一种微波固化水溶盐芯的快速成形方法技术

本发明专利技术的一种微波固化水溶盐芯的快速成形方法，属于铸造技术领域。本发明专利技术的方法步骤为S100、无机盐的预处理；S200、配置喷射液；S300、微滴喷射成形；S400、间歇式微波固化；S500、浸润或喷淋无机盐溶液；S600、二次间歇式微波固化；S700、烧结。本发明专利技术通过对盐芯微波硬化预成型后，再对盐芯进行无机盐溶液浸润、二次微波固化以及烧结，由于无机盐溶液的润湿性能极强，可以充分润湿填充预成型盐芯的孔隙，并在二次微波固化过程中结晶析出无机盐，显著提高了盐芯的强度。

【技术实现步骤摘要】
一种微波固化水溶盐芯的快速成形方法
本专利技术属于铸造
，具体来说是一种微波固化水溶盐芯的快速成形方法。
技术介绍
水溶型芯因其优异的水溶溃散性能和环境友好特性在含有复杂内腔及弯曲孔道铸件的生产中具有广泛的应用。在铸造工业领域，以可溶盐为主体材料制得的水溶型芯称为水溶盐芯。目前，水溶盐芯的生产主要有压制烧结法、熔融浇铸法等成形方法。压制烧结法主要是将制备盐芯的原料进行混合后，在盐芯模具中压制成形，然后在一定温度下进行烘烤、烧结。如：中国专利CN200810018179.8将金属盐、粘结剂、纤维和晶须按比例混合均匀后放入模具中压制成盐芯坯料，再将盐芯坯料放入炉中进行焙烧，冷却出炉后按盐芯具体尺寸进行机械加工得到所需盐芯；中国专利CN201010218306.6将金属卤化盐和补强剂先进行烘干，再将烘干的卤化盐、补强剂和粘结剂混匀至相互包容，然后将混合物料制成盐芯坯体，最后将坯体置于烧结炉中进行烧结，最后获得盐芯；中国专利CN200610125398.7首先将水溶性金属盐、辅料破碎到规定的粒度，然后按比例混合，称量出一定重量放入粉末压制模具中压制出盐芯压胚，然后将盐芯压胚放入炉中进行焙烧，随后加工出下芯用的定位孔。然而，这些仅经压制的盐芯初始强度较低，容易在搬运过程中发生断裂或刮伤。部分研究者通过添加适量水以提升其粘结强度，这又造成盐芯脱模困难等问题。熔融浇注法是将无机盐熔化后，浇铸到盐芯模具中，带熔融盐冷却凝固后脱模即可获得所需盐芯。如：中国专利CN201611186722.6以水溶性无机盐(低熔点硝酸钾和硝酸钠、高熔点氯化钾、氯化钠、溴化钾、溴化钠，70-100％)和增强体(氧化铝粉、高铝矾土、高岭土、石英粉、玻璃纤维粉、耐火泥粉、膨润土、大林砂，200-1250目，0-30％)为原料。制备时，将盐混合，熔化，浇注到金属模具中得到复合盐芯适用于低熔点合金铸造；中国专利CN200710052535.3将金属卤化物与陶瓷晶须混合、熔化、浇注、成形，得到一种适用于高压铸造的水溶性盐芯。然而，熔融无机盐粘度低，容易从金属模具的缝隙中流出，且存在熔盐腐蚀性大、高温熔融能耗较高等缺点。事实上，不论是压制烧结法还是熔融浇注法，盐芯的成形都离不开成形模具。这使得传统方法在制备个性化水溶盐芯产品成本极高，也使得新型水溶盐芯产品的开发周期较长。近年来，快速成形技术在砂型/砂芯中有广泛应用。中国专利CN201010222794.8专利技术了一种陶瓷型芯快速成形制造方法，该方法将低温强化剂和陶瓷粉料混合均匀后进行SLS快速成形，再对得到陶瓷型芯生坯预处理，然后脱除陶瓷芯生坯中的低温强化剂，浸渗高温粘接剂，进行预烧和脱脂；最后进行高温烧结，即获得最终的整体陶瓷芯产品。但SLS成形设备昂贵，且不适宜与水溶盐芯的快速成形。中国专利CN201410267868.8专利技术了一种微滴喷射成形水溶型芯的系统及方法，可以用于水溶性砂芯的快速成形。该方法所喷射的液体为无机盐溶液，由于其具有一定的腐蚀性，容易造成微滴喷射喷头的腐蚀，所以需要采用具有防腐效应的微滴喷射喷头，这使得成形设备成本增大。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于解决现有水溶盐芯的传统成形方法制备周期较长，个性化产品生产成本较高且现有微滴喷射成形水溶盐芯以无机盐溶液为喷射液，存在喷头容易腐蚀，使用寿命较短，且盐芯强度较低的问题。