專(zhuān)利名稱(chēng)：水泵葉輪用復(fù)合陶瓷型芯及其制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料加工工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水泵葉輪用復(fù)合陶瓷型芯及其 制法。
背景技術(shù)：
水泵葉輪在水泵機(jī)械中是重要的零件，其內(nèi)部的復(fù)雜結(jié)構(gòu)都是通過(guò)在鑄型中放置 型芯來(lái)鑄造出來(lái)的。以往制造水泵葉輪時(shí)用的型芯是樹(shù)脂砂或是油砂材料，雖然其制作過(guò) 程不復(fù)雜，但是制成的型芯由于室溫及高溫強(qiáng)度都比較低，容易出現(xiàn)裂紋和斷裂等缺陷，成 品率不高，而且由于使用的砂子粒度偏高，導(dǎo)致型芯的表面光潔度不高，所以得到的葉輪鑄 件的表面光潔度和尺寸精度也不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種工藝簡(jiǎn)單、便于操作，型芯光潔度和尺寸精度高的水泵 葉輪用復(fù)合陶瓷型芯及其制法。本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的即一種水泵葉輪用復(fù)合陶瓷型芯，其特征在于各組分在復(fù)合陶瓷型芯中所占的質(zhì) 量份數(shù)為SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的硅溶膠12 14份；280目 400目的耐火材料粉料32 36份；長(zhǎng)度為3 5mm的玻璃纖維短切原絲2 4份；消泡劑15 17份；潰散劑1 2份；晶粒細(xì)化劑1 2份；上述原料中的潰散劑為食用葡萄糖粉。耐火材料粉料為電熔剛玉和碳酸鈣，兩者的份數(shù)比為電熔剛玉碳酸鈣= 1 0. 1 1。消泡劑為有機(jī)硅消泡劑、正辛醇和乙二醇丁醚磷酸酯中的任一種。晶粒細(xì)化劑為鋁酸鈷及其氧化物、鋁酸鐵及其氧化物、鋁酸鎳及其氧化物和硅酸 鹽及其氧化物中的任一種。一種水泵葉輪用復(fù)合陶瓷型芯的制造方法，其特征在于包括如下步驟①采用12 14份S^2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的硅溶膠作為復(fù)合陶瓷型芯涂料的粘結(jié) 劑，采用32 36份的觀0目 400目的耐火材料粉料作為復(fù)合陶瓷型芯涂料的基本材料， 再加入2 4份長(zhǎng)度為3 5mm的玻璃纖維短切原絲、15 17份的消泡劑、1 2份潰散 劑、1 2份晶粒細(xì)化劑，配制出復(fù)合陶瓷型芯的涂料；②采用干燥硬化的膠凝方法，步驟為上涂料、撒砂、干燥，如此重復(fù)多次以得到所 需厚度的型芯；
③焙燒焙燒溫度為950 1050°C，時(shí)間為0. 5 1小時(shí)。焙燒好的型殼應(yīng)為白色或薔薇色，經(jīng)焙燒后的復(fù)合陶瓷型芯具有水溶性的特點(diǎn)， 可用水予以去除。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)1)采用硅溶膠作為復(fù)合陶瓷型芯的粘結(jié)劑，硅溶膠使用方便，易配成高粉液比的 優(yōu)質(zhì)涂料，涂料穩(wěn)定性好，可簡(jiǎn)化型芯的制作工藝，所制型殼高溫性能好；2)采用高耐火度的耐火材料粉料作為復(fù)合陶瓷型芯制芯的基本材料，可有效避免 在葉輪鑄造過(guò)程中出現(xiàn)粘沙等鑄造缺陷；3)在復(fù)合陶瓷型芯的配方中加入玻璃纖維短切絲、消泡劑、潰散劑以及晶粒細(xì)化 劑等成分，可有效提高復(fù)合陶瓷型芯的制備和使用性能；4)復(fù)合陶瓷型芯的制備過(guò)程采用干燥硬化的膠凝方法，步驟為上涂料、撒砂、干 燥。如此重復(fù)多次以得到所需厚度的型芯，使得型芯的制造工藝比較簡(jiǎn)單，便于操作；5)復(fù)合陶瓷型芯的焙燒過(guò)程采用950 1050°C溫度下，焙燒0. 5 1小時(shí)的焙燒 工藝，可得到高溫性能優(yōu)良的復(fù)合陶瓷型芯。經(jīng)焙燒后的復(fù)合陶瓷型芯具有水溶性的特點(diǎn)， 可用水予以去除。
