一种水溶型芯的添加剂的制备方法技术

本发明专利技术的一种水溶型芯的添加剂的制备方法，属于铸造技术领域。本发明专利技术的所述方法为分别将水溶性高分子材料及水溶性无机盐溶于水，然后将其混合并测定其pH值，然后采用滴定管滴入有机酸，调节混合溶液的pH值为7，即得添加剂。本发明专利技术的添加剂中加入了有机高分子材料，可使水溶型芯获得较高的初始强度；有机酸用于调节pH值，解决了微滴喷射喷头使用寿命短的问题，水溶性无机盐用于型芯的粘结剂，增加了强度。

【技术实现步骤摘要】
一种水溶型芯的添加剂的制备方法
本专利技术属于铸造
，具体来说是一种水溶型芯的添加剂的制备方法。
技术介绍
在汽车、工程机械以及航空航天领域存在大量带有复杂内腔及弯曲孔道的铝合金铸件。这些复杂的铝合金铸件可采用内置金属芯、树脂砂芯以及水溶型芯的方式生产。由于金属芯制芯工艺复杂，且采用化学除芯易造成环境污染，这促使综合性能优异的有机树脂砂芯被大量应用于此类铸件的生产。然而随着工艺技术的发展，铝合金铸件的成型温度降低，原本易溃散的有机树脂砂芯的溃散性能减弱，同时在浇铸过程中会产生有毒有害气体，且旧砂再生存在污水治理困难、能耗高或砂粒破碎严重等问题。因此，具有高效水溶溃散性能和优异环境友好特性的水溶型芯在带有复杂内腔及弯曲孔道的铝合金铸件生产中有着广泛的应用前景。目前，水溶型芯的生产主要有压制烧结法、流态浇注法等成形方法。压制烧结法主要是将制备型芯的原料进行混合后，在型芯模具中压制成形，然后在一定温度下进行烘烤、烧结。经检索，专利技术创造名称为：一种用于制备精密器件的水溶芯模的制备方法(申请号为：201611087546.0，申请日为：2016.12.01)，该申请案采用尿素、氯化钠、硫酸镁、玉米粒、饱和氯化钠溶液、聚乙烯醇、纳米二氧化、碳纤维等为原料，经压制成型及二次加热获得抗弯性能强、水溶性高的型芯，能应用于铜壶工艺品的生产；但是该申请案的不足之处在于个性化水溶型芯产品成本极高，生产周期长，且新型水溶型芯产品的开发周期较长。此外，专利技术创造名称为：一种陶瓷型芯快速成形制造方法(申请号为：201010222794.8，申请日为：2010.07.12)，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。但该申请案的不足之处在于SLS成形设备昂贵，且不适宜与水溶型芯的快速成形。
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型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型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，且型芯强度较低的问题。提供一种水溶型芯的添加剂的制备方法，制备出的添加剂能够缩短水溶型芯的制造周期，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：本专利技术的一种水溶型芯的添加剂的制备方法，所述方法为分别将水溶性高分子材料及水溶性无机盐溶于水，然后将其混合并测定其pH值，然后采用滴定管滴入有机酸，调节混合溶液的pH值为7，即得添加剂。优选地，所述添加剂的组分含量如下：水溶性高分子材料10％-20wt％、有机酸0-5wt％、水溶性无机盐75-90wt％，水溶性高分子材料用于提升型芯的初始强度，有机酸用于调节pH值防止腐蚀，水溶性无机盐用于型芯的粘结剂。优选地，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。优选地，所述有机酸为醋酸、柠檬酸、草酸、磺酸中的一种或几种。优选地，所述水溶性无机盐为氯化物、溴化物、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐、硝酸盐、偏铝酸盐、氢氧化物中的一种或几种，且所述添加剂中的多种水溶性无机盐的阳离子一样。优选地，所述方法具体步骤如下：a、称量，用天平分别称量出所需要份量的水溶性高分子材料和水溶性无机盐；b、溶化，将称量后的水溶性高分子材料和水溶性无机盐溶于水，并进行搅拌；c、中和，用试纸测量步骤b所得溶液的PH值，用滴定管滴入有机酸使得溶液PH＝7，即得添加剂。一种高强度水溶型芯，包括型砂和添加剂，其中型砂为硅砂、莫来石砂、锆砂、镁砂中的一种或几种，且型砂的粒度为70～200目；所述添加剂上述的水溶型芯的添加剂的制备方法制备得到的添加剂。优选地，所述型芯的生产过程如下：S100、微滴喷射成形，将型砂平铺在升降工作台上，喷液装置按型芯实体模型生成的滴液路径喷射添加剂，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；S200、间歇式微波固化，将完成喷射成形的型芯连同粉床取出，置于微波炉中进行间歇式微波加热，待型芯完全固化后取出；S300、浸润或喷淋无机盐溶液，将微波固化后的型芯取出，浸润或喷淋无机盐溶液，浸泡时间为t1，t1＜5min；S400、二次间歇式微波固化，将浸润后的型芯置于微波炉中进行二次间歇式微波加热固化，待型芯中的水分充分散失后取出；S500、烧结，将二次微波固化所得型芯置于烧结炉中进行烧结，烧结温度为T，T＝400-1000℃，烧结时间为t2，t2＝1-4h。优选地，步骤S300中无机盐饱和溶液中所用无机盐与添加剂中的无机盐相同。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)本专利技术的一种水溶型芯的添加剂的制备方法，所述方法为分别将水溶性高分子材料及水溶性无机盐溶于水，然后将其混合并测定其pH值，然后采用滴定管滴入有机酸，调节混合溶液的pH值为7，即得添加剂，添加剂中加入了有机高分子材料，可使水溶型芯获得较高的初始强度；有机酸用于调节pH值，解决了微滴喷射喷头使用寿命短的问题，水溶性无机盐用于型芯的粘结剂，增加了强度；(2)本专利技术的一种高强度水溶型芯，型芯微波硬化预成型后，对型芯进行无机盐溶液浸润、二次微波固化及烧结，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型芯的孔隙，并在二次微波固化过程中结晶析出无机盐，显著提高了型芯的强度；(3)本专利技术的一种高强度水溶型芯，将完成打印任务的粉床进行整体的微波加热，其中喷有微液滴的部分在受热后固化，未喷射微液滴的部分可对喷有微液滴的部分进行保护，避免型芯在搬运过程中的刮伤，且在微波加热后仍保持松散状态。在传统加热固化的制芯过程中，其传热特点是热量由外向内传递，这使得型芯外层固化速度快，内层水分散失较为困难，型芯强度较低。而本专利技术采用的微波固化可实现内外同时加热，且间歇式的微波加热方式有利于内层水分的充分逸散，从而保证了型芯的强度。附图说明图1为本专利技术的一种高强度水溶型芯的生产装置结构示意图；图2为本专利技术的一种水溶型芯的添加剂的制备方法的方法流程图。示意图中的标号说明：100、型砂喷涂单元；110、混料装置；111、出料口；120、配液仓；121、输液管；122、喷液装置；131、移动导轨；132、固定导轨；141、受料台；142、铺料装置；151、已成型离散层；161、工作腔；162、活塞；163、升降工作台；164、粉床；170、控制器；171、数据接口；200、型芯固化单元；210、微波炉；220、支架；230、待固化型芯；300、型芯浸泡单元；310、无机盐溶液槽；320、固化型芯；400、型芯烧结单元；410、烧结炉；420、待烧结型芯。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述，附图中给出了本专利技术的若干实施例，但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水溶型芯的添加剂的制备方法，其特征在于：所述方法为分别将水溶性高分子材料及水溶性无机盐溶于水，然后将其混合并测定其pH值，然后采用滴定管滴入有机酸，调节混合溶液的pH值为7，即得添加剂。

