膨潤土 3重量份、白溶膠O. 5重量份、羧甲基纖維素鈉I. 5重量份、正辛醇O. 3重量份，脂肪醇聚氧乙烯醚O. 3重量份。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的防粘砂鑄鋼消失模涂料的制備方法，其特征在于，步驟d)中，鈉基膨潤土與加入的水的重量比為1:10 ;步驟e)中，白溶膠與加入的水的重量比為1:40 ;步驟f)中，高鉻鋼玉與在不斷攪拌下加入的水的重量比為1:1。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的防粘砂鑄鋼消失模鑄造工藝，其特征在于，步驟c)和f)中的攪拌方式為先高速攪拌I小時再低速攪拌排出內(nèi)層涂料和外層涂料中卷入的氣體，保持低速攪拌10小時左右。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的防粘砂鑄鋼消失模鑄造工藝，其特征在于，步驟4)中，掛涂外層涂料的次數(shù)為2-5次。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的防粘砂鑄鋼消失模鑄造工藝，其特征在于，步驟4)中，干燥溫度為4(T60°C，干燥時間為2-8小時。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種防粘砂鑄鋼消失模鑄造工藝，包括制作模型簇、制備內(nèi)層涂料、制備外層涂料、用內(nèi)層涂料和外層涂料處理消失模模樣、振動造型、澆鑄置換和冷卻等步驟。經(jīng)涂料殘片分析，涂層沒有被鋼水侵入，涂層內(nèi)層的耐火骨料顆粒間受到融化的玻璃相填充，阻止了鋼水的入侵，同時也避免了鑄件粘砂現(xiàn)象。
文檔編號B22C3/00GK102873263SQ20121032002
公開日2013年1月16日 申請日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月31日
發(fā)明者陳立國 申請人:太倉科博爾精密鑄業(yè)有限公司