一種銅合金鑄件熔模鑄造工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鑄造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種銅合金鑄件熔模鑄造工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 熔模鑄造又稱"失蠟鑄造"，是一種古老的鑄造方法，在我國發(fā)現(xiàn)最早的熔模鑄件 是2400多年前的戰(zhàn)國早期。從20世紀(jì)50年代開始，熔模鑄造逐漸用于工業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)過 幾十年的發(fā)展，熔模鑄造已成為我國機(jī)械制造業(yè)中的基礎(chǔ)工藝，并形成一個(gè)獨(dú)特的行業(yè)。熔 模鑄造在航空、汽車、機(jī)床、船舶、內(nèi)燃機(jī)、氣輪機(jī)、電訊儀器、武器、醫(yī)療器械以及刀具等制 造工業(yè)中被廣泛采用，同時(shí)也用于工藝美術(shù)品的制造。
[0003] 所謂熔模鑄造工藝，簡(jiǎn)單說就是用易熔材料制成可熔性模型（簡(jiǎn)稱熔?；蚰Ｐ停?在其上涂覆若干層特制的耐火涂料，經(jīng)過干燥和硬化形成一個(gè)整體型殼后，再用蒸汽或熱 水從型殼中熔掉模型，然后把型殼置于砂箱中，在其四周填充干砂造型，最后將鑄型放入焙 燒爐中經(jīng)過高溫焙燒，鑄型或型殼經(jīng)焙燒后，于其中澆注熔融金屬而得到鑄件。
[0004] 由于熔模鑄造的工藝過程復(fù)雜，影響鑄件尺寸精度的因素較多，例如模料的收縮、 熔模的變形、型殼在加熱和冷卻過程中的線量變化、合金的收縮率以及在凝固過程中鑄件 的變形等，所以熔模鑄件的尺寸精度雖然較高，但其一致性仍需提高。壓制熔模時(shí)，采用型 腔表面光潔度高的壓型，因此，熔模的表面光潔度也比較高。此外，型殼由耐高溫的特殊粘 結(jié)劑和耐火材料配制成的耐火涂料涂掛在熔模上而制成，與熔融金屬直接接觸的型腔內(nèi)表 面光潔度高。所以，熔模鑄件的表面光潔度比一般鑄造件的高。近年來，小型復(fù)雜鑄件越來 越多，鑄造難度也越來越大，這使得這些小型鑄件的出現(xiàn)裂紋傾向越來越嚴(yán)重。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種銅合金鑄件熔模鑄造工藝，得到的銅合金鑄 件強(qiáng)度高，韌性好，表面無裂縫。
[0006] 有鑒于此，本發(fā)明提供了一種銅合金鑄件熔模鑄造工藝，包括以下步驟：
[0007] 步驟a)將模料注入模具中，冷凝成型后得到蠟?zāi)?，所述模料包括?5-40重量份氯 化石錯(cuò)、15-30重量份費(fèi)托錯(cuò)、15-30重量份硬脂酸、5_10重量份松香甘油酯、5_10重量份微 晶蠟、5-8重量份聚丙烯蠟、2-5重量份聚異丁烯、2-4重量份聚氨酯彈性體、3-6重量份聚醛 樹脂；
[0008] 步驟b)將所述蠟?zāi)Ｖ糜谕苛现薪n，使涂料均勻覆蓋于蠟?zāi)１砻?，然后撒砂?固，干燥、硬化后得到型殼，所述涂料包括：方石英22-25重量份、電熔剛玉12-15重量份、碳 化硅2-3重量份、氮化硼5-8重量份、聚乙烯醇1-2重量份、羥甲基纖維素2-3重量份、去離 子水10-20重量份、表面活性劑0. 5-1重量份、正辛醇0. 5-1重量份；
