制備可溶性復(fù)合材料鹽芯的工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制備高功率增壓發(fā)動(dòng)機(jī)活塞鹽芯工藝，特別是一種制備高強(qiáng)韌可溶性復(fù)合材料鹽芯的工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)鹽芯由于強(qiáng)度低、塑性差、表面質(zhì)量差、尺寸穩(wěn)定性和機(jī)加工性不足，致使該鹽芯只適合金屬凝固壓力小的普通金屬型鑄造及用于表面質(zhì)量和性能要求較低的鑄件內(nèi)腔。對(duì)于形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜、內(nèi)腔表面質(zhì)量和材料性能要求高的復(fù)雜柴油機(jī)鑄件，如:高功率高增壓柴油機(jī)活塞、缸體、機(jī)體等零件，普通的金屬型鑄造已經(jīng)很難滿足要求，需要金屬凝固壓力大的鑄造方法如:低壓鑄造、壓力鑄造、差壓鑄造、擠壓鑄造等，這時(shí)如果再采用傳統(tǒng)鹽芯，必然導(dǎo)致鹽芯易斷裂，鑄件內(nèi)腔形狀不完整、尺寸差異大。
[0003]在中國(guó)專利200610125398.7文本中也報(bào)道了一種發(fā)動(dòng)機(jī)活塞鹽芯及制備方法，但是該活塞的鹽芯均存在強(qiáng)度較低、塑性差、不能機(jī)械加工等不足，致使該鹽芯只能運(yùn)用在金屬型鑄造和較低壓力的差壓鑄造。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是要克服現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)鹽芯的強(qiáng)度低、塑性差、尺寸穩(wěn)定性差的問題，進(jìn)而提供一種制備高強(qiáng)度、高塑性、尺寸穩(wěn)定性好、表面質(zhì)量?jī)?yōu)良并具有可機(jī)械加工性的可溶性復(fù)合材料鹽芯的工藝。
[0005]本發(fā)明所述的可溶性復(fù)合材料鹽芯由水溶性的金屬鹵化物鹽、無(wú)機(jī)粘結(jié)劑、氧化物纖維和金屬?gòu)?fù)合鹽晶須制備而成，其實(shí)現(xiàn)在于，按重量百分比(wt%)該鹽芯的組成為:60%?70%的水溶性的金屬鹵化物鹽、10%?20%的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑、5%?15%的氧化物纖維和5%?15%的金屬?gòu)?fù)合鹽晶須。
[0006]本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)還在于:可溶性復(fù)合材料鹽芯，所用的水溶性的金屬鹵化物鹽為金屬氯化物、金屬氟化物中的一種。
[0007]本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)還在于:可溶性復(fù)合材料鹽芯，所用的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑為粘土或者膨潤(rùn)土。
[0008]本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)還在于:可溶性復(fù)合材料鹽芯，所用的纖維為商業(yè)市售的金屬氧化物纖維，晶須為商業(yè)市售的金屬?gòu)?fù)合鹽晶須。
[0009]本發(fā)明所述制備可溶性復(fù)合材料鹽芯的工藝包括下述的具體制備步驟:
a.燒瓶烘干:將金屬鹵化物鹽、無(wú)機(jī)粘結(jié)劑、氧化物纖維和金屬?gòu)?fù)合鹽晶須分別放置于燒瓶中加熱，加熱溫度100°C?300°C，保溫2?4h ;
b.保溫:將上述加熱后的原料置于保溫箱中保溫，留著待用；
c.稱取反應(yīng)物:將上述原料按60%?70%的水溶性的金屬鹵化物鹽、10%?20%的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑和5%?15%的氧化物纖維、5%?15%的金屬?gòu)?fù)合鹽晶須稱好,倒入混合機(jī)攪拌20?40分鐘，然后加入物料總量1%?5%的水再攪拌20?40分鐘，混好后按鹽芯所需的重量稱好;
d.壓制:將稱好的原料放入模具型腔中，使原料在型腔中分布均勻，然后用10?30MPa的壓力壓制成型；
e.焙燒:將壓制好的鹽芯放入箱式爐中，先150?200°C烘干th，再升溫至750?800°C保溫0.5h，然后隨爐冷卻至100°C出爐；
f.加工:將焙燒好的鹽芯裝在夾具上按鹽芯具體尺寸加工，將加工好的鹽芯包裝成箱。
[0010]通過大量的實(shí)踐表明，本發(fā)明制備的高強(qiáng)韌可溶性復(fù)合材料鹽芯，具有強(qiáng)度高、塑性好、耐熱沖擊、尺寸穩(wěn)定性好、表面質(zhì)量?jī)?yōu)良和可機(jī)械加工等特點(diǎn)，可以承受不大于200MPa的金屬液壓力并可機(jī)械加工，可以用于擠壓鑄造、差壓鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造和金屬型鑄造等鑄造方法，以及運(yùn)用這些鑄造方法制備的高功率高增壓的柴油機(jī)活塞的復(fù)雜內(nèi)腔和發(fā)動(dòng)機(jī)其它關(guān)重件的形狀復(fù)雜、尺寸精度高的內(nèi)腔。
[0011]【具體實(shí)施方式】:
