高强度消失模空腔无碳铸型随铸件冷却自行溃散的方法技术

本发明专利技术公开了一种高强度消失模空腔无碳铸型随铸件冷却自行溃散的方法，包括：流态或湿态混凝料的配制与涂附：混凝料分面层料和背层料，以不同的组元分别配制；EPS模样与混凝料复合造型；铸型初凝；铸型干燥与EPS模样气化形成无碳空腔，得到空腔铸型；浇注金属液，获得铸件。这种方法可简化工序，工效和操作可靠性提高，环保少无污染，而且突破了石蜡熔模铸造和消失模EPS模样涂敷多层涂料的气化空壳法只能适应于生产小型铸件的局限性。适应于生产小型铸件的局限性。适应于生产小型铸件的局限性。

【技术实现步骤摘要】
高强度消失模空腔无碳铸型随铸件冷却自行溃散的方法


[0001]本专利技术涉及消失模铸造
，具体是一种高强度消失模空腔无碳铸型随铸件冷却自行溃散的方法。

技术介绍

[0002]消失模铸造是21世纪轻型化高效率的一项先进工艺技术，在中国已有4000多家消失模铸造企业，其中已有1500家以上采用干砂负压下富氧先烧空后浇注金属液的工艺，如公开号为CN101690976A的中国专利公开的消失模铸造采用高性能涂层负压燃烧空壳浇注气流速冷消除碳缺陷法，此法比传统的实型浇注有了巨大的突破性和先进性，钢铁消失模铸件的增碳缺陷得到了比较好的消除和控制，但由于烧空的时间和铸件结构及大小不同的局限性，一般情况下还难以完全烧空型内的聚苯乙烯泡沫（Expanded Polystyrene，简称EPS），烧空度多为80～95%范围，即还有5%以上的残余碳，也就是说微增碳的威胁仍然存在，对于高要求的铸件，如兵器、军工、国防装备、高铁、航空、航天等装备的特殊铸件，尚不能满足需要，EPS模样在500℃以上有充足的气化时间才能实现完全空壳而无碳残余。如果实施仿熔模铸造空壳法，采用的是熔模铸造水玻璃类或硅溶胶类涂料，其工艺繁琐，生产周期长，涂层固化和焙烧过程污染严重，能耗惊人，需在1000℃以上长时间焙烧才能保证壳型的透气性，而且这种涂料不易脱砂清理，实属“少慢差费”的落后工艺。在全国4000多家消失模铸造厂中，几乎所有厂家平时都常常需要生产一些或单件、或小批量、或大批量质量要求高并需严格控制碳成分的铸件，特别是低碳钢、低碳合金钢等铸件。因此，EPS气化空壳无碳铸造技术是我国和国际消失模铸造迫需解决的现实问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是针对上述现有技术的不足，而提供一种高强度消失模空腔无碳铸型随铸件冷却自行溃散的方法。这种方法可简化工序，工效和操作可靠性提高，环保少无污染，而且突破了石蜡熔模铸造和消失模EPS模样涂敷多层涂料的气化空壳法只能适应于生产小型铸件的局限性。
[0004]实现本专利技术目的的技术方案如下：一种高强度消失模空腔无碳铸型随铸件冷却自行溃散的方法，包括如下步骤：S1. 流态或湿态混凝料的配制与涂附：混凝料分面层料和背层料，以不同的组元分别配制：S1
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1.面层流态混凝料配制，各组分以重量百分比计为：15%～25%普通水泥，71%～81%蓝晶石，1%聚丙烯酰胺，1%植物粉，2%α淀粉，各原料过150～200目筛，混合后，加入占此5料总重量比为50%～80%的水，搅拌15～25min，形成流态或类同牙膏状混凝料；S1
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2.背层湿态混凝料配制，各组分以重量百分比计为：20%～30%普通水泥，69%～79%20～100目填充砂料，1%植物粉，所述植物粉的粒度
为0.5～3mm，混合后，加入占此3料总重量比为15%～25%的水，搅拌8～12min，形成湿态混凝料；S2.EPS模样与混凝料复合造型：把面层混凝料刷涂或刮附（类同刮腻子）于EPS模样表面，待其湿态无蠕变时的厚度达3～4mm即可转入下道工序：把附着了面层混凝料的EPS模样置于砂箱中填充背层混凝料造型；S3.铸型初凝：上述复合造型工序完成后，放