[0009] 步驟c)將所述型殼進(jìn)行蒸汽脫蠟，焙燒；
[0010] 步驟d)向焙燒后的型殼內(nèi)澆注合金液，凝固、脫模后得到鑄件。
[0011] 優(yōu)選的，所述模料包括：25-35重量份氯化石蠟、18-30重量份費(fèi)托蠟、22-30重量 份硬脂酸、5-9重量份松香甘油酯、6-10重量份微晶錯(cuò)、5-8重量份聚丙稀錯(cuò)、3-5重量份聚 異丁烯、2-4重量份聚氨酯彈性體、3-5重量份聚醛樹脂。
[0012] 優(yōu)選的，步驟a中，所述模料按照如下方法制備：步驟SI)將25-40重量份氯化石 錯(cuò)、15-30重量份費(fèi)托錯(cuò)、15-30重量份硬脂酸、5-10重量份松香甘油酯、5-10重量份微晶 錯(cuò)、5_8重量份聚丙稀錯(cuò)、2_5重量份聚異丁稀、2_4重量份聚氨酯彈性體和3_6重量份聚酸 樹脂熔融，攪拌均勻；
[0013] 步驟S2)利用100-120目篩過濾步驟Sl得到的熔融的模料；
[0014] 步驟S3)將過濾后的模料澆成錠塊，研磨后得到蠟粉；
[0015] 步驟S4)將所述蠟粉熔融后調(diào)成糊狀模料。
[0016] 優(yōu)選的，所述步驟a具體為：將模料倒入保溫桶內(nèi)，密封，注入空氣進(jìn)行壓注，壓注 溫度為55-65°C，壓注壓力為1. 2-1. 8大氣壓；將模料注入壓型內(nèi)，冷凝成型后得到蠟?zāi)＃?壓溫度為20-25°C，保壓時(shí)間為1-2分鐘，所述模料包括：25-40重量份氯化石蠟、15-30重 量份費(fèi)托錯(cuò)、15-30重量份硬脂酸、5-10重量份松香甘油酯、5-10重量份微晶錯(cuò)、5-8重量份 聚丙烯蠟、2-5重量份聚異丁烯、2-4重量份聚氨酯彈性體、3-6重量份聚醛樹脂。
[0017] 優(yōu)選的，步驟b中，所述涂料按照如下方法制備：將22-25重量份方石英、12-15重 量份電恪剛玉、2-3重量份碳化娃、5-8重量份氮化硼、1-2重量份聚乙稀醇、2-3重量份輕甲 基纖維素、10-20去離子水重量份、0. 5-1重量份表面活性劑和0. 5-1重量份正辛醇混合，攪 拌30-50分鐘后得到涂料。
[0018] 優(yōu)選的，步驟b中，所述干燥、硬化步驟具體為：將撒砂加固后的蠟?zāi)８稍锖陀不?然后涂掛下一層，再次進(jìn)行干燥硬化，如此循環(huán)至厚度為2厘米。
[0019] 優(yōu)選的，步驟c)中，焙燒步驟具體為：將蒸汽脫蠟后的型殼快速升溫至 860-920°C，保溫2-4小時(shí)，冷卻。
[0020] 優(yōu)選的，所述合金液包括：
[0021]
[0022] 余量為鋅和不可避免的雜質(zhì)。
[0023] 優(yōu)選的，所述合金液按照如下方法熔煉：將銅錠加熱，待銅錠溶化后加入鋁和鈦， 然后加入鐵和錳，最后加入鈧、釤、鈷、碲和硅，在1350-1380°C下熔煉，得到合金液。
[0024] 優(yōu)選的，步驟d中，饒注溫度為1320-1340°C。