提供一种微波固化水溶盐芯的快速成形方法，能够缩短水溶盐芯的制造周期，提升微滴喷射喷头的使用寿命2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术的一种微波固化水溶盐芯的快速成形方法，其特征在于，包括如下步骤：一种微波固化水溶盐芯的快速成形方法，其特征在于，包括如下步骤：S100、无机盐的预处理，将水溶性无机盐一种或几种烘干，研磨混合、筛分，得到100-200目盐粉备用；S200、配置喷射液，将水与添加剂混合均匀，配置成粘度为1-10cps的水溶液；S300、微滴喷射成形，将研磨筛分好的无机盐粉末平铺在升降工作台上，微滴喷射喷头按盐芯实体模型生成的滴液路径喷射S200所配置的水溶液，待该层面微液滴喷射完成，升降工作台下行0.01～1mm，依次完成后续离散层面的滴液工序，直至所有离散层面的滴液工序完成；S400、间歇式微波固化，将完成喷射成形的盐芯连同粉床取出，置于微波炉中进行间歇式微波加热，待盐芯完全固化后取出；S500、浸润或喷淋无机盐溶液，将微波固化后的盐芯取出，浸润或喷淋无机盐溶液，时间不超过5min；S600、二次间歇式微波固化，将浸润后的盐芯置于微波炉中进行二次间歇式微波加热固化，待盐芯中的水分充分散失后取出；S700、烧结，将二次微波固化所得盐芯置于烧结炉中进行烧结，烧结温度在400-1000℃，烧结时间为1-4h。优选地，步骤S100中的水溶性无机盐包括氯化物、溴化物、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐、硝酸盐、偏铝酸盐、氢氧化物等。优选地，步骤S200的添加剂包括水溶性高分子材料和表面活性剂，所述水溶性高分子材料为淀粉、纤维素、聚乙二醇、环氧树脂、聚丙烯酰胺等中的一种或几种；所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、脂肪醇酯、单硬脂酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯等中的一种或几种。优选地，步骤S500中无机盐溶液为常温状态下饱和无机盐溶液。优选地，所述步骤S700中的烧结温度为T，T＝590～690℃。优选地，所述表面活性剂份量为水溶性高分子材料份量的0.10～0.15％。优选地，所述添加剂中的多种水溶性无机盐的阳离子一样。优选地，所述步骤S500中的无机盐溶液与步骤S100中无机盐溶液相同。优选地，所述方法采用如下装置进行，装置包括盐芯喷涂单元、盐芯固化单元、盐芯浸泡单元和盐芯烧结单元，所述盐芯喷涂单元包括配液仓、喷液装置和铺料装置，配液仓用于储存已配置的喷射液，铺料装置用于铺设无机盐粉末，喷液装置用于向铺设好的盐芯喷射喷射液使得盐芯聚集凝结成待固化盐芯；盐芯固化单元用于对待固化盐芯进行微波加热固化成为固化盐芯；盐芯浸泡单元用于对成为固化盐芯进行浸泡；盐芯烧结单元用于将待烧结盐芯进行烧结。优选地，所述盐芯喷涂单元还包括混料装置、受料台、升降工作台和控制器，所述受料台水平设置于升降工作台的上方，且受料台随着升降工作台的升降而上下移动，所述控制器用于控制喷液装置的喷射参数，所述喷液装置通过输液管连接配液仓，所述喷液装置滑动设置于移动导轨上，该移动导轨水平设置于受料台的上方，喷液装置在移动导轨上水平滑动向下方受料台喷射喷射液，所述受料台与移动导轨之间设置有铺料装置，该铺料装置用于向受料台铺设无机盐粉末。3.有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：(1)本专利技术的一种微波固化水溶盐芯的快速成形方法，步骤如下：S100、无机盐的预处理；S200、配置喷射液；S300、微滴喷射成形；S400、间歇式微波固化；S500、浸润或喷淋无机盐溶液；S600、二次间歇式微波固化；S700、烧结，对盐芯微波硬化预成型后，再对盐芯进行无机盐溶液浸润、二次微波固化以及烧结，由于无机盐溶液的润湿性能极强，可以充分润湿填充预成型盐芯的孔隙，并在二次微波固化过程中结晶析出无机盐，显著提高了盐芯的强度；(2