一種易清理的氯化鋁硬化水玻璃精鑄型殼的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及精密鑄造領(lǐng)域，尤其是涉及一種易清理的氯化鋁硬化水玻璃精鑄型殼的制備方法。采用結(jié)晶氯化鋁飽和水溶液硬化水玻璃型殼進(jìn)行澆注大型鑄鋼件后的殘殼易脫落、清理快捷的工藝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水玻璃型殼熔模鑄造工藝是引進(jìn)前蘇聯(lián)的一種低成本熔模鑄造方法，該方法是采用石蠟、硬脂酸低溫模料，制殼涂料粘結(jié)劑為水玻璃，采用熱水或低壓蒸汽脫蠟，以生產(chǎn)低合金鋼和普通碳鋼鑄件為主。
[0003]目前，國(guó)內(nèi)大部分在精密鑄造生產(chǎn)中采用水玻璃作為粘結(jié)劑，采用結(jié)晶氯化鋁代替氯化銨用于熔模鑄造型殼硬化，具有質(zhì)量穩(wěn)定、型殼強(qiáng)度高、無(wú)氨氣污染、改善工人操作條件和綜合經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)。但其在生產(chǎn)應(yīng)用中還存在一些問題，主要有:一是氯化鋁硬化的型殼表面存在的缺陷較多，鑄件的表面粗糙度較差；二是由于氯化鋁硬化的型殼的殘留強(qiáng)度高和潰散性差，導(dǎo)致鑄件清砂難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種易清理的氯化鋁硬化水玻璃精鑄型殼的制備方法，該方法的特點(diǎn)在于:在焙燒后的水玻璃型殼表面增加涂層，并對(duì)表面噴涂完成后的水玻璃型殼進(jìn)行二次焙燒，澆注出鑄件后的殘殼易脫落，達(dá)到了清砂易的目的，且鑄件表面質(zhì)量得到明顯改善。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
一種易清理的氯化鋁硬化水玻璃精鑄型殼的制備方法，特征是:
A、配制涂層混合液:按體積百分比，取硅酸乙酯水解液85-95%，工業(yè)酒精5-15%，在硅酸乙酯水解液中加入工業(yè)酒精，進(jìn)行攪拌，得到精鑄鑄造用的涂層混合液，靜置16小時(shí)以上待用；
B、制作型殼表面涂層:將脫蠟及焙燒后的水玻璃型殼的溫度冷卻到300-400°C時(shí)，倒入所配制的涂層混合液，型殼的內(nèi)表面均須浸滲或涂覆均勻，靜置2-5分鐘后，倒出涂層混合液，用熱風(fēng)機(jī)吹型殼的內(nèi)表面10-20分鐘，連續(xù)重復(fù)上述過程三次，在型殼的表面制作好了涂層；
C、將制作好表面涂層的型殼進(jìn)行二次焙燒，型殼的二次焙燒工藝:將制作好表面涂層的型殼放入焙燒爐中，不再進(jìn)行低溫預(yù)熱，直接加熱至800°C，保溫30分鐘，就得到涂有硅酸乙酯涂層的型殼。
[0006]本發(fā)明針對(duì)脫蠟焙燒完成后的水玻璃型殼，增加制作表面涂層，此涂層表面成膜機(jī)理是:
涂層配方由硅酸乙酯水解液及工業(yè)酒精組成，其中加入的酒精是基于它能與硅酸乙酯水解液任意比混合，主要是因?yàn)樗讚]了，使型殼快速干燥。硅酸乙酯水解反應(yīng)就是硅酸乙酯中乙氧基(-C2H5O)逐步被水中的氫氧根(-0H)所置換，又不斷縮聚反應(yīng)生成有機(jī)硅聚合物，此物在遇熱脫水過程中，基本上都轉(zhuǎn)變成二氧化硅凝膠。
