涂覆有耐火浆料的泡沫模样及其制造和使用方法技术

本发明专利技术涉及一种用于涂覆在泡沫模型上以形成消失模铸造所需的泡沫模样的耐火浆料，其包含可对所述泡沫模型的气化反应起催化作用的催化剂。本发明专利技术还提供了一种在其耐火涂层中包含所述催化剂的泡沫模样以及制造和使用该模样的方法。

【技术实现步骤摘要】
可用于消失模铸造的涂覆有耐火浆料的泡沬模样及其制造和使用方法
本专利技术涉及一种消失模铸造工艺中所用的耐火浆料、用该耐火浆料制成的泡沫模样以及制造和使用该泡沫模样的方法。
技术介绍
消失模铸造工艺涉及准备一个包括目标铸件的塑料(如泡沫塑料)模型和涂覆于模型表面的耐火涂层的模样，然后注入熔融金属以将塑料模型气化并取代。所述熔融金属复制塑料模型以形成铸件。 一般地，在消失模铸造工艺中，在所制成的与目标铸件形状尺寸相同的塑料模型镀上一层耐火材料涂层，形成消失模铸造所需的模样，将该模样埋入干砂中，再通过机械方法，如振动，使其紧实，包围所述模样形成一个模子。其中所述模型上的耐火涂层，也就是模样的表层，可保证铸件的表面质量，并防止熔融金属渗透到干砂中。然后在真空状态下将熔融金属液注入到模子中以将塑料模型气化。该熔融金属液将耐火涂层内的塑料模型分解成气体，并最终取代该塑料模型，从而精确地复制出模型的所有特征，冷却后便形成了再现了塑料模型形状的铸件。再将铸件周围的砂和表面的耐火涂层去除后，就获得所需铸件。 消失模铸造是一种很智能的铸造工艺，其相比传统的砂型铸造具有很多优势。比如，由于没有空腔，不需要分型和下芯子，消失模铸造特别适用于各种几何形状复杂、传统铸造难以完成的铸件。又比如，消失模铸用干砂埋模型，干砂可反复使用，不仅可以减少工业垃圾，还可降低成本。 然而，消失模铸造存在一个问题，由于熔融金属液会吸收塑料模型在气化的过程中产生的碳，容易造成最终铸件中的碳水平上升，因此消失模铸造的铸件上容易产生增碳现象或形成碳残余。来自塑料模型的碳进入金属中后可能导致铸件的性能下降，因此，如何将碳残余减少到最少一直是消失模铸造工艺的巨大挑战。 因此，需要提供一种新的方法来解决消失模铸造中，尤其是消失模铸造用于低碳钢的铸造时的增碳问题。
技术实现思路
本专利技术的一方面提供了一种用于消失模铸造的泡沫模样。所述泡沫模样包括泡沫模型和涂覆于所述泡沫模型上的耐火涂层，该耐火涂层包含可对所述泡沫模型的气化反应起催化作用的催化剂。所述催化剂包括化学式为(Na2O)xNa2[Al2Si2O8]的类三斜霞石物质和化学式为AaBbCeDdCVs的钙钛矿物质中的至少一种，其中，0〈x≤1，0〈a〈l.2，O≤b≤1.2，0.9〈a+b ≤ 1.2，0〈c〈l.2，O ≤ d≤ 1.2，0.9<c+d≤ 1.2，-0.5〈 δ〈0.5 ;Α从钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)及其组合中选取；Β从锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)及其组合中选取；C从铈(Ce)、锆(Zr)、锑(Sb)、镨(Pr)、钛(Ti)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、镓(Ga)、锡(Sn)、铽(Tb)及其组合中选取；D从镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钦(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钪(Sc)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、钇(Y)、锆(Zr)、铌(Nb)、钥(Mo)、锝(Tc)、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、银(Ag)、镉(Cd)、铪(Hf)、钽(Ta)、钨(W)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、钼(Pt)、金(Au)、镓(Ga)、铟(In)、锡(Sn)、锑(Sb)及其组合中选取。 本专利技术的另一方面提供了一种制造消失模铸造用的泡沫模样的方法。所述方法包括:制造泡沫模型及在所述泡沫模型上涂覆耐火涂层，该耐火涂层包含可对所述泡沫模型的气化反应起催化作用的催化剂。