一種熔模型殼及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于熔模制造技術(shù)領(lǐng)域，具體的是一種熔模型殼及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在機(jī)械制造領(lǐng)域，對于鑄件的制造，一般采用熔模鑄造方法，熔模鑄造方法又稱失 蠟鑄造，包括壓蠟、修蠟、組樹、沾漿、熔蠟、澆鑄金屬液及后處理等工序。失蠟鑄造是用蠟制 作所要鑄成零件的蠟?zāi)?，然后蠟?zāi)Ｉ贤恳阅酀{，這就是泥模，也就是常說的型殼。泥模晾干 后，在焙燒成陶模。一經(jīng)焙燒，蠟?zāi)Ｈ咳刍魇В皇Ｌ漳＜葱蜌?。一般制泥模時就留下 了澆注口，再從澆注口灌入金屬熔液，冷卻后，所需的零件就制成了。在熔失熔模時，型殼會 受到體積正在增大的熔融模料的壓力；在焙燒和澆注時，型殼各部分會產(chǎn)生相互牽制而又 不均的膨脹的收縮，因此，金屬還可能與型殼材料發(fā)生高溫化學(xué)反應(yīng)。所以對型殼便有一定 的性能要求，如小的膨脹率和收縮率；高的機(jī)械強(qiáng)度、抗熱震性、耐火度和高溫下的化學(xué)穩(wěn) 定性；型殼還應(yīng)有一定的透氣性，以便澆注時型殼內(nèi)的氣體能順利外逸。這些都與制造型殼 時所采用的耐火材料、粘結(jié)劑以及工藝有關(guān)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為提高現(xiàn)有技術(shù)中型殼的機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性，同時降低膨脹率和收縮率，本發(fā) 明公開的一種熔模型殼及其制作方法，實(shí)現(xiàn)在熔失熔模時，型殼可以承受較強(qiáng)的壓力，在焙 燒和澆注時，不易發(fā)生膨脹和收縮而導(dǎo)致金屬鑄件變形的目的。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為，本發(fā)明公開的一種熔模型殼，其原材 料包括粘土、氧化鑭、聚碳酸酯、聚醚砜樹脂、4-甲氧基苯甲酰胺、聚氧乙烯脂肪酸酯、氯化 鎂，各成分在原材料中的質(zhì)量百分比為，氧化鑭為10%~20%、聚碳酸酯為1 %~6%、聚 醚砜樹脂為5%~15%、4-甲氧基苯甲酰胺為3%~5%、聚氧乙烯脂肪酸酯為1%~6%， 氯化鎂為1 %~10%，余量為粘土。在制備鑄件時，型殼涂覆在蠟?zāi)Ｍ鈱?，再?jīng)高溫將蠟?zāi)?融化掉時，要保證剩下的型殼不受影響，因此，型殼可以承受高溫、不易燃，具有較好的耐高 溫、耐火性能，本發(fā)明選擇的粘土、氧化鑭耐高溫、耐火性能良好，聚碳酸醋、聚醚礬樹脂作 為粘結(jié)劑可以將原材料中的成分粘結(jié)成型，而且在金屬液澆鑄進(jìn)型殼后，又不會與金屬液 發(fā)生反應(yīng)，保證金屬液冷卻形成鑄件，添加的4-甲氧基苯甲酰胺可以用作硬化劑，和其它 耐火材料、粘結(jié)劑混合幫助原材料成型時具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，在將金屬液澆注進(jìn)型殼后， 膨脹率和收縮率降低，保證得到的鑄件不會因型殼膨脹和收縮變形，聚氧乙烯脂肪酸酯和 氯化鎂具有表面活性劑的作用，一是進(jìn)一步增加粘結(jié)劑、耐火材料、硬化劑的結(jié)合，另外還 使型殼具有一定的透氣性，可以將型殼內(nèi)部的熱氣分散，便于澆注金屬液時型殼內(nèi)的氣體 能順利外逸。