)本专利技术的一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微波固化水溶盐芯的快速成形方法一种微波固化水溶盐芯的快速成形方法，其特征在于，包括如下步骤：S100、无机盐的预处理，将水溶性无机盐一种或几种烘干，研磨混合、筛分，得到100‑200目盐粉备用；S200、配置喷射液，将水与添加剂混合均匀，配置成粘度为1‑10cps的水溶液；S300、微滴喷射成形，将研磨筛分好的无机盐粉末平铺在升降工作台163上，微滴喷射喷头按盐芯实体模型生成的滴液路径喷射S200所配置的水溶液，待该层面微液滴喷射完成，升降工作台163下行0.01～1mm，依次完成后续离散层面的滴液工序，直至所有离散层面的滴液工序完成；S400、间歇式微波固化，将完成喷射成形的盐芯连同粉床164取出，置于微波炉210中进行间歇式微波加热，待盐芯完全固化后取出；S500、浸润或喷淋无机盐溶液，将微波固化后的盐芯取出，浸润或喷淋无机盐溶液，时间不超过5min；S600、二次间歇式微波固化，将浸润后的盐芯置于微波炉210中进行二次间歇式微波加热固化，待盐芯中的水分充分散失后取出；S700、烧结，将二次微波固化所得盐芯置于烧结炉410中进行烧结，烧结温度在400‑1000℃，烧结时间为1‑4h。...

【技术特征摘要】
1.一种微波固化水溶盐芯的快速成形方法一种微波固化水溶盐芯的快速成形方法，其特征在于，包括如下步骤：S100、无机盐的预处理，将水溶性无机盐一种或几种烘干，研磨混合、筛分，得到100-200目盐粉备用；S200、配置喷射液，将水与添加剂混合均匀，配置成粘度为1-10cps的水溶液；S300、微滴喷射成形，将研磨筛分好的无机盐粉末平铺在升降工作台163上，微滴喷射喷头按盐芯实体模型生成的滴液路径喷射S200所配置的水溶液，待该层面微液滴喷射完成，升降工作台163下行0.01～1mm，依次完成后续离散层面的滴液工序，直至所有离散层面的滴液工序完成；S400、间歇式微波固化，将完成喷射成形的盐芯连同粉床164取出，置于微波炉210中进行间歇式微波加热，待盐芯完全固化后取出；S500、浸润或喷淋无机盐溶液，将微波固化后的盐芯取出，浸润或喷淋无机盐溶液，时间不超过5min；S600、二次间歇式微波固化，将浸润后的盐芯置于微波炉210中进行二次间歇式微波加热固化，待盐芯中的水分充分散失后取出；S700、烧结，将二次微波固化所得盐芯置于烧结炉410中进行烧结，烧结温度在400-1000℃，烧结时间为1-4h。2.根据权利要求1所述的一种微波固化水溶盐芯的快速成形方法，其特征在于，步骤S100中的水溶性无机盐包括氯化物、溴化物、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐、硝酸盐、偏铝酸盐、氢氧化物等。3.根据权利要求1所述的一种微波固化水溶盐芯的快速成形方法，其特征在于，步骤S200的添加剂包括水溶性高分子材料和表面活性剂，所述水溶性高分子材料为淀粉、纤维素、聚乙二醇、环氧树脂、聚丙烯酰胺等中的一种或几种；所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、脂肪醇酯、单硬脂酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯等中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的一种微波固化水溶盐芯的快速成形方法，其特征在于：步骤S500中无机盐溶液为常温状态下饱和无机盐溶液。5.根据权利要求1所述的一种微波固化水溶盐芯的快速成形方法，其特征在于：所述步骤S700中的烧结温度为T，T＝590～690℃。6.根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓娜，黄贞益，梁珊，张龙，代龙飞，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34