纖維增強(qiáng)熔模鑄造復(fù)合型殼的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種纖維增強(qiáng)熔模鑄造復(fù)合型殼，為解決現(xiàn)有鑄殼濕強(qiáng)度低，透氣性差問題，其由內(nèi)至外的結(jié)構(gòu)層次依次為鋯英粉填料的硅溶膠涂料面層、莫來粉填料的硅溶膠涂料過渡層、纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料背層、纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料封漿層；硅溶膠涂料面層與硅溶膠涂料過渡層之間、及硅溶膠涂料過渡層與硅溶膠涂料背層之間、及硅溶膠涂料背層與硅溶膠涂料封漿層之間分別有撒砂鑲嵌層。其具有既能提高熔模鑄造型殼的濕強(qiáng)度，又不影響其高溫下的透氣性，且能減少涂掛層數(shù)，提高生產(chǎn)效率的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】纖維增強(qiáng)熔模鑄造復(fù)合型殼
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及鑄造模具，尤其是一種纖維增強(qiáng)熔模鑄造復(fù)合型殼。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，熔模鑄造在生產(chǎn)精密鑄件方面得到較為廣泛的應(yīng)用，它通過可熔模料制備的型殼能夠獲得形狀尺寸準(zhǔn)確的澆鑄型腔，并且鑄件質(zhì)量較高。為了使得型殼在脫模及澆鑄過程中有更好的工藝性能，必須具備以下要求:足夠的濕強(qiáng)度，保證期在制造搬運(yùn)過程中不發(fā)生損壞；能夠承受高溫金屬液的沖刷作用，保證型殼不開裂；良好的透氣性，以獲得形狀完整的鑄件；較低的殘留強(qiáng)度，方便鑄件冷卻凝固后脫殼工序的操作性。但是，在使用熔模鑄造方法生產(chǎn)鑄件時，熔模鑄造硅溶膠型殼濕強(qiáng)度低，搬運(yùn)、涂掛過程中型殼易損壞，雖然靠增加涂掛層數(shù)可以提高其強(qiáng)度，但型殼的透氣性會降低，容易導(dǎo)致澆不足，并且延長了生產(chǎn)時間，降低生產(chǎn)效率。目前，許多關(guān)于纖維改性技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)展開，特別是在混凝土的研究方面。這對增強(qiáng)熔模鑄造型殼強(qiáng)度有一定啟發(fā)作用。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷提供一種纖維增強(qiáng)熔模鑄造復(fù)合型殼，其既能提高熔模鑄造型殼的濕強(qiáng)度，又不影響其高溫下的透氣性，且能減少涂掛層數(shù)，提高生產(chǎn)效率。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型纖維增強(qiáng)熔模鑄造復(fù)合型殼由內(nèi)至外的結(jié)構(gòu)層次依次為鋯英粉填料的硅溶膠涂料面層、莫來粉填料的硅溶膠涂料過渡層、纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料背層、纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料封漿層；鋯英粉填料的硅溶膠涂料面層與莫來粉填料的硅溶膠涂料過渡層之間、及莫來粉填料的硅溶膠涂料過渡層與纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料背層之間、及纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料背層與纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料封漿層之間分別有撒砂鑲嵌層。其中鋯英粉填料的硅溶膠涂料面層、莫來粉填料的硅溶膠涂料過渡層、纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料背層、纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料封漿層也可以分別稱為鋯英粉填料的硅溶膠涂料涂掛面層、莫來粉填料的硅溶膠涂料涂掛過渡層、纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料涂掛背層、纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料涂掛封漿層。其具有既能提高熔模鑄造型殼的濕強(qiáng)度，又不影響其高溫下的透氣性，且能減少涂掛層數(shù)，提高生產(chǎn)效率的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]作為優(yōu)化，所述纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料背層為由內(nèi)至外由內(nèi)至外依次配置的兩層組成，且兩層纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料背層有撒砂鑲嵌層；所述纖維為天然植物纖維或者Al2SiO5短切纖維。所述天然纖維為不能成團(tuán)的(挺立)纖維，如蘆葦纖維、椰殼纖維等。
[0006]作為優(yōu)化，組成所述撒砂鑲嵌層的每粒砂子的一部分鑲嵌在鋯英粉填料的硅溶膠涂料面層、莫來粉填料的硅溶膠涂料過渡層、纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料背層內(nèi)，另一部分鑲嵌在與前三層分別粘合的英來粉填料的硅溶膠涂料過渡層、纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料背層、纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料封漿層內(nèi)。通過撒砂避免砂粒重疊，保證撒單層砂粒來實(shí)現(xiàn)。
[0007]作為優(yōu)化，所述鋯英粉填料的硅溶膠涂料面層內(nèi)周為經(jīng)熔脫去蠟?zāi)：蟮膬?nèi)空心。
