用于大模组铸造的具有高温稳定性的面层浆料及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种用于大模组铸造的具有高温稳定性的面层浆料及其应用，属于精密铸造和材料制备技术领域。采用的原材料为EC95刚玉粉、铝酸钴粉、硅溶胶以及消泡剂和润湿剂，混合并搅拌后用去离子水调整粘度。浆料均匀涂覆在蜡模上，自然干燥。使用该浆料制备的大型模组的面层没有发现挠曲、凹凸变形及微裂纹等缺陷，表面光洁度在0.8‑2μm之间。制备的大型模组的面层在较高的浇注温度下和冲击力下制备铸件，铸件表面光洁度在0.7‑1.6μm之间。本发明专利技术面层浆料具有良好的高温稳定性，应用于大型模组铸造的型壳面层制备上，适用于较高的过热温度和较高的冲击力下浇注成型的高温合金铸件。

Surface layer with high temperature stability for large mold casting and its application

【技术实现步骤摘要】
用于大模组铸造的具有高温稳定性的面层浆料及其应用
：本专利技术涉及精密铸造和材料制备
，具体涉及一种用于大模组铸造的具有高温稳定性的面层浆料及其应用。
技术介绍
：随着经济和科技的飞跃发展，低成本和高效率成为精密铸造未来发展的方向之一。大模组铸造是一次性成型整组或整台套铸件，是一种高效低成本的铸造方法。但是由于大模组铸造的浇注温度高，浇注速度快，使用普通型壳的面层制造铸件会出现裂纹、掉皮、夹渣、漏钢等铸造缺陷，导致铸件合格率下降。国内针对这种大型模组铸造，目前还没有与之相适应的型壳面层材料。
技术实现思路
：针对现有技术中存在的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种用于大模组铸造的具有高温稳定性的面层浆料及其应用，本专利技术浆料制备成本低，操作简单，可应用于所有材料的大型模组铸造过程。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：一种用于大模组铸造的具有高温稳定性的面层浆料，该面层浆料是将原料EC95刚玉粉、铝酸钴粉、硅溶胶、消泡剂和润湿剂按比例混合并搅拌均匀后获得，通过去离子水调整浆料粘度；该面层浆料中，所述EC95刚玉粉与铝酸钴粉的重量比例为(7-9)：(1-3)；所述EC95刚玉粉与铝酸钴粉的总重量与硅溶胶重量的比例为(3-5)：1。所述EC95刚玉粉粒度为320-1000目，铝酸钴粉粒度为2000-3000目。该面层浆料中，消泡剂和润湿剂的总重量占硅溶胶重量的1-5％，消泡剂与润湿剂的重量比例为1：1；所述消泡剂为正丁醇，所述润湿剂为润木RS-6401。所述面层浆料的各原料混合后，采用L型搅拌机进行搅拌，搅拌时间大于72小时。采用去离子水调整浆料粘度时，粘度值调整在15-25s范围内。该面层浆料应用于大模组铸造，应用过程为：将所述面层浆料均匀涂覆于蜡模上，自然干燥；然后，使用该浆料制备大模组的面层，并在较高的浇注温度和较高的冲击力下浇注成型高温合金铸件。应用过程中，所述面层浆料涂覆在蜡模后，在温度20-24℃、湿度40-70％的环境下自然干燥4h以上。使用所述面层浆料制备大型模组的面层在温度为1550-1650℃和浇注时间为2-3s的冲击力下浇注铸件。本专利技术的优点及有益效果是：1.本专利技术为用于大模组铸造的具有良好高温稳定性的面层浆料，应用于大型模组型壳面层的制备上，解决了大模组铸造时较高的过热温度和较高的冲击力下产生的表面缺陷问题。2.本专利技术用于大模组铸造的具有良好高温稳定性的面层浆料，成本低，制造过程简单，具有较高的经济效益。3.本专利技术用于大模组铸造的具有良好高温稳定性的面层浆料，适用于较高的过热温度(1550-1650℃)和较高的冲击力下(浇注时间为2-3s)浇注成型的高温合金铸件。附图说明：图1为本专利技术浆料原材料EC95刚玉粉和铝酸钴的形貌；其中：(a)EC95钢玉粉；(b)铝酸钴粉。图2为本专利技术浆料涂覆到型壳上的形貌。图3为本专利技术浆料制备的面层形貌。图4为大、小模组使用该面层制备的铸件缺陷统计。图5为面层的制备流程图。具体实施方式：以下通过实施例和附图对本专利技术进一步详细阐述。本专利技术为用于大模组铸造的具有良好高温稳定性的面层浆料，该浆料是将EC95刚玉粉、铝酸钴粉、工业GS-30型号硅溶胶、消泡剂和润湿剂按一定配比混合，使用L型搅拌机进行搅拌。用去离子水调整粘度，使用时粘度调整在15-25s范围内。然后将浆料均匀涂覆在蜡模上，表面没有气泡，在温度20-24℃、湿度40-70％的环境下自然干燥4h以上，得到面层(图5)。最后使用该浆料制备的大模组的面层在较高的浇注温度(1550-1650℃)和较高的冲击力(浇注时间2-3s)下制备的铸件表面没有产生陶瓷夹渣、变形、砂眼、麻点等缺陷。适用于较高的过热温度和较高的冲击力下浇注成型的高温合金铸件。所述EC95刚玉粉粒度320-1000目；铝酸钴粉粒度为2000-3000目。以下实施例的面层浆料中，消泡剂和润湿剂的总重量占硅溶胶重量的1-5％，消泡剂与润湿剂的重量比例为1：1；所述消泡剂为正丁醇，所述润湿剂型号为润木RS-6401。实施例1本实施例首先制备面层浆料，然后应用到A2合金铸件的制备上，具体过程如下：首先将EC95刚玉粉和铝酸钴粉(图1)按7：3的重量比例混合均匀，再将混合后的粉体和工业GS30型号硅溶胶按3:1重量比例混合均匀后，加入消泡剂和润湿剂3％(1L硅溶胶中加入30ml消泡剂和润湿剂)，搅拌78h，用去离子水调整粘度，粘度为22.1s时，将浆料均匀涂覆到A2合金铸件的蜡型上，用风扇吹净表面气泡。然后在温度22.1-23.4℃、湿度58.1-61.2％的环境下自然干燥18h(图2)。最后在浇注温度1650℃和浇注时间2-3s条件下浇注成铸件。使用该浆料制备的大型模组的面层没有发现挠曲、凹凸变形及微裂纹等缺陷，表面光洁度在0.8-2μm之间(图3和表1)。制备的铸件表面没有产生陶瓷夹渣、变形、砂眼、麻点等缺陷，铸件表面光洁度在0.7-1.6μm之间(图4和表1)，满足铸件的表面质量要求。表1使用本专利技术浆料制备的面层光洁度及铸件的表面光洁度表面光洁度μm测量点1测量点2测量点3测量点4测量点5面层(实施例1)0.801.561.981.122.01铸件(实施例1)0.680.920.71.481.60铸件(实施例2)0.860.920.791.481.86铸件(实施例3)0.830.921.801.481.59实施例2本实施例首先制备面层浆料，然后应用到A2合金铸件的制备上，具体过程如下：首先将EC95刚玉粉和铝酸钴粉按8：2的重量比例混合均匀，再将混合后的粉体和工业GS30型号硅溶胶按2.8:1的重量比例混合均匀后，加入消泡剂和润湿剂5％(1L硅溶胶中加入50ml消泡剂和润湿剂)，搅拌72h，用去离子水调整粘度，粘度为20.9s时，均匀涂覆到A2合金铸件的蜡型上，用风扇吹净表面气泡。然后浆料在温度21.1-22.5℃、湿度47.1-51.2％的环境下自然干燥16h。最后在浇注温度1610℃和浇注时间2-3s条件下浇注成铸件。使用该浆料制备的大型模组的面层没有发现挠曲、凹凸变形及微裂纹等缺陷，表面光洁度在0.81-2.12μm之间。制备的铸件表面没有产生陶瓷夹渣、变形、砂眼、麻点等缺陷，铸件表面光洁度在0.79-1.86μm(表1)之间，满足铸件的表面质量要求。实施例3本实施例首先制备面层浆料，并应用到A1合金铸件的制备上，具体过程如下：首先将EC95刚玉粉和铝酸钴粉按9：1的重量比例混合均匀，再将混合后的粉体和工业GS30型号硅溶胶按2.5:1的重量比例混合均匀后，加入消泡剂和润湿剂各为5％(1L硅溶胶中加入50ml消泡剂和润湿剂)，搅拌76h，用去离子水调整粘度，粘度为18.2s时，均匀涂覆到A1合金铸件的蜡型上，用风扇吹净表面气泡。然后浆料在温度22.1-23.3℃、湿度57.1-61.2％的环境下自然干燥20h。最后在浇注温度1550℃和浇注时间2-3s条件下浇注成铸件。使用该浆料制备的大模组的面层没有发现挠曲、凹凸变形及微裂纹等缺陷，表面光洁度在0.8-2.2μm之间。制备的铸件表面没有产生陶瓷夹渣、变形、砂眼、麻点等缺陷，铸件表面光洁度在0.83-1.8μm(表1)之间，满足铸件的表面质量要求。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于大模组铸造的具有高温稳定性的面层浆料，其特征在于：该面层浆料是将原料EC95刚玉粉、铝酸钴粉、硅溶胶、消泡剂和润湿剂按比例混合并搅拌均匀后获得，通过去离子水调整浆料粘度；该面层浆料中，所述EC95刚玉粉与铝酸钴粉的重量比例为(7‑9)：(1‑3)；所述EC95刚玉粉与铝酸钴粉的总重量与硅溶胶重量的比例为(3‑5)：1。

