專利名稱：：熔模鑄造模殼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及一種鑄造技術(shù)，具體地說是一種熔模鑄造模殼及其制造技術(shù)。
背景技術(shù)：
：模殼的制造是熔模鑄造工藝中的一個(gè)關(guān)鍵工序。它不僅決定著鑄件的尺寸精度和表面光潔度，而且也直接影響著鑄件成品率的高低。熔模鑄造模殼由耐火涂料和撒砂材料組成。而耐火涂料通常由剛玉粉、石英粉、鋁礬土或耐火泥等耐火粉材料和水玻璃、硅溶膠或硅酸乙酯水解液等高溫粘接劑以及其它添加劑制成；而撒砂材料一般面層用石英砂、剛玉砂；加固層用煤矸石砂等耐火砂。由此制成的模殼強(qiáng)度一般不是太高。制造模殼時(shí)先在蠟?zāi)Ｉ贤恳粚油苛?，再在涂料上撒一層砂，待涂料干燥、硬化后再循環(huán)涂涂料、撒砂，面層涂料通常為1~2層，加固層涂料一般為4~5層，所以一般制造一個(gè)具有足夠強(qiáng)度的模殼要涂6~7層涂料，大一點(diǎn)的模殼要涂7~8層涂料，為了保證模殼強(qiáng)度，在涂好加固層涂料12層后，模殼上部、中部及下部還要捆綁細(xì)鐵絲，然后再涂剩余的加固層，因此，制造起來比較麻煩，成本也比較高。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種成本低且易于制造的熔模鑄造模殼，在保證必要的熔模鑄造模殼的強(qiáng)度下，能夠減少模殼制造涂料涂覆的層數(shù)，并減少綁鐵絲的數(shù)量，甚至不用綁鐵絲也能達(dá)到正常所需的模殼強(qiáng)度，因而能夠大大提高模殼制造的效率，并減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是該模殼的內(nèi)層為面層耐火涂料層，外層為加固層耐火涂料層，其中與面層耐火涂料層為1~2層，加固層耐火涂料層為25層；在相鄰兩層耐火涂料間為撒砂材料層；在所述加固層耐火涂料層中包括硅灰石粉料。所述硅灰石粉料占加固層耐火涂料總重量的1~30%;所述硅灰石粉料的粒度為1001000目；所述撒砂材料為石英砂、剛玉砂、鋯英砂、煤矸石砂中的一種或任意兩種以上的混合物。當(dāng)添加的硅灰石粉料低于1%時(shí)，模殼的增強(qiáng)效果不明顯，添加的硅灰石粉料高于30%時(shí)，模殼的殘留強(qiáng)度太高，潰散性差，容易粘砂，給后面的鑄件清理帶來困難，特別是不太容易清理的凹角內(nèi)腔等部位，更是不易清理干凈。所述加固層耐火涂料優(yōu)選包括占加固層耐火涂料總重量5%~15%的硅灰石粉料。當(dāng)添加的硅灰石粉料在15%時(shí)，制得的模殼強(qiáng)度的提高幅度還不夠大；當(dāng)添加的硅灰石粉料在15~30%時(shí)，涂料的粘度較大，給操作帶來麻煩。所述加固層耐火涂料特別優(yōu)選包括占加固層耐火涂料總重量5%10%的硅灰石粉料。當(dāng)添加的硅灰石粉料在510%時(shí)，涂料的粘度較適中，便于操作，制得的模殼強(qiáng)度也較高。所述硅灰石粉料的粒度為100~1000目的硅灰石粉料；一是商品化的硅灰石粉較多，價(jià)格便宜；二是配制的涂料粘度適中，操作方便，制得的模殼強(qiáng)度也較高。低于100目的硅灰石粉也可以使用，但加入量要適當(dāng)多一點(diǎn)，而且由于顆粒較粗，配制好的涂料存放時(shí)硅灰石粉較易沉降到底部，給涂料的fc存帶來不便。高于1000目時(shí)，一是商品化的硅灰石粉較少，價(jià)格較高；二是配制的涂料粘度太大，操作不太方便。更優(yōu)選的方案包括3251000目的硅灰石粉料。