[0007]增加制作型殼表面的涂層主要是基于此S12凝膠，能夠均勻附著在經(jīng)過脫蠟、焙燒后的型殼表面，經(jīng)過三次S12凝膠重復(fù)涂掛及熱風(fēng)機(jī)干燥，最后對(duì)型殼進(jìn)行二次800°C焙燒，保溫30分鐘，二氧化硅凝膠脫水固化成表面涂層膜。此表面涂層阻隔原有氯化鋁硬化水玻璃精鑄型殼表面，與澆注的高溫金屬液的接觸，所以澆注出的鑄件易清理，較原有型殼澆注出鑄件的表面質(zhì)量更優(yōu)。
[0008]其化學(xué)式為:
Si(OC2H5)4 + 4H20 = Si(0H )4 + 4C2H50H (I)
H4S14= S12 +2 H2O(2)
本發(fā)明的特點(diǎn)在于:增加制作焙燒后的水玻璃型殼表面涂層，對(duì)表面噴涂完成后的水玻璃型殼進(jìn)行二次焙燒，澆注出鑄件后的殘殼易脫落，達(dá)到了清砂易的目的，且鑄件表面質(zhì)量得到明顯改善，從而解決了氯化鋁硬化的型殼表面質(zhì)量差、澆注鑄件后清砂困難的問題，并且改善了鑄件表面質(zhì)量，而且增加表面涂層及二次焙燒對(duì)整個(gè)工藝的成本增加非常有限。
[0009]本發(fā)明的制備工藝成本低，制作表面涂層及二次焙燒對(duì)整個(gè)工藝的成本增加少，無(wú)污染氣體氨氣排放的優(yōu)點(diǎn)，而且所制型殼澆注的鑄件易清理，表面質(zhì)量好。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，需要說明的是二次焙燒的時(shí)間可根據(jù)不同尺寸的型殼而設(shè)定:實(shí)施例1:
一種易清理的氯化鋁硬化水玻璃精鑄型殼的制備方法，首先配制精鑄鑄造用的涂層混合液，靜置16小時(shí)以上待用。按體積百分比的配置，取硅酸乙酯水解液95%，加入5%工業(yè)酒精，進(jìn)行攪拌。再將所配制的涂層混合液倒入，脫蠟及焙燒完成并冷卻到300°C水玻璃型殼內(nèi)，涂層混合液必須接觸到所有型殼內(nèi)表面，靜置2分鐘后，倒出涂層混合液，用熱風(fēng)機(jī)吹型殼內(nèi)表面10分鐘，此過程連續(xù)重復(fù)三次。然后將制作好表面涂層的型殼放入焙燒爐中，不再進(jìn)行低溫預(yù)熱，直接控制溫度到80(TC，保溫30分鐘，最后進(jìn)行金屬澆注。
[0011]實(shí)施例2:
一種易清理的氯化鋁硬化水玻璃精鑄型殼的制備方法，首先配制精鑄鑄造用的涂層混合液，靜置16小時(shí)以上待用。按體積百分比的配置，取硅酸乙酯水解液90%，加入10%工業(yè)酒精，進(jìn)行攪拌。再將所配制的涂層混合液倒入，脫蠟及焙燒完成并冷卻到350°C水玻璃型殼內(nèi)，涂層混合液必須接觸到所有型殼內(nèi)表面，靜置3分鐘后，倒出涂層混合液，用熱風(fēng)機(jī)吹型殼內(nèi)表面15分鐘，此過程連續(xù)重復(fù)三次。然后將制作好表面涂層的型殼放入焙燒爐中，不再進(jìn)行低溫預(yù)熱，直接控制溫度到800°C，保溫30分鐘，最后進(jìn)行金屬澆注。
[0012]實(shí)施例3:
一種易清理的氯化鋁硬化水玻璃精鑄型殼的制備方法，首先配制精鑄鑄造用的涂層混合液，靜置16小時(shí)以上待用。按體積百分比的配置，取硅酸乙酯水解液85%，加入15%工業(yè)酒精，進(jìn)行攪拌。再將所配制的涂層混合液倒入，脫蠟及焙燒完成并冷卻到380°C水玻璃型殼內(nèi)，涂層混合液必須接觸到所有型殼內(nèi)表面，靜置4分鐘后，倒出涂層混合液，用熱風(fēng)機(jī)吹型殼內(nèi)表面18分鐘，此過程連續(xù)重復(fù)三次。然后將制作好表面涂層的型殼放入焙燒爐中，不再進(jìn)行低溫預(yù)熱，直接控制溫度到800°C，保溫30分鐘，最后進(jìn)行金屬澆注。
