一种泵阀类精铸件使用的型壳材料及其制备工艺和应用制造技术

本发明专利技术涉及精密铸造和材料制备技术领域，具体为一种泵阀类精铸件使用的型壳材料及其制备工艺和应用。采用的基体材料为电熔石英粉，粘结剂为硅酸乙酯，加固材料为白刚玉粉。首先，将电熔石英粉和硅酸乙酯按比例混合并搅拌均匀，通过去离子水调整浆料粘度，制成浆体。然后，将浆体涂覆在型壳背层上，涂覆层数1～3层，厚度0.5～3mm。接着，涂覆常规浆料，制成泵阀类精铸件型壳，并用来浇注铸件。使用本发明专利技术型壳材料和工艺制备的泵阀类精铸件型壳具有良好的溃散性，可应用于精密铸造行业，能够切实有效地解决因脱壳困难而导致的生产周期长和成本增加等问题，具有较高的经济效益和长远的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种泵阀类精铸件使用的型壳材料及其制备工艺和应用
：本专利技术涉及精密铸造和材料制备
，具体为一种泵阀类精铸件使用的型壳材料及其制备工艺和应用。
技术介绍
：泵和阀是石油管路、锅炉管道上的关键零部件，目前采用精密铸造工艺进行生产。由于泵阀类零件结构上存在很多转角、凹沟、凸台等部位，在高温钢液浇入后，热量不容易散失，导致局部温度高，传统的陶瓷型壳材料，例如：刚玉、煤矸石、莫来石等，容易发生晶型转变反应，使浇注后的型壳组织更致密，强度更高，所以经常出现因脱壳困难造成的生产周期长和成本增加等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种泵阀类精铸件使用的型壳材料及其制备工艺和应用，适用于泵阀类精铸件型壳的制造过程，亦可推广到所有金属材料的铸造过程，解决因脱壳困难而导致的生产周期长和成本增加等问题。本专利技术的技术方案是：一种泵阀类精铸件使用的型壳材料，基体材料为电熔石英粉，粘结剂为硅酸乙酯，加固材料为白刚玉粉；将电熔石英粉和硅酸乙酯按比例混合并搅拌均匀，通过去离子水调整浆料粘度，制成浆体；电熔石英粉与硅酸乙酯的重量比例为10：(2～6)，白刚玉粉占浆体的重量百分比在10～30％之间。所述的泵阀类精铸件使用的型壳材料，电熔石英粉粒度为50～200μm，白刚玉粉粒度为200～400μm。所述的泵阀类精铸件使用的型壳材料的制备工艺，包括如下步骤：第一步，将电熔石英粉和硅酸乙酯混合并搅拌均匀，采用搅拌机进行搅拌，转速80～200转/分钟，时间≥48小时，制成浆体；第二步，通过去离子水调整浆料粘度，使用5号流量杯测量粘度，粘度值调整在5～20s范围内；第三步，将浆体均匀涂覆于型壳背层上，厚度0.5～3mm，采用雨淋撒砂机向浆体中均匀撒入白刚玉粉，撒砂速度为0.5～5m/s，时间控制在5～20秒，形成石英材料层；第四步，涂覆石英材料层1～3层，厚度1～10mm，在温度12～30℃、湿度10～60％的环境下干燥4～8小时，风速10～30m/s，干燥后继续涂覆常规浆料；最后，制成泵阀类精铸件型壳，并浇注铸件。所述的泵阀类精铸件使用的型壳材料的应用，该材料适用于作为泵阀类精铸件型壳的背层。所述的泵阀类精铸件使用的型壳材料的应用，该材料制备的型壳承受的浇注温度在1600℃以下。所述的泵阀类精铸件使用的型壳材料的应用，该材料适用于泵阀类精铸件型壳的制造过程。本专利技术的设计思想是：随着工业技术进步，精密铸造技术迅速发展，高效率、低成本成为铸造行业的发展方向之一。调研发现，传统的陶瓷型壳材料在一些泵和阀类结构的零件上经常出现脱壳困难的现象，造成人工清理时间长、劳动强度大、工作效率低等问题，这主要是由于型壳溃散性不良造成的。溃散性不良是因传统的陶瓷型壳材料，如：刚玉、煤矸石、莫来石等在浇注后发生晶型转变反应，由于膨胀系数较小，而使型壳组织更致密，强度更高，又不开裂，所以清理困难。石英晶型转变与它们不同，它在浇注后产生较大的膨胀会造成型壳多处开裂，由此想到通过加入石英材料层来达到碎裂型壳的目的。本专利技术的优点及有益效果是：1.本专利技术采用的基体材料为电熔石英粉，粘结剂为硅酸乙酯，加固材料为白刚玉粉。首先，将电熔石英粉和硅酸乙酯按比例混合并搅拌均匀，通过去离子水调整浆料粘度，制成浆体。然后，将浆体涂覆在型壳背层上，涂覆层数1～3层，厚度0.5～3mm。接着，涂覆常规浆料，制成泵阀类精铸件型壳，并用来浇注铸件。从而，能够切实有效地解决因脱壳困难而导致的生产周期长和成本增加等问题，具有较高的经济效益和长远的应用前景。2.本专利技术泵阀类精铸件使用的型壳材料的制备工艺，操作简单，容易控制。3.本专利技术通过在型壳背层中加入1～3层的石英材料，在高温下发生磷石英向方石英的晶型转变反应，产生较大的膨胀，致使型壳背层迅速开裂，使浇注后的型壳溃散良好。