所述加固層耐火涂料是以下3種組成中的一種A、所述加固層耐火涂料包括水玻璃1.0，耐火粉0.7-1.8，硅灰石粉0.020.85，表面活性劑0-0.1，消泡劑00.1;單位為重量份；B、所述加固層耐火涂料包括硅酸乙酯水解液l.O，耐火粉1.3~3.2，硅灰石粉0.03~1.5，表面活性劑00.1，消泡劑00.1;單位為重量份；C、所述加固層耐火涂料包括硅溶膠1.0，乙醇0~0.3，耐火粉1.5-4.2，硅灰石粉0.03-2.0，表面活性劑00.1，消泡劑0-0.1，單位為重量份。所述面層耐火涂料為以下3種組成中的一種a、所述面層耐火涂料包括水玻璃1.00份、耐火粉1.02.2份、表面活性劑00.1份及消泡劑0~0.1份；單位為重量份；b、所述面層耐火涂料包括硅酸乙酯水解液1.0份、耐火粉1.8-3.2份、表面活性劑00.1份、消泡劑00.1份；單位為重量份；c、所述面層耐火涂料包括硅溶膠1.0份、乙醇00.3份、耐火粉1.4-4.2份、表面活性劑00.1、消泡劑0-0.1;單位為重量份。所述耐火粉為剛玉粉、石英粉、鋁砜土粉、耐火泥粉，鋯英粉、煤矸石粉中的一種或任意兩種以上的混合物；所述表面活性劑為白貓洗潔精、JFC、EA、OP-IO、吐溫中的一種或任意兩種以上的混合物；所述消泡劑為正辛醇、磷酸三丁酯、疏水性硅氧烷中的一種或任意兩種以上的混合物。所述熔模鑄造模殼的制造方法是先在蠟?zāi)Ｉ贤恳粚用鎸油苛?，再撒一層撒砂材料；待第一層涂料干燥、硬化后再在該撒砂材料外涂第二層面層涂料，及在該第二層涂料上撒第二層撒砂材料，讓第二層涂料干燥、硬化；在交替涂與撒1~2層后再開始交替涂與撒加固層耐火涂料與撒砂材料2~5層，每層在涂完涂料并撒砂后均要干燥、硬化，最終形成模殼。在所述熔模鑄造模殼的制造方法中，所述硅灰石粉料占加固層耐火涂料總重量的1~30%;所述硅灰石粉料的粒度為1001000目；所述撒砂材料為石英砂、剛玉砂、鋯英砂、煤矸石砂中的一種或任意兩種以上的混合物。在所述熔模鑄造模殼的制造方法中，當(dāng)添加的硅灰石粉料低于1%時(shí)，模殼的增強(qiáng)效果不明顯；添加的硅灰石粉料高于30%時(shí)，模殼的殘留強(qiáng)度太高，潰散性差，容易粘砂，給后面的鑄件清理帶來困難，特別是不太容易清理的凹角內(nèi)腔等部位，更是不易清理干凈。所述加固層耐火涂料更優(yōu)選包括占加固層耐火涂料總重量5%~15%的硅灰石粉料。當(dāng)添加的硅灰石粉料在1~5%時(shí)，制得的模殼強(qiáng)度的提高幅度還不夠大；當(dāng)添加的硅灰石粉料在1530%時(shí)，涂料的粘度較大，給操作帶來麻煩。所述加固層耐火涂料特別優(yōu)選包括占加固層耐火涂料總重量5~10%的硅灰石粉料。當(dāng)添加的硅灰石粉料在5~10%時(shí)，涂料的粘度較適中，便于操作，制得的模殼強(qiáng)度也較高。在所述熔模鑄造模殼的制造方法中，所述加固層耐火涂料優(yōu)選包括1001000目的硅灰石粉料；更優(yōu)選包括325-1000目的硅灰石粉料。低于100目的硅灰石粉也可以使用，配制時(shí)的加入量要適當(dāng)多一點(diǎn)，但由于顆粒較粗，配制好的涂料存放時(shí)硅灰石粉較易沉降到底部，給涂料的貯存帶來不便。高于1000目時(shí)，一是商品化的硅灰石粉較少，價(jià)格較高；二是配制的涂料粘度太大，操作不太方便。優(yōu)選325-1000目，一是商品化的硅灰石粉較多，價(jià)格便宜；二是配制的涂料粘度適中，操作方便，制得的模殼強(qiáng)度也較高。在所述熔模鑄造模殼的制造方法中，所述耐火粉為剛玉粉、石英粉、鋁砜土粉、耐火泥粉，鋯英粉、煤矸石粉中的一種或任意兩種以上的混合物；所述表面活性劑為白貓洗潔精、JFC、EA、OP-IO、吐溫中的一種或任意兩種以上的混合物；所述消泡劑為正辛醇、磷酸三丁酯、疏水性硅氧垸中的一種或任意兩種以上的混合物。