具體實(shí)施例方式以下是制作水泵葉輪用復(fù)合陶瓷型芯的具體操作步驟實(shí)施例11)采用12份硅溶膠(ω (SiO2 = 30% /Kg))作為復(fù)合陶瓷型芯涂料的粘結(jié)劑，采 用32份觀0目的高耐火度的耐火材料粉料(電熔剛玉碳酸鈣=1 0. 1)作為復(fù)合陶瓷 型芯涂料的基本材料，再加入2份低堿的長(zhǎng)度為3 5mm玻璃纖維短切原絲、15份消泡劑 (如ZF-100型有機(jī)硅消泡劑)、1份潰散劑(食用葡萄糖粉)以及1份晶粒細(xì)化劑(鋁酸鈷 及其氧化物)，將以上各組分均勻分散，充分相互混合和潤(rùn)濕，采用低速連續(xù)式攪拌機(jī)來(lái)攪 拌涂料，經(jīng)M小時(shí)不間斷的攪拌，配制出復(fù)合陶瓷型芯的涂料供制型芯時(shí)上涂料用。2)在復(fù)合陶瓷型芯的制備過(guò)程中采用采用干燥硬化的膠凝方法。首先利用型芯模 具，將復(fù)合陶瓷型芯的涂料均勻涂抹在型芯模具的表面，然后撒砂(砂子的成分為電熔剛 玉及碳酸I丐，兩者的配比和涂料中兩者的配比相同)、再干燥。如此重復(fù)多次可以得到所需 厚度的型芯。3)復(fù)合陶瓷型芯干燥后需要經(jīng)過(guò)焙燒的步驟，其焙燒過(guò)程采用950 1050°C焙燒 溫度，為使型芯燒透，達(dá)到溫度后應(yīng)保溫0. 5 1小時(shí)。焙燒好的型殼應(yīng)為白色或薔薇色， 經(jīng)焙燒后的復(fù)合陶瓷型芯具有水溶性的特點(diǎn)，可用水予以去除。實(shí)施例21)采用13份硅溶膠(ω (SiO2 = 30% /Kg))作為復(fù)合陶瓷型芯涂料的粘結(jié)劑，采 用34份340目的高耐火度的耐火材料粉料(電熔剛玉碳酸鈣=1 0.5)作為復(fù)合陶瓷 型芯涂料的基本材料，再加入3份低堿的長(zhǎng)度為3 5mm玻璃纖維短切原絲、16份消泡劑 (正辛醇)、1.5份潰散劑(食用葡萄糖粉)以及1.5份晶粒細(xì)化劑(鋁酸鐵及其氧化物)， 將以上各組分均勻分散，充分相互混合和潤(rùn)濕，采用低速連續(xù)式攪拌機(jī)來(lái)攪拌涂料，經(jīng)M 小時(shí)不間斷的攪拌，配制出復(fù)合陶瓷型芯的涂料供制型芯時(shí)上涂料用。
2)在復(fù)合陶瓷型芯的制備過(guò)程中采用采用干燥硬化的膠凝方法。首先利用型芯模 具，將復(fù)合陶瓷型芯的涂料均勻涂抹在型芯模具的表面，然后撒砂(砂子的成分為電熔剛 玉及碳酸I丐，兩者的配比和涂料中兩者的配比相同)、再干燥。如此重復(fù)多次可以得到所需 厚度的型芯。3)復(fù)合陶瓷型芯干燥后需要經(jīng)過(guò)焙燒的步驟，其焙燒過(guò)程采用950 1050°C焙燒 溫度，為使型芯燒透，達(dá)到溫度后應(yīng)保溫0. 5 1小時(shí)。焙燒好的型殼應(yīng)為白色或薔薇色， 經(jīng)焙燒后的復(fù)合陶瓷型芯具有水溶性的特點(diǎn)，可用水予以去除。實(shí)施例31)采用14份硅溶膠(ω (SiO2 = 30% /Kg))作為復(fù)合陶瓷型芯涂料的粘結(jié)劑，采 用36份400目的高耐火度的耐火材料粉料(電熔剛玉碳酸鈣=1 1)作為復(fù)合陶瓷型 芯涂料的基本材料，再加入4份低堿的長(zhǎng)度為3 5mm玻璃纖維短切原絲、17份消泡劑(消 泡劑GP (乙二醇丁醚磷酸酯))、2份潰散劑(食用葡萄糖粉)以及2份晶粒細(xì)化劑(鋁酸 鎳及其氧化物)，將以上各組分均勻分散，充分相互混合和潤(rùn)濕，采用低速連續(xù)式攪拌機(jī)來(lái) 攪拌涂料，經(jīng)M小時(shí)不間斷的攪拌，配制出復(fù)合陶瓷型芯的涂料供制型芯時(shí)上涂料用。2)在復(fù)合陶瓷型芯的制備過(guò)程中采用采用干燥硬化的膠凝方法。首先利用型芯模 具，將復(fù)合陶瓷型芯的涂料均勻涂抹在型芯模具的表面，然后撒砂(砂子的成分為電熔剛 玉及碳酸I丐，兩者的配比和涂料中兩者的配比相同)、再干燥。如此重復(fù)多次可以得到所需 厚度的型芯。3)復(fù)合陶瓷型芯干燥后需要經(jīng)過(guò)焙燒的步驟，其焙燒過(guò)程采用950 1050°C焙燒 溫度，為使型芯燒透，達(dá)到溫度后應(yīng)保溫0. 5 1小時(shí)。焙燒好的型殼應(yīng)為白色或薔薇色， 經(jīng)焙燒后的復(fù)合陶瓷型芯具有水溶性的特點(diǎn)，可用水予以去除。以上3個(gè)實(shí)施例中硅溶膠涂料的涂料密度和涂料粘度值分列如下