经检测，脱蜡前型壳的湿强度3～4.3MPa，焙烧后型壳的干强度8～10MPa，浇注后型壳的残余强度4～7MPa，均比传统型壳低，清壳容易。附图说明：图1为本专利技术T型搅拌器形貌。图2为泵体叶轮传统型壳浇注后的形貌。图3为实施例1条件下所制备的泵体叶轮型壳浇注后的形貌。具体实施方式：在具体实施过程中，本专利技术泵阀类精铸件使用的型壳材料制备工艺如下：第一步，将电熔石英粉和硅酸乙酯按重量比例10：(2～6)混合并搅拌均匀，电熔石英粉粒度为50～200μm。如图1所示，采用T型搅拌器进行搅拌，转速80～200转/分钟，时间≥48小时，制成浆体。第二步，通过去离子水调整浆料粘度，粘度值调整在5～20s范围内。第三步，将浆体均匀涂覆于型壳背层上，厚度0.5～3mm，采用雨淋撒砂机向浆体中均匀撒入白刚玉粉，白刚玉粉占浆体的重量百分比在10～30％范围内，粒度为200～400μm。撒砂速度为0.5～5m/s，时间控制在5～20秒，形成石英材料层。第四步，型壳涂覆石英材料层1～3层，厚度1～10mm，在温度12～30℃、湿度10～60％的环境下干燥4～8小时，风速10～30m/s，干燥后继续涂覆常规浆料若干层。最后，制成泵阀类精铸件型壳，并浇注铸件。下面，通过实施例和附图对本专利技术进一步详细阐述。实施例1本实施例中，按照本专利技术技术方案中所描述的方法进行。首先将电熔石英粉和硅酸乙酯按重量比例10：3混合并搅拌均匀，电熔石英粉粒度为53μm。采用T型搅拌机进行搅拌，转速120转/分钟，时间50小时，制成浆体。然后通过去离子水调整浆料粘度，使用5号流量杯测量粘度，粘度值调整在8.8s。将浆体均匀涂覆于型壳背层上，厚度0.85mm。采用雨淋撒砂机向型壳背层浆体中均匀撒入白刚玉粉，白刚玉粉占浆体的重量百分比为30％，粒度为220μm，撒砂速度为3m/s，时间为9秒，形成石英材料层。在型壳上涂覆石英材料层1层，厚度1.2mm，并在温度18℃、湿度40％的环境下干燥8小时，风速为12.6m/s，干燥后继续涂覆常规浆料。最后，制成泵阀类精铸件型壳，并浇注铸件。检测脱蜡前型壳的湿强度，检测焙烧后型壳的干强度，检测浇注后型壳的残余强度，结果见表1，可见其残余强度比传统型壳的低，容易清理，且铸件表面质量和尺寸合格。实施例2本实施例中，按照本专利技术技术方案中所描述的方法进行。首先将电熔石英粉和硅酸乙酯按重量比例10：5混合并搅拌均匀，电熔石英粉粒度为108μm。采用T型搅拌机进行搅拌，转速110转/分钟，时间72小时，制成浆体。然后通过去离子水调整浆料粘度，使用5号流量杯测量粘度，粘度值调整在16.8s。将浆体均匀涂覆于型壳背层上，厚度1.05mm。采用雨淋撒砂机向型壳背层浆体中均匀撒入白刚玉粉，白刚玉粉占浆体的重量百分比为23％，粒度为120μm，撒砂速度为4m/s，时间为8秒，形成石英材料层。在型壳上涂覆石英材料层3层，厚度3.9mm，并在温度20℃、湿度43％的环境下干燥6小时，风速为18.6m/s，干燥后继续涂覆常规浆料层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种泵阀类精铸件使用的型壳材料，其特征在于，基体材料为电熔石英粉，粘结剂为硅酸乙酯，加固材料为白刚玉粉；将电熔石英粉和硅酸乙酯按比例混合并搅拌均匀，通过去离子水调整浆料粘度，制成浆体；电熔石英粉与硅酸乙酯的重量比例为10：(2～6)，白刚玉粉占浆体的重量百分比在10～30％之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种泵阀类精铸件使用的型壳材料，其特征在于，基体材料为电熔石英粉，粘结剂为硅酸乙酯，加固材料为白刚玉粉；将电熔石英粉和硅酸乙酯按比例混合并搅拌均匀，通过去离子水调整浆料粘度，制成浆体；电熔石英粉与硅酸乙酯的重量比例为10：(2～6)，白刚玉粉占浆体的重量百分比在10～30％之间。


2.根据权利要求1所述的泵阀类精铸件使用的型壳材料，其特征在于，电熔石英粉粒度为50～200μm，白刚玉粉粒度为200～400μm。


3.一种权利要求1至2之一所述的泵阀类精铸件使用的型壳材料的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
第一步，将电熔石英粉和硅酸乙酯混合并搅拌均匀，采用搅拌机进行搅拌，转速80～200转/分钟，时间≥48小时，制成浆体；
第二步，通过去离子水调整浆料粘度，使用5号流量杯测量粘度，粘度值调整在5～20s范围内；
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【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