采用本實(shí)用新型方法所制得的熔模鑄造模殼可用于所有精密鑄件的澆注，如工程機(jī)械的搗鎬、耙板、工程機(jī)械用中間鏈節(jié)體及紐黑蘭公司的球蓋等。本實(shí)用新型通過在熔模鑄造模殼的加固層耐火涂料中添加價(jià)格便宜、來源廣泛且具有天然纖維特性的硅灰石粉料，其通常的粒度范圍為10目1200目，使模殼具有了高剛性、高沖擊強(qiáng)度和高尺寸穩(wěn)定性，從而可以在保證必要的熔模鑄造模殼的強(qiáng)度下，減少模殼制造涂料涂覆的層數(shù)，并減少綁鐵絲的數(shù)量，甚至對(duì)于澆注壓頭較小的模殼可以不綁扎鐵絲也能達(dá)到正常所需的模殼強(qiáng)度；即使對(duì)于澆注壓頭較大，如澆注高度大于300mm的模殼，也只需在已涂覆1~2層加固層的模殼的下部綁扎幾道鐵絲，就能達(dá)到所需要的強(qiáng)度，而無需象現(xiàn)有技術(shù)那樣在模殼的上、中及下部均要捆綁鐵絲。由于采用該方法能夠很方便、且低成本地增強(qiáng)熔模鑄造模殼的強(qiáng)度，從而減少模殼制造涂料涂覆的層數(shù)，并減少綁鐵絲的數(shù)量，甚至對(duì)于澆注壓頭較小的模殼可以不綁扎鐵絲。因此，簡化了熔模鑄造模殼的制造工藝，大大提高了模殼制造的效率，并減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。此外，添加的硅灰石粉料與現(xiàn)有的加固層耐火涂料中的耐火粉、各種粘結(jié)劑的混合不僅容易，而且混合比較均勻，不易結(jié)團(tuán)，極大地方便了加固層耐火涂料的配制、貯存和使用，并且添加了硅灰石粉料的加固層耐火涂料的流動(dòng)性好，在模坯上容易涂刷，涂層的均勻性也比較好，從而使熔模鑄造模殼的制造更加方便、容易。圖1為本實(shí)用新型的使用狀態(tài)圖。圖2是模殼斷面示意圖。5圖中的l是澆冒口，2是搗鎬模殼的示意圖，3是面層涂料層，4是加固層涂料層。具體實(shí)施方式硅灰石由蘇州非金屬礦深加工技術(shù)中心生產(chǎn)，長徑比為15:l，密度2.9g/cm3，PH值為910;水玻璃由常州五環(huán)集團(tuán)生產(chǎn)，模數(shù)3.2，比重1.30-1.32g/cm3，無色或淡青色液體；硅溶膠由浙江宇達(dá)化工有限公司生產(chǎn)，SiO2含量30。/c，Na20》0.5%，pH值為9.0-10.0，粘度(m2/s)《8X1(T4，外觀為乳白色或淡青液體，無外來雜物，比重1.2(M.22g/cm3;硅酸乙酯由常熟中杰化工公司生產(chǎn)，Si02含量40%，比重0.96~0.99g/cm3，無色透明液體。石英粉、砂由常州鄒區(qū)石粉廠生產(chǎn)，&02含量99.8%;煤矸石粉由淮北金巖高嶺土開發(fā)有限公司生產(chǎn)，A120344~48%，SiO250~54%，密度2.4~2.6g/cm3;剛玉粉、砂由山東鋁業(yè)生產(chǎn)，A1203含量99.9%。實(shí)施例1工程機(jī)械油缸熔模鑄造模殼制造方法如下:先在蠟?zāi)Ｉ贤恳粚用鎸油苛?再撒一層撒砂材料，浸入NH4C1溶液中硬化，再放在空氣中自然晾干；再在該撒砂材料外涂第二層面層涂料，再在該第二層涂料上撒第二層撒砂材料，浸入NH4C1溶液中硬化，再放在空氣中自然晾干；在交替涂與撒2層后，再開始交替涂與撒加固層耐火涂料及撒砂材料4層，其間在交替涂與撒加固層耐火涂料及撒砂材料2層后，在模殼下部綁扎5~7道細(xì)鐵絲，再繼續(xù)涂剩下的加固層耐火涂料及撒砂材料，每層涂完涂料并撒砂后浸入NH4Cl溶液中硬化，再放在空氣中自然晾干，形成模殼。