[0013] 實(shí)施例4:
一種易清理的氯化鋁硬化水玻璃精鑄型殼的制備方法，首先配制精鑄鑄造用硅酸乙酯水解液，靜置16小時(shí)以上待用。按體積百分比的配置，取硅酸乙酯水解液92%，加入8%工業(yè)酒精，進(jìn)行攪拌。再將所配制的涂層混合液倒入，脫蠟及焙燒完成并冷卻到400°C水玻璃型殼內(nèi)，涂層混合液必須接觸到所有型殼內(nèi)表面，靜置5分鐘后，倒出涂層混合液，用熱風(fēng)機(jī)吹型殼內(nèi)表面20分鐘，此過程連續(xù)重復(fù)三次。然后將制作好表面涂層的型殼放入焙燒爐中，不再進(jìn)行低溫預(yù)熱，直接控制溫度到800°C，保溫30分鐘，最后進(jìn)行金屬澆注。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種易清理的氯化鋁硬化水玻璃精鑄型殼的制備方法，其特征在于: A、配制涂層混合液:在硅酸乙酯水解液中加入工業(yè)酒精，進(jìn)行攪拌，得到精鑄鑄造用的涂層混合液，靜置16小時(shí)以上待用； B、制作型殼表面涂層:將脫蠟及焙燒后的水玻璃型殼的溫度冷卻，倒入所配制的涂層混合液，型殼的內(nèi)表面均須浸滲或涂覆均勻，靜置2-5分鐘后，倒出涂層混合液，用熱風(fēng)機(jī)吹型殼的內(nèi)表面10-20分鐘，連續(xù)重復(fù)上述過程三次，在型殼的表面制作好了涂層； C、將制作好表面涂層的型殼進(jìn)行二次焙燒，型殼的二次焙燒工藝:將制作好表面涂層的型殼放入焙燒爐中，不再進(jìn)行低溫預(yù)熱，直接加熱至800°C，保溫30分鐘，就得到涂有硅酸乙酯涂層的型殼。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:涂層混合液是按體積百分比計(jì)，硅酸乙酯水解液:85-95%，工業(yè)酒精:5-15%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:步驟B中脫蠟及焙燒后的水玻璃型殼的冷卻溫度為300-400°C。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種易清理的氯化鋁硬化水玻璃精鑄型殼的制備方法，它先是以硅酸乙酯水解液和工業(yè)酒精為原料配制涂層混合液，再制作型殼表面涂層，最后將制作好表面涂層的型殼進(jìn)行二次焙燒，就得到涂有硅酸乙酯涂層的型殼。本發(fā)明是在增加制作焙燒后的水玻璃型殼表面涂層，對(duì)表面噴涂完成后的水玻璃型殼進(jìn)行二次焙燒，澆注出鑄件后的殘殼易脫落，達(dá)到了清砂易的目的，且鑄件表面質(zhì)量得到明顯改善，從而解決了氯化鋁硬化的型殼表面質(zhì)量差、澆注鑄件后清砂困難的問題，并且改善了鑄件表面質(zhì)量，而且增加表面涂層及二次焙燒對(duì)整個(gè)工藝的成本增加非常有限。
【IPC分類】B22C9/04
【公開號(hào)】CN104959536
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510460182
【發(fā)明人】萬(wàn)紅, 徐志鋒
【申請(qǐng)人】南昌航空大學(xué)
【公開日】2015年10月7日
【申請(qǐng)日】2015年7月31日