[0008]作為優(yōu)化，鋯英粉填料的硅溶膠涂料面層與莫來粉填料的硅溶膠涂料過渡層之間撒砂鑲嵌的結(jié)合形式為蠟?zāi)＝脘営⒎厶盍系墓枞苣z涂料涂掛撒砂干燥面層外周涂掛莫來粉填料的硅溶膠涂料過渡層。
[0009]作為優(yōu)化，所述莫來粉填料的硅溶膠涂料過渡層與纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料背層之間撒砂鑲嵌的結(jié)合形式為莫來粉填料的硅溶膠涂料涂掛撒砂干燥過渡層外周涂掛纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料封漿層。
[0010]作為優(yōu)化，所述纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料背層與纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料封漿層之間撒砂鑲嵌的結(jié)合形式為纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料撒砂干燥背層外周涂掛纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料封漿層。
[0011]作為優(yōu)化，所述纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料背層為依次配置的兩層組成時，且兩層纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料背層之間撒砂鑲嵌的結(jié)合形式為纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料撒砂干燥內(nèi)背層外周涂掛纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料外背層。
[0012]作為優(yōu)化，所述鋯英粉填料的硅溶膠涂料面層、莫來粉填料的硅溶膠涂料過渡層、纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料背層、纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料封漿層分別為鋯英粉填料的硅溶膠涂料涂掛面層、莫來粉填料的硅溶膠涂料涂掛過渡層、纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料涂掛背層、纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料涂掛封漿層。
[0013]作為優(yōu)化，所述鋯英粉填料的硅溶膠涂料面層與莫來粉填料的硅溶膠涂料過渡層、莫來粉填料的硅溶膠涂料涂掛過渡層與纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料涂掛內(nèi)背層、纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料涂掛內(nèi)背層與纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料涂掛外背層、纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料涂掛外背層與纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料涂掛封漿層之間的結(jié)合方式為直接涂掛粘結(jié)和通過撒砂鑲嵌的砂粒間接粘結(jié)。通過撒砂避免砂粒重疊，保證撒單層砂粒來實(shí)現(xiàn)。
[0014]其由于涂料中纖維的存在，使得涂料粘度較大，經(jīng)過5次涂掛及撒砂即可獲得較厚的型殼，并且步驟六所獲得型殼較未添加纖維所制備的型殼的濕強(qiáng)度更高，并且縮短了制殼周期。
[0015]本實(shí)用新型纖維增強(qiáng)熔模鑄造復(fù)合型殼的制備方法可以按照以下步驟進(jìn)行:
[0016]一、面層涂料制備:按鋯英粉與硅溶膠質(zhì)量比為3.2: I將鋯英粉加入到硅溶膠中，攪拌均勻，并加入百分含量為0.1% -0.3%的潤濕劑和消泡劑，連續(xù)攪拌24h備用；
[0017]二、面層型殼制備:用蠟?zāi)Ｇ逑匆呵逑聪災(zāi)１砻婧髮⑾災(zāi)＝氩襟E一所制備涂料中涂掛，提出后，撒砂并干燥，得到面層型殼；
[0018]三、過渡層涂料及型殼制備:按莫來粉與硅溶膠質(zhì)量比為1.5: I將莫來粉加入到硅溶膠中，攪拌12h后進(jìn)行涂掛、撒砂及干燥，得到過渡層型殼；
[0019]四、背層涂料制備:按莫來粉與硅溶膠質(zhì)量比為2.6: I將莫來粉加入到硅溶膠中，獲得膏狀涂料，并攪拌；將天然植物纖維或者Al2SiO5短切纖維按莫來粉質(zhì)量的
0.2% -1.0 %加入到攪拌中的膏狀涂料中，使其分散均勻，再加入硅溶膠，使得莫來粉與硅溶膠質(zhì)量比降低為1.3: 1，繼續(xù)攪拌2h備用。所述天然纖維為不能成團(tuán)的(挺立)纖維，如蘆葦纖維、椰殼纖維等。
[0020]五、背層型殼制備:將步驟三所獲得型殼沾入步驟四所制備涂料中，充分潤濕后提出，撒砂，自然干燥，得到背層I型殼；背層2型殼制備操作過程與第一層過程完全一致；
[0021]六、封漿:將步驟五所制得背層型殼沾入步驟四所制涂料中掛漿，提出并干燥，完成封衆(zhòng)。
[0022]七、焙燒:將步驟六所制得的型殼隨爐升溫至900°C，保溫2h，隨爐冷卻至室溫，出爐，得到纖維增強(qiáng)熔模鑄造復(fù)合型殼。