面層撒砂材料為70140目的石英砂，加固層撒砂材料為10~70目的煤矸石砂。所用面層耐火涂料采用表l中的A號(hào)配方，所用加固層耐火涂料采用表2中的A3號(hào)配方，其中硅灰石粉料為1000目，A3號(hào)配方相當(dāng)于加10%硅灰石。實(shí)施例2工程機(jī)械搗鎬熔模鑄造模殼制造方法如下先在蠟?zāi)Ｉ贤恳粚用鎸油苛?，再撒一層撒砂材料，然后放入干燥箱通氨氣干燥；再在該撒砂材料外涂第二層面層涂料，再在該第二層涂料上撒第二層撒砂材料，然后放入干燥箱通氨氣干燥；在交替涂與撒2層后，再開始交替涂與撒加固層耐火涂料及撒砂材料3層，其間在交替涂與撒加固層耐火涂料及撒砂材料2層后，在模殼下部綁扎5道細(xì)鐵絲，再繼續(xù)涂剩下的加固層耐火涂料及撒砂材料，每層涂完涂料并撒砂后浸入NH4Cl溶液中硬化，再放在空氣中自然晾干，形成模殼。所用面層撒砂材料為70140目的石英砂，所用加固層撒砂材料為1070目煤矸石砂。所用面層耐火涂料采用表1中的^號(hào)配方，所用加固層耐火涂料采用表2中的A3號(hào)配方，其中硅灰石粉料為600目，A3號(hào)配方相當(dāng)于加10%硅灰石。實(shí)施例3工程機(jī)械耙板熔模鑄造模殼制造方法如下先在蠟?zāi)Ｉ贤恳粚用鎸油苛希偃鲆粚尤錾安牧?，放在空氣中自然晾干；再在該撒砂材料外涂第二層面層涂料，再在該第二層涂料上撒第二層撒砂材料，放在空氣中自然晾干；在交替涂與撒2層后，再開始交替涂與撒加固層耐火涂料及撒砂材料3層，每層涂完涂料并撒砂后放在干燥箱中用氨氣干燥，形成模殼。所用面層撒砂材料為70140目的剛玉砂，所用加固層撒砂材料為10~70目煤矸石砂。所用面層耐火涂料采用表1中的d號(hào)配方，所用加固層耐火涂料采用表3中的Bs號(hào)配方，其中硅灰石粉料為400目，Bs號(hào)相當(dāng)于加20%硅灰石。實(shí)施例4紐黑蘭公司的球蓋熔模鑄造模殼制造方法如下先在蠟?zāi)Ｉ贤恳粚用鎸油苛?，再撒一層撒砂材料，放在空氣只自然晾干；再在該撒砂材料外涂第二層面層涂料，再在該第二層涂料上撒第二層撒砂材料，放在空氣中自然晾干；在交替涂與撒2層后，再開始交替涂與撒加固層耐火涂料及撒砂材料2層，每層涂完涂料并撒砂后放在空氣中自然晾干，形成模殼。所用面層撒砂材料為70140目的石英砂，所用加固層撒砂材料為10-70目煤矸石砂。所用面層耐火涂料采用表1中的C3號(hào)配方，所用加固層耐火涂料采用表4中的C7號(hào)配方，其中硅灰石粉料為200目，C7號(hào)配方相當(dāng)于加30%硅灰石。實(shí)施例5200km/h動(dòng)車的軸箱體壓蓋熔模鑄造模殼制造方法如下先在蠟?zāi)Ｉ贤恳粚用鎸油苛希偃鲆粚尤錾安牧?，放入干燥箱中通氨氣硬化；再在該撒砂材料外涂第二層面層涂料，再在該第二層涂料上撒第二層撒砂材料，放入干燥箱中通氨氣硬化；在交替涂與撒2層后，再開始交替涂與撒加固層耐火涂料及撒砂材料3層，每層涂完涂料并撒砂后放入千燥箱中通氨氣硬化，形成模殼。所用面層撒砂材料為70140目的剛玉砂，所用加固層撒砂材料為10~70目煤矸石砂。所用面層耐火涂料采用表1中的1)2號(hào)配方，所用加固層耐火涂料采用表3中的B2號(hào)配方，其中硅灰石粉料為325目，B2號(hào)配方相當(dāng)于加5%硅灰石。對(duì)比例l工程機(jī)械油缸精密熔模鑄造模殼制造方法如下:先在蠟?zāi)Ｉ贤恳粚用鎸油苛?