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本
【發(fā)明內(nèi)容】
進(jìn)行詳細(xì)說明實(shí)施例1:
采用本發(fā)明制備復(fù)合材料鹽芯，其組成為:65%的水溶性的金屬鹵化物鹽(NaCl)、15%的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑(膨潤(rùn)土)、10%的氧化物纖維以及10%的金屬?gòu)?fù)合鹽晶須。金屬鹵化物鹽的粒度為120目，無(wú)機(jī)粘結(jié)劑為膨潤(rùn)土，其粒度為180目，纖維為國(guó)產(chǎn)市售的A1003纖維，晶須為國(guó)產(chǎn)市售的硼酸鋁晶須。其制備方法為:
a.燒瓶烘干:將金屬鹵化物鹽，無(wú)機(jī)粘結(jié)劑、氧化物纖維和金屬?gòu)?fù)合鹽晶須分別放置于燒瓶中加熱，加熱溫度200°C，保溫2.5h ；
b.保溫:將上述加熱后的原料置于保溫箱中保溫，留著待用；
c.稱取反應(yīng)物:將上述原料比例稱好，倒入混合機(jī)攪拌30分鐘，然后加入物料總量3%的水再攪拌30分鐘，混好后按鹽芯的所需重量稱好；
d.壓制:將稱好的原料放入模具型腔中，注意原料在型腔中分布均勻，然后用25MPa的壓力壓制成型；
e.焙燒:將壓制好的鹽芯放入箱式爐中焙燒，其工藝步驟為:先175°C烘干th，再升溫至780°C保溫0.5h，然后隨爐冷卻至100°C出爐；
f.加工:將焙燒好的鹽芯裝在夾具上按鹽芯具體尺寸加工，最后將加工好的鹽芯包裝成箱。
[0012]實(shí)施例2
可溶性復(fù)合材料鹽芯的配料比例同實(shí)施例1，其制備方法為:
a.燒瓶烘干:將金屬鹵化物鹽、無(wú)機(jī)粘結(jié)劑、氧化物纖維和金屬?gòu)?fù)合鹽晶須分別放置于箱式爐中加熱，加熱溫度100°C，保溫4h ；
b.保溫:將上述加熱后的原料置于保溫箱中保溫，留著待用；
c.稱取反應(yīng)物:將上述原料比例稱好，倒入混合機(jī)攪拌40分鐘，然后加入適量水再攪拌20分鐘，混好后按鹽芯的所需重量稱好；
d.壓制:將稱好的原料放入模具型腔中，注意原料在型腔中分布均勻，然后用30MPa的壓力壓制成型；
e.焙燒:將壓制好的鹽芯放入箱式爐中焙燒，其工藝步驟采用:先200°C烘干th，再升溫至800°C保溫0.5h，然后隨爐冷卻至100°C出爐；
f.加工:將焙燒好的鹽芯裝在夾具上按鹽芯具體尺寸加工，最后將加工好的鹽芯包裝成箱。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.制備可溶性復(fù)合材料鹽芯的工藝，其特征在于包括下述步驟: a.燒瓶烘干:將金屬鹵化物鹽、無(wú)機(jī)粘結(jié)劑、氧化物纖維和金屬?gòu)?fù)合鹽晶須分別放置于燒瓶中加熱，加熱溫度100°C?300°C，保溫2?4h ; b.保溫:將上述加熱后的原料置于保溫箱中保溫，留著待用； c.稱取反應(yīng)物:將上述原料按60%?70%的水溶性的金屬鹵化物鹽、10%?20%的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑和5%?15%的氧化物纖維、5%?15%的金屬?gòu)?fù)合鹽晶須稱好,倒入混合機(jī)攪拌20?40分鐘，然后加入物料總量1%?5%的水再攪拌20?40分鐘，混好后按鹽芯所需的重量稱好; d.壓制:將稱好的原料放入模具型腔中，使原料在型腔中分布均勻，然后用10?30MPa的壓力壓制成型； e.焙燒:將壓制好的鹽芯放入箱式爐中，先150?200°C烘干th，再升溫至750?800°C保溫0.5h，然后隨爐冷卻至100°C出爐； f.加工:將焙燒好的鹽芯裝在夾具上按鹽芯具體尺寸加工，將加工好的鹽芯包裝成箱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備可溶性復(fù)合材料鹽芯的工藝，其特征在于:所用的水溶性的金屬鹵化物鹽為金屬氯化物、金屬氟化物中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備可溶性復(fù)合材料鹽芯的工藝，其特征在于:所用的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑為粘土或者膨潤(rùn)土。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種制備可溶性復(fù)合材料鹽芯的工藝。該鹽芯由水溶性的金屬鹵化物鹽、無(wú)機(jī)粘結(jié)劑、氧化物纖維和金屬?gòu)?fù)合鹽晶須制成，其制備方法是將金屬鹵化物鹽、無(wú)機(jī)粘結(jié)劑、纖維和晶須按比例混合均勻后放入模具中壓制成鹽芯胚料，再將鹽芯胚料放入爐中進(jìn)行焙燒，冷卻出爐后按鹽芯具體尺寸進(jìn)行機(jī)械加工，最后將加工好的鹽芯包裝成箱。本發(fā)明所制備的高強(qiáng)度高韌性鹽芯可承受不大于200MPa的金屬液壓力，可以用來制備擠壓鑄造、低壓鑄造和金屬型鑄造零件的復(fù)雜內(nèi)腔。
【IPC分類】B22C5-00, B22C9-10, B22C1-00
【公開號(hào)】CN104646593
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310579934
【發(fā)明人】朱華
【申請(qǐng)人】朱華
【公開日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2013年11月19日