[0023]采用上述技術(shù)方案后，本實(shí)用新型纖維增強(qiáng)熔模鑄造復(fù)合型殼具有既能提高熔模鑄造型殼的濕強(qiáng)度，又不影響其高溫下的透氣性，且能減少涂掛層數(shù)，提高生產(chǎn)效率的優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是本實(shí)用新型纖維增強(qiáng)熔模鑄造復(fù)合型殼的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是圖1的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3是圖1的A-A向剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]如圖所示，本實(shí)用新型纖維增強(qiáng)熔模鑄造復(fù)合型殼由內(nèi)至外的結(jié)構(gòu)層次依次為鋯英粉填料的硅溶膠涂料面層1、莫來粉填料的硅溶膠涂料過渡層2、纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料背層3、纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料封漿層4 ;鋯英粉填料的硅溶膠涂料面層I與莫來粉填料的硅溶膠涂料過渡層2之間、及莫來粉填料的硅溶膠涂料過渡層2與纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料背層3之間、及纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料背層3與纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料封漿層4之間分別有撒砂鑲嵌層。所述鋯英粉填料的硅溶膠涂料面層I內(nèi)周為經(jīng)熔蒸脫蠟?zāi)：蟮膬?nèi)空心。圖3中的標(biāo)號5為該纖維增強(qiáng)熔模鑄造復(fù)合型殼澆鑄后的鑄件。
[0028]更具體為所述纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料背層為依次配置的兩層組成，且兩層纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料背層有撒砂鑲嵌層。所述鋯英粉填料的硅溶膠涂料面層與莫來粉填料的硅溶膠涂料過渡層之間撒砂鑲嵌的結(jié)合形式為蠟?zāi)＝脘営⒎厶盍系墓枞苣z涂料涂掛撒砂干燥面層外周涂掛莫來粉填料的硅溶膠涂料過渡層。
[0029]所述莫來粉填料的硅溶膠涂料過渡層與纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料背層之間撒砂鑲嵌的結(jié)合形式為莫來粉填料的硅溶膠涂料涂掛撒砂干燥過渡層外周涂掛纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料封漿層。
[0030]所述纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料背層與纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料封漿層之間撒砂鑲嵌的結(jié)合形式為纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料撒砂干燥背層外周涂掛纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料封漿層。
[0031]更具體為所述纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料背層為依次配置的兩層組成時，且兩層纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料背層之間撒砂鑲嵌的結(jié)合形式為纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料撒砂干燥內(nèi)背層外周涂掛纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料外背層。[0032]其中鋯英粉填料的硅溶膠涂料面層、莫來粉填料的硅溶膠涂料過渡層、纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料背層、纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料封漿層也可以分別為鋯英粉填料的硅溶膠涂料涂掛面層、莫來粉填料的硅溶膠涂料涂掛過渡層、纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料涂掛背層、纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料涂掛封漿層。
[0033]組成所述撒砂鑲嵌層的每粒砂子的一部分鑲嵌在鋯英粉填料的硅溶膠涂料面層、莫來粉填料的硅溶膠涂料過渡層、纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料背層內(nèi)，另一部分鑲嵌在與前三層分別粘合的莫來粉填料的硅溶膠涂料過渡層、纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料背層、纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料封漿層內(nèi)。通過撒砂避免砂粒重疊，保證撒單層砂粒來實(shí)現(xiàn)。
[0034]所述鋯英粉填料的硅溶膠涂料面層與莫來粉填料的硅溶膠涂料過渡層、莫來粉填料的硅溶膠涂料涂掛過渡層與纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料涂掛內(nèi)背層、纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料涂掛內(nèi)背層與纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料涂掛外背層、纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料涂掛外背層與纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料涂掛封漿層之間的結(jié)合方式為直接涂掛粘結(jié)和通過撒砂鑲嵌的砂粒間接粘結(jié)。通過撒砂避免砂粒重疊，保證撒單層砂粒來實(shí)現(xiàn)。
[0035]其具有既能提高熔模鑄造型殼的濕強(qiáng)度，又不影響其高溫下的透氣性，且能減少涂掛層數(shù)，提高生產(chǎn)效率的優(yōu)點(diǎn)。
[0036]可以按如下工藝制成:
[0037]—、面層涂料制備:按鋯英粉與硅溶膠質(zhì)量比為3.2: I將鋯英粉加入到硅溶膠中，攪拌均勻，并加入百分含量為0.1% -0.3%的潤濕劑和消泡劑，連續(xù)攪拌24h備用；
[0038]二、面層型殼制備:用蠟?zāi)Ｇ逑匆呵逑聪災(zāi)１砻婧髮⑾災(zāi)＝氩襟E一所制備涂料中涂掛，提出后，撒砂并干燥，得到面層型殼；
[0039]三、過渡層涂料及型殼制備:按莫來粉與硅溶膠質(zhì)量比為1.5: I將英來粉加入到硅溶膠中，攪拌12h后進(jìn)行涂掛、撒砂及干燥，得到過渡層型殼；
[0040]四、背層涂料制備:按莫來粉與硅溶膠質(zhì)量比為2.6: I將莫來粉加入到硅溶膠中，獲得膏狀涂料，并攪拌；將天然植物纖維或者Al2SiO5短切纖維按莫來粉質(zhì)量的
0.2% -1.0 %加入到攪拌中的膏狀涂料中，使其分散均勻，再加入硅溶膠，使得莫來粉與硅溶膠質(zhì)量比降低為1.3: 1，繼續(xù)攪拌2h備用。所述天然纖維為不能成團(tuán)的(挺立)纖維，如蘆葦纖維、椰殼纖維等。
[0041]五、背層型殼制備:將步驟三所獲得型殼沾入步驟四所制備涂料中，充分潤濕后提出，撒砂，自然干燥，得到背層第一層型殼；背層第二層及第三層型殼制備操作過程與第一層過程完全一致；
[0042]六、封漿:將步驟五所制得背層型殼沾入步驟四所制涂料中掛漿，提出并干燥，完成封衆(zhòng)。
[0043]七、焙燒:1、將步驟六所制得的型殼隨爐升溫至900°C，保溫2h，隨爐冷卻至室溫，出爐，得到纖維增強(qiáng)熔模鑄造復(fù)合型殼。2、所使用的纖維為纖維，纖維的直徑為7-9μπι，長度為4-6mm。3、步驟一所使用的撒砂材料為鋯英砂，粒度為100-120目。4、步驟三所使用的撒砂材料為莫來砂，粒度為30-60目。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備工藝，其特征在于，步驟五所使用的撒砂材料為莫來砂，粒度為16-30目。[0044]其由于涂料中纖維的存在，使得涂料粘度較大，經(jīng)過5次涂掛及撒砂即可獲得較厚的型殼，并且步驟六所獲得型殼較未添加纖維所制備的型殼的濕強(qiáng)度更高，并且縮短了制殼周期。
【權(quán)利要求】
1.一種纖維增強(qiáng)熔模鑄造復(fù)合型殼，其特征在于由內(nèi)至外的結(jié)構(gòu)層次依次為鋯英粉填料的硅溶膠涂料面層、莫來粉填料的硅溶膠涂料過渡層、纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料背層、纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料封漿層;鋯英粉填料的硅溶膠涂料面層與莫來粉填料的硅溶膠涂料過渡層之間、及莫來粉填料的硅溶膠涂料過渡層與纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料背層之間、及纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料背層與纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料封漿層之間分別有撒砂鑲嵌層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述纖維增強(qiáng)熔模鑄造復(fù)合型殼，其特征在于所述纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料背層為由內(nèi)至外依次配置的兩層組成，且兩層纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料背層有撒砂鑲嵌層；所述纖維為天然植物纖維或者Al2SiO5短切纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述纖維增強(qiáng)熔模鑄造復(fù)合型殼，其特征在于組成所述撒砂鑲嵌層的每粒砂子的一部分鑲嵌在鋯英粉填料的硅溶膠涂料面層、莫來粉填料的硅溶膠涂料過渡層、纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料背層內(nèi)，另一部分鑲嵌在與前三層分別粘合的莫來粉填料的硅溶膠涂料過渡層、纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料背層、纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料封漿層內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述纖維增強(qiáng)熔模鑄造復(fù)合型殼，其特征在于所述鋯英粉填料的硅溶膠涂料面層內(nèi)周為經(jīng)熔脫去蠟?zāi)：蟮膬?nèi)空心。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或者2或者3或者4所述纖維增強(qiáng)熔模鑄造復(fù)合型殼，其特征在于所述鋯英粉填料的硅溶膠涂料面層、莫來粉填料的硅溶膠涂料過渡層、纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料背層、纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料封漿層分別為鋯英粉填料的硅溶膠涂料涂掛面層、莫來粉填料的硅溶膠涂料涂掛過渡層、纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料涂掛內(nèi)背層、纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料涂掛外背層、纖維增強(qiáng)莫來粉填料的硅溶膠涂料涂掛封漿層。
【文檔編號】B22C3/00GK203737936SQ201420126434
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年3月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月15日
【發(fā)明者】呂凱, 劉向東, 車廣東, 馮華 申請人:內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)