【技术特征摘要】
1.一种用于大模组铸造的具有高温稳定性的面层浆料，其特征在于：该面层浆料是将原料EC95刚玉粉、铝酸钴粉、硅溶胶、消泡剂和润湿剂按比例混合并搅拌均匀后获得，通过去离子水调整浆料粘度；该面层浆料中，所述EC95刚玉粉与铝酸钴粉的重量比例为(7-9)：(1-3)；所述EC95刚玉粉与铝酸钴粉的总重量与硅溶胶重量的比例为(3-5)：1。2.根据权利要求1所述的用于大模组铸造的具有高温稳定性的面层浆料，其特征在于：所述EC95刚玉粉粒度为320-1000目，铝酸钴粉粒度为2000-3000目。3.根据权利要求1所述的用于大模组铸造的具有高温稳定性的面层浆料，其特征在于：该面层浆料中，消泡剂和润湿剂的总重量占硅溶胶重量的1-5％，消泡剂与润湿剂的重量比例为1：1；所述消泡剂为正丁醇。4.根据权利要求1所述的用于大模组铸造的具有高温稳定性的面层浆料，其特征在于：所述面层浆料的各原料混合后，采用L型搅拌机进行搅拌，搅拌时间大于72小时。...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨金侠，周亦胄，孙晓峰，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21