[0005] 進(jìn)一步的，為了保證制成的型殼耐火性能良好，不易燃，機(jī)械強(qiáng)度高，熔模型殼原 材料包括碳化硅、氮化硼，碳化硅、氮化硼在原材料中的質(zhì)量百分比均為3%~10%。
[0006] 進(jìn)一步的，為了保證制備熔模型殼原材料中的各成分能夠很好的粘結(jié)在一起、易 成型，以及形成后的型殼在高溫條件下抗震、抗裂，該原材料包括木質(zhì)纖維素、羥丙基甲基 纖維素，木質(zhì)纖維素和羥丙基甲基纖維素在原材料中的質(zhì)量百分比均為0. 1%~5%。
[0007] 進(jìn)一步的，用于保證形成的熔模型殼具有較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度，不會在高溫條件下 發(fā)生膨脹和收縮，熔模型殼原材料包括聚山梨酯，聚山梨酯在原材料中的質(zhì)量百分比為 0· 1%~5%〇
[0008] 本發(fā)明還公開了采用上述原材料制得熔模型殼的方法，對原材料進(jìn)行預(yù)處理：原 材料包括粘土、氧化鑭、聚碳酸酯、聚醚砜樹脂、4-甲氧基苯甲酰胺、聚氧乙烯脂肪酸酯、氯 化鎂，各成分在原材料中的質(zhì)量百分比為，氧化鑭為10%~20%、聚碳酸酯為1 %~6%、聚 醚砜樹脂為5%~15%、4-甲氧基苯甲酰胺為3%~5%、聚氧乙烯脂肪酸酯為1%~6%， 氯化鎂為1%~10%，余量為粘土，將粘土先研磨成100-120目，再加水形成砂衆(zhòng)，氧化鑭、 聚碳酸酯分別與水混合形成混濁液、聚醚砜樹脂與DMC或DMF溶劑混合形成混濁液、氯化 鎂用水溶解形成飽和溶液，將上述液體混合定型烘干即可得到型殼。
[0009] 在對原材料預(yù)處理還包括，熔模型殼原材料包括碳化硅、氮化硼時，先將碳化硅粒 度研磨至100-120目，再將碳化硅、氮化硼與粘土砂漿混合，碳化硅、氮化硼在原材料中的 質(zhì)量百分比均為3%~10%。
[0010] 熔模型殼原材料包括木質(zhì)纖維素、羥丙基甲基纖維素時，原材料的預(yù)處理包括將 木質(zhì)纖維素、羥丙基甲基纖維素與粘土砂漿混合，木質(zhì)纖維素和羥丙基甲基纖維素在原材 料中的質(zhì)量百分比均為0. 1%~5%。
[0011] 熔模型殼原材料包括聚山梨酯時，對原材料的預(yù)處理包括，將聚山梨酯按照在原 材料中占的質(zhì)量百分比0. 1 %~5%與粘土砂漿混合。
[0012] 綜上，本發(fā)明的有益效果是，在制造鑄件時，采用本發(fā)明的原材料制得的型殼，具 有優(yōu)良的耐高溫、耐火性能，增強(qiáng)了熔模型殼的機(jī)械強(qiáng)度、抗熱震性，又能夠顯著降低膨脹 率和收縮率，金屬液澆鑄進(jìn)型殼內(nèi)定型成合金時，有效避免由于型殼的膨脹、收縮而變形的 缺陷。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做出進(jìn)一步的描述。
[0014] 實(shí)施例一：本發(fā)明公開的一種恪模型殼，其原材料包括如下成分及各成分在原材 料中占的質(zhì)量白分比為：
[0015] 粘土 48% 氧化鑭 20%
[0016] 聚碳酸酯 6% 聚醚砜樹脂 5% 4-甲氧基苯甲酰胺 5% 聚氧乙烯脂肪酸酯：6% 氯化鎂 10%
[0017] 將上述原材料制作成型殼的方法為，可以參考現(xiàn)有陶瓷燒制方法，將粘土先研磨 成100-120目，再加水形成砂漿，氧化鑭、聚碳酸酯分別與水混合形成混濁液、聚醚砜樹脂 與DMAC、DMF等溶劑混合形成混濁液、氯化鎂用水溶解形成飽和溶液，將上述液體混合定型 烘干即可得到型殼。