所述催化剂包括化学式为(Na2O)xNa2 [Al2Si2O8]的类三斜霞石物质和化学式为AaBbCeDdCVs的钙钛矿物质中的至少一种，其中，0〈x< 1，0〈a〈l.2，O ^ 1.2, 0.9<a+b ( 1.2，0〈c〈l.2，0 ≤ d ≤ 1.2，0.9<c+d( 1.2，-0.5〈 δ <0.5 ;A从钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)及其组合中选取；B从锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)及其组合中选取；C 从铈(Ce)、锆(Zr)、锑(Sb)、镨(Pr)、钛(Ti)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、镓(Ga)、锡(Sn)、铽(Tb)及其组合中选取;D从镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钦(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钪(Sc)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、钇(Y)、锆(Zr)、铌(Nb)、钥(Mo)、锝(Tc)、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、银(Ag)、镉(Cd)、铪(Hf)、钽(Ta)、钨(W)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、钼(Pt)、金(Au)、镓(Ga)、铟(In)、锡(Sn)、锑(Sb)及其组合中选取。 本专利技术的又一方面提供了用于涂覆在泡沫模型上以形成消失模铸造所需的泡沫模样的耐火浆料。所述耐火浆料包含可对所述泡沫模型的气化反应起催化作用的催化剂。所述催化剂包括化学式为(Na2O)xNa2[Al2Si2O8]的类三斜霞石物质和化学式为AaBb(；Dd03_s的钙钛矿物质中的至少一种，其中，0〈x ( I, 0〈a〈l.2，O≤b≤1.2，0.9<a+b ( 1.2，0〈c〈l.2， O≤ d ≤ 1.2，0.9〈c+d ≤ 1.2,-0.5〈 δ〈0.5 ;Α 从钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)及其组合中选取；Β从锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)及其组合中选取；C从铈(Ce)、锆(Zr)、锑(Sb)、镨(Pr)、钛(Ti)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、镓(Ga)、锡(Sn)、铽(Tb)及其组合中选取；D 从镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钦(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钪(Sc)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、钇(Y)、锆(Zr)、铌(Nb)、钥(Mo)、锝(Tc)、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、银(Ag)、镉(Cd)、铪(Hf)、钽(Ta)、钨(W)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、钼(Pt)、金(Au)、镓(Ga)、铟(In)、锡(Sn)、锑(Sb)及其组合中选取。 本专利技术的再一方面提供了一种消失模铸造方法。所述方法包括:提供泡沫模样，其包括泡沫模型和涂覆于所述泡沫模型上的耐火涂层，该耐火涂层包含可对所述泡沫模型的气化反应起催化作用的催化剂；将所述泡沫模样包覆于砂床中形成模子；往所述模子中注入熔融金属液，以将其中的泡沫模型气化，并取代泡沫模型形成一个复制该泡沫模型形状的铸件，与此同时在所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于消失模铸造的泡沫模样，其包括： 泡沫模型；以及 涂覆于所述泡沫模型上的耐火涂层，该耐火涂层包含可对所述泡沫模型的气化反应起催化作用的催化剂，所述催化剂包括化学式为（Na2O） xNa2[Al2Si2O8]的类三斜霞石物质和化学式为AaBbCcDdO3‑δ的钙钛矿物质中的至少一种，其中： 0<x≤1,0<a<1.2,0≤b≤1.2,0.9<a+b≤1.2,0<c<1.2,0≤d≤1.2,0.9<c+d≤1.2,‑0.5<δ<0.5； A从钙（Ca）、锶（Sr）、钡（Ba）及其组合中选取； B从锂（Li）、钠（Na）、钾（K）、铷（Rb）及其组合中选取； C从铈（Ce）、锆（Zr）、锑（Sb）、镨（Pr）、钛（Ti）、铬（Cr）、锰（Mn）、铁（Fe）、钴（Co）、镍（Ni）、镓（Ga）、锡（Sn）、铽（Tb）及其组合中选取； D从镧（La）、铈（Ce）、镨（Pr）、钕（Nd）、钷（Pm）、钐（Sm）、铕（Eu）、钆（Gd）、铽（Tb）、镝（Dy）、钬（Ho）、铒（Er）、铥（Tm）、镱（Yb）、镥（Lu）、钪（Sc）、钛（Ti）、钒（V）、铬（Cr）、锰（Mn）、铁（Fe）、钴（Co）、镍（Ni）、铜（Cu）、锌（Zn）、钇（Y）、锆（Zr）、铌（Nb）、钼（Mo）、锝（Tc）、钌（Ru）、铑（Rh）、钯（Pd）、银（Ag）、镉（Cd）、铪（Hf）、钽（Ta）、钨（W）、铼（Re）、锇（Os）、铱（Ir）、铂（Pt）、金（Au）、镓（Ga）、铟（In）、锡（Sn）、锑（Sb）及其组合中选取。...