，再撒一層撒砂材料，浸入NH4C1溶液中硬化，再放在空氣中自然晾干；再在該撒砂材料外涂第二層面層涂料，再在該第二層涂料上撒第二層撒砂材料，浸入NH4Cl溶液中硬化，再放在空氣中自然晾干；在交替涂與撒2層后，再開始交替涂與撒加固層耐火涂料及撒砂材料6層，其間在己涂覆2層加固層的模殼的上、中、下部綁扎2025道鐵絲后再繼續(xù)涂剩下的加固層耐火涂料及撒砂材料，每層涂完涂料并撒砂后浸入NH4Cl溶液中硬化，再放在空氣中自然晾干，形成模殼。所用面層撒砂材料為70~140目的石英砂，所用加固層撒砂材料為10-70目的煤矸石砂。所用面層耐火涂料采用表1中的a,號(hào)配方，所用加固層耐火涂料采用表2下的A()號(hào)配方，即加固層耐火涂料不加硅灰石。對(duì)比例2工程機(jī)械耙板熔模鑄造模殼制造方法如下先在蠟?zāi)Ｉ贤恳粚用鎸油苛希偃鲆粚尤錾安牧?，放在空氣中自然晾干；再在該撒砂材料外涂第二層面層涂料，再在該第二層涂料上撒第二層撒砂材料，放在空氣中自然晾干；在交替涂與撒2層后，再開始交替涂與撒加固層耐火涂料及撒砂材料4層，其間在已涂覆2層加固層的模殼的上、中、下部綁扎810道鐵絲后再繼續(xù)涂剩下的加固層耐火涂料及撒砂材料，每層涂完涂料并撒砂后放在干燥箱中用氨氣干燥，形成模殼。所用面層撒砂材料為70-140目的剛玉砂，所用加固層撒砂材料為10-70目煤矸石砂。所用面層耐火涂料采用表1中的Cl號(hào)配方，所用加固層耐火涂料采用表3下的Bo號(hào)配方。表1面層耐火涂料配方舉例<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表2以水玻璃為粘結(jié)劑的加固層耐火涂料配方舉例<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>對(duì)比例加固層涂料配方A。組成水玻璃1.0、石英粉0.91、白貓洗潔精0.01、和正辛醇0.01。表3以硅酸乙酯水解液為粘結(jié)劑的加固層耐火涂料配方舉例<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>對(duì)比例加固層涂料配方Bo組成硅酸乙酯水解液l、煤矸石粉1.47、白貓洗潔精O.Ol、EA0.005及疏水性硅氧烷0.005。表4以硅溶膠為粘結(jié)劑的加固層耐火涂料配方舉例<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>權(quán)利要求1、一種熔模鑄造模殼，其特征是該模殼的內(nèi)層為面層耐火涂料層，外層為加固層耐火涂料層，其中面層耐火涂料層為1～2層，加固層耐火涂料層為2～5層；在相鄰兩層耐火涂料間為撒砂材料層。專利摘要本實(shí)用新型涉及一種鑄造技術(shù)，具體地說是一種熔模鑄造模殼及其制造技術(shù)。所述熔模鑄造模殼包括數(shù)層面層耐火涂料與數(shù)層加固層耐火涂料及位于相鄰兩層耐火涂料間的撒砂材料，其特征在于，所述加固層耐火涂料還包括硅灰石粉料。利用該方法可以很方便、且低成本地增強(qiáng)熔模鑄造模殼的強(qiáng)度，從而在保證必要的熔模鑄造模殼的強(qiáng)度下，能夠減少模殼制造涂料涂覆的層數(shù)，并減少綁鐵絲的數(shù)量，甚至不用綁鐵絲也能達(dá)到正常所需的模殼強(qiáng)度，因而能夠大大提高模殼制造的效率，并減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。文檔編號(hào)B22C9/04GK201164899SQ200720043670公開日2008年12月17日申請(qǐng)日期2007年10月15日優(yōu)先權(quán)日2007年10月15日發(fā)明者姚進(jìn)法,王曉軍申請(qǐng)人:南車戚墅堰機(jī)車車輛工藝研究所有限公司