【技术特征摘要】
1.一种水溶型芯的添加剂的制备方法，其特征在于：所述方法为分别将水溶性高分子材料及水溶性无机盐溶于水，然后将其混合并测定其pH值，然后采用滴定管滴入有机酸，调节混合溶液的pH值为7，即得添加剂。2.根据权利要求1所述的一种水溶型芯的添加剂的制备方法，其特征在于：所述添加剂的组分含量如下：水溶性高分子材料10％-20wt％、有机酸0-5wt％、水溶性无机盐75-90wt％，水溶性高分子材料用于提升型芯的初始强度，有机酸用于调节pH值防止腐蚀，水溶性无机盐用于型芯的粘结剂。3.根据权利要求2所述的一种水溶型芯的添加剂的制备方法，其特征在于：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。4.根据权利要求2所述的一种水溶型芯的添加剂的制备方法，其特征在于：所述有机酸为醋酸、柠檬酸、草酸、磺酸中的一种或几种。5.根据权利要求2所述的一种水溶型芯的添加剂的制备方法，其特征在于：所述水溶性无机盐为氯化物、溴化物、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐、硝酸盐、偏铝酸盐、氢氧化物中的一种或几种，且所述添加剂中的多种水溶性无机盐的阳离子一样。6.根据权利要求1-5任一项所述的一种水溶型芯的添加剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：a、称量，用天平分别称量出所需要份量的水溶性高分子材料和水溶性无机盐；b、溶化，将称量后的水溶性高分子材料和水溶性无机盐溶于水，并进行搅拌；c、中和，用试纸测量步骤b所得溶液的...

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