權(quán)利要求
1.一種水泵葉輪用復(fù)合陶瓷型芯，其特征在于各組分在復(fù)合陶瓷型芯中所占的質(zhì)量份 數(shù)為SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的硅溶膠12 14份；280目 400目的耐火材料粉料32 36份；長(zhǎng)度為3 5mm的玻璃纖維短切原絲2 4份；消泡劑15 17份；潰散劑1 2份；晶粒細(xì)化劑1 2份；上述原料中的潰散劑為食用葡萄糖粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泵葉輪用復(fù)合陶瓷型芯，其特征在于耐火材料粉料為電熔 剛玉和碳酸鈣，兩者的份數(shù)比為電熔剛玉碳酸鈣=1 0. 1 1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泵葉輪用復(fù)合陶瓷型芯，其特征在于消泡劑為有機(jī)硅消泡 劑、正辛醇和乙二醇丁醚磷酸酯中的任一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泵葉輪用復(fù)合陶瓷型芯，其特征在于晶粒細(xì)化劑為鋁酸鈷 及其氧化物、鋁酸鐵及其氧化物、鋁酸鎳及其氧化物和硅酸鹽及其氧化物中的任一種。
5.一種水泵葉輪用復(fù)合陶瓷型芯的制造方法，其特征在于包括如下步驟①采用12 14份SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的硅溶膠作為復(fù)合陶瓷型芯涂料的粘結(jié)劑，采 用32 36份的觀0目 400目的耐火材料粉料作為復(fù)合陶瓷型芯涂料的基本材料，再加入 2 4份長(zhǎng)度為3 5mm的玻璃纖維短切原絲、15 17份的消泡劑、1 2份潰散劑、1 2份晶粒細(xì)化劑，配制出復(fù)合陶瓷型芯的涂料；②采用干燥硬化的膠凝方法，步驟為上涂料、撒砂、干燥，如此重復(fù)多次以得到所需厚 度的型芯；③焙燒焙燒溫度為950 1050°C，時(shí)間為0.5 1小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明屬于材料加工工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水泵葉輪用復(fù)合陶瓷型芯及其制法，其特征在于各組分的質(zhì)量份數(shù)為SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％的硅溶膠12～14份；280目～400目的耐火材料粉料32～36份；長(zhǎng)度為3～5mm的玻璃纖維短切原絲2～4份；消泡劑15～17份；潰散劑1～2份；晶粒細(xì)化劑1～2份；上述原料中的潰散劑為食用葡萄糖粉。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1)涂料穩(wěn)定性好，所制型殼高溫性能好；2)可有效避免在葉輪鑄造過(guò)程中出現(xiàn)粘沙等鑄造缺陷；3)可有效提高復(fù)合陶瓷型芯的制備和使用性能；4)型芯的制造工藝比較簡(jiǎn)單，便于操作；5)高溫性能優(yōu)良。經(jīng)焙燒后的復(fù)合陶瓷型芯具有水溶性的特點(diǎn)，可用水予以去除。
文檔編號(hào)C04B35/101GK102093040SQ20101057714
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月7日
發(fā)明者張勇, 王超 申請(qǐng)人:山東理工大學(xué)