[0018] 采用該實(shí)施例的型殼制造鑄件，熔化型殼內(nèi)的蠟?zāi)Ｒ话阈枰臏囟葹?0_100°C， 型殼在該溫度下沒有出現(xiàn)裂紋、熔化等任何破損現(xiàn)象，具有耐高溫、耐火、不易然的優(yōu) 良性能和較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度；在金屬液澆鑄進(jìn)型殼后，金屬液一般溫度較高，可以達(dá)到 1000-2000°C，甚至更高的溫度，型殼在澆鑄金屬液前后采用收縮膨脹儀測量膨脹率、收縮 率，膨脹率和收縮率均在1% -3%微米之間，可以保證金屬液形成合金時不會因型殼的膨 脹和收縮而變形，并且金屬液在澆注進(jìn)型殼后，型殼沒有出現(xiàn)裂紋、與金屬液發(fā)生反應(yīng)、燃 燒等現(xiàn)象，說明型殼的耐高溫性能、化學(xué)穩(wěn)定性及抗熱震性良好。
[0019] 實(shí)施例二：本發(fā)明公開的一種恪模型殼，其原材料包括如下成分及各成分在原材 料中占的質(zhì)量白分比為：
[0020] 粘土 49% 氧化鑭 10% 聚碳酸酯 1% 聚醚砜樹脂 15%
[0021] 4-甲氧基苯甲酰胺 3% 聚氧乙烯脂肪酸酯 1% 氯化鎂 1% 碳化硅 10% 氮化硼 10%
[0022] 將上述原材料制作成型殼的方法為，將粘土、碳化硅粒度研磨至100-120目，再加 水形成砂漿，氧化鑭、聚碳酸酯分別與水混合形成混濁液、聚醚砜樹脂與DMAC、DMF等溶劑 混合形成混濁液、氯化鎂用水溶解形成飽和溶液，將上述液體與碳化硅、氮化硼混合定型烘 干即可得到型殼。
[0023] 采用該實(shí)施例的型殼制造鑄件，熔化型殼內(nèi)的蠟?zāi)Ｒ话阈枰臏囟葹?0-100°C， 型殼在該溫度下沒有出現(xiàn)裂紋、熔化等任何破損現(xiàn)象，具有耐高溫、耐火、不易然的優(yōu) 良性能和較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度；在金屬液澆鑄進(jìn)型殼后，金屬液一般溫度較高，可以達(dá)到 1000-2000°C，甚至更高的溫度，型殼在澆鑄金屬液前后采用收縮膨脹儀測量膨脹率、收縮 率，膨脹率和收縮率均在1% -3%微米之間，可以保證金屬液形成合金時不會因型殼的膨 脹和收縮而變形，并且金屬液在澆注進(jìn)型殼后，型殼沒有出現(xiàn)裂紋、與金屬液發(fā)生反應(yīng)、燃 燒等現(xiàn)象，說明型殼的耐高溫性能、化學(xué)穩(wěn)定性及抗熱震性良好。
[0024] 實(shí)施例三：本發(fā)明公開的一種恪模型殼，其原材料包括如下成分及各成分在原材 料中占的質(zhì)量白分比為：
[0025] 粘土 48.9% 氧化鑭 15% 聚碳酸酯 3% 聚醚砜樹脂 10%
[0026] 4-甲氧基苯甲酰胺 4% 聚氧乙烯脂肪酸酯 3% 氯化鎂 5% 碳化硅 3% 氮化硼 3% 木質(zhì)纖維素 〇. 1% 羥丙基甲基纖維素 5%
[0027] 將上述原材料制作成型殼的方法為，將粘土、碳化硅粒度研磨至100-120目，再加 水形成砂漿，氧化鑭、聚碳酸酯分別與水混合形成混濁液、聚醚砜樹脂與DMAC、DMF等溶劑 混合形成混濁液、氯化鎂用水溶解形成飽和溶液，將上述液體與碳化硅、氮化硼、木質(zhì)纖維 素、羥丙基甲基纖維素混合定型烘干即可得到型殼。