【技术特征摘要】
1.一种用于消失模铸造的泡沫模样，其包括: 泡沫模型；以及 涂覆于所述泡沫模型上的耐火涂层，该耐火涂层包含可对所述泡沫模型的气化反应起催化作用的催化剂，所述催化剂包括化学式为(Na2O) xNa2 [Al2Si2O8]的类三斜霞石物质和化学式SAaBbCJdCVs的钙钛矿物质中的至少一种，其中: 0〈x ≤ I, 0〈a〈l.2，O≤ b ≤1.2，0.9<a+b ( 1.2，0〈c〈l.2，O ≤ d ≤ 1.2，0.9<c+d ≤1.2，-0.5<δ <0.5 ； A从钙(Ca )、锶(Sr )、钡(Ba )及其组合中选取； B从锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)及其组合中选取； C 从铈(Ce)、锆(Zr)、锑(Sb)、镨(Pr)、钛(Ti)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、镓(Ga)、锡(Sn)、铽(Tb)及其组合中选取； D 从镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钦(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钪(Sc)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、钇(Y)、锆(Zr)、铌(Nb)、钥(Mo)、锝(Tc)、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、银(Ag)、镉(Cd)、铪(Hf)、钽(Ta)、钨(W)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、钼(Pt)、金(Au)、镓(Ga)、铟(In)、锡(Sn)、锑(Sb)及其组合中选取。2.如权力要求I所述的泡沫模样，其中所述钙钛矿物质选自改性LaCrO3、改性LaMn03、BaCeO3^ BaZrO3^ BaCeyZr (1_y)03> BaCeyY a_y)03 及其组合，其中 O≤ y≤1。3.如权利要求1所述的泡沫模样，其中所述钙钛矿物质为BaCeyZr(1_y) O3，其中O ≤ y ≤1。4.如权利要求1所述的泡沫模样，其中所述耐火涂层包含约1-80%质量百分比的所述催化剂。5.如权利要求4所述的泡沫模样，其中所述耐火涂层包含约50-80%质量百分比的所述催化剂。6.如权利要求4所述的泡沫模样，其中所述耐火涂层包含约1-30%质量百分比的所述催化剂和约30-60%质量百分比的耐火材料，该耐火材料选自氧化铝、氧化锆、硅石、铬铁矿、水合硅酸铝及其组合。7.如权利要求5或6所述的泡沫模样，其中所述耐火涂层进一步包括粘接剂、表面活性剂、触变剂和分散剂。8.如权利要求7所述的泡沫模样，其中所述粘接剂包括粘土和羧甲基纤维素胶。9.一种制造消失模铸造用的泡沫模样的方法，其包括: 制造泡沫模型；以及 在所述泡沫模型上涂覆耐火涂层，该耐火涂层包含可对所述泡沫模型的气化反应起催化作用的催化剂，所述催化剂包括化学式为(Na2O) xNa2 [Al2Si2OJ的类三斜霞石物质和化学式为AaBb(；Dd03_s的钙钛矿物质中的至少一种，其中: 0〈x ≤ I, 0〈a〈l.2，O≤ b≤ 1.2，0.9<a+b ≤ 1.2，0〈c〈l.2，O ≤ d ≤ 1.2，0.9<c+d ≤1.2，-0.5<δ <0.5 ； A从钙(Ca )、锶(Sr )、钡(Ba )及其组合中选取； B从锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)及其组合中选取；C 从铈(Ce)、锆(Zr)、锑(Sb)、镨(Pr)、钛(Ti)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、镓(Ga)、锡(Sn)、铽(Tb)及其组合中选取； D 从镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钦(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钪(Sc)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、钇(Y)、锆(Zr)、铌(Nb)、钥(Mo)、锝(Tc)、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、银(Ag)、镉(Cd)、铪(Hf)、钽(Ta)、钨(W)、铼(Re)、锇(Os)、铱(Ir)、钼(Pt)、金(Au)、镓(Ga)、铟(In)、锡(Sn)、锑(Sb)及其组合中选取。10.如权利要求9所述的方法，其中所述钙钛矿物质选自改性LaCr03、改性LaMn03、BaCeO3^ BaZrO3^ BaCeyZr (1_y)03> BaCeyY a_y)03 及其组合，其中 O ...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴召平，布赖恩V穆尔，阿内特D迈克尔，汪德家，朴俊泳，古彦飞，赵奇，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US