[0025] 本發(fā)明提供了一種銅合金鑄件熔模鑄造工藝，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明以氯化石 錯(cuò)、費(fèi)托錯(cuò)、硬脂酸、松香甘油酯、微晶錯(cuò)、聚丙烯錯(cuò)、聚異丁稀、聚氨酯彈性體和聚醛樹脂為 模料，聚異丁烯、聚氨酯彈性體、聚醛樹脂穿插在氯化石蠟、費(fèi)托蠟、微晶蠟、聚丙烯蠟以及 硬脂酸中，形成的結(jié)構(gòu)具有很好的強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性。另一方面，對(duì)于本發(fā)明采用的涂料，方石 英具有完全的化學(xué)惰性，在極高溫的溫度下也不會(huì)裂解，電熔剛玉具有高熔點(diǎn)、結(jié)構(gòu)致密、 導(dǎo)熱性好等優(yōu)點(diǎn)，而且熱膨脹率小且均勻；氮化硼的摩擦系數(shù)很低、高溫穩(wěn)定性很好、耐熱 震性很好、強(qiáng)度很高、導(dǎo)熱系數(shù)很高、膨脹系數(shù)較低。因此，本發(fā)明提供的銅合金鑄件熔模鑄 造工藝得到的銅合金鑄件強(qiáng)度高，韌性好，表面無裂縫，產(chǎn)品質(zhì)量可靠。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是 應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的 限制。
[0027] 本發(fā)明實(shí)施例公開了一種銅合金鑄件熔模鑄造工藝，包括以下步驟：步驟a)將模 料注入模具中，冷凝成型后得到蠟?zāi)?，所述模料包括?5-40重量份氯化石蠟、15-30重量份 費(fèi)托錯(cuò)、15-30重量份硬脂酸、5-10重量份松香甘油酯、5-10重量份微晶錯(cuò)、5-8重量份聚丙 烯蠟、2-5重量份聚異丁烯、2-4重量份聚氨酯彈性體、3-6重量份聚醛樹脂；步驟b)將所述 蠟?zāi)Ｖ糜谕苛现薪n，使涂料均勻覆蓋于蠟?zāi)１砻?，然后撒砂加固，干燥、硬化后得到型殼?所述涂料包括：方石英22-25重量份、電恪剛玉12-15重量份、碳化娃2-3重量份、氮化硼 5-8重量份、聚乙烯醇1-2重量份、羥甲基纖維素2-3重量份、去離子水10-20重量份、表面 活性劑〇. 5-1重量份、正辛醇0. 5-1重量份；步驟c)將所述型殼進(jìn)行蒸汽脫蠟，焙燒；步驟 d)向焙燒后的型殼內(nèi)澆注合金液，凝固、脫模后得到鑄件。
[0028] 作為優(yōu)選方案，本發(fā)明采用VMCL600立式加工中心床身型數(shù)控銑床設(shè)置模具，如 汽車配件鑄件的一些精密零件。
[0029] 作為優(yōu)選方案，所述步驟a具體為：將模料倒入保溫桶內(nèi)，密封，注入空氣進(jìn)行壓 注，壓注溫度為55_65°C，壓注壓力為1. 2-1. 8大氣壓；將模料注入壓型內(nèi)，冷凝成型后得到 蠟?zāi)＃簻囟葹?0-25°C，，保壓時(shí)間為1-2分鐘，所述模料包括：25-40重量份氯化石蠟、 15-30重量份費(fèi)托錯(cuò)、15-30重量份硬脂酸、5-10重量份松香甘油酯、5-10重量份微晶錯(cuò)、 5-8重量份聚丙烯蠟、2-5重量份聚異丁烯、2-4重量份聚氨酯彈性體、3-6重量份聚醛樹脂。 作為優(yōu)選方案，蠟?zāi)Ｈ〕龊罅⒓捶诺綄Ｓ玫亩ㄐ凸ぱb內(nèi)冷卻，防止蠟?zāi)Ｗ冃?，將蠟?zāi)＿M(jìn)行組 焊。
[0030] 所述模料優(yōu)選包括：25-35重量份氯化石蠟、18-30重量份費(fèi)托蠟、22-30重量份硬 脂酸、5-9重量份松香甘油酯、6-10重量份微晶錯(cuò)、5-8重量份聚丙稀錯(cuò)、3-5重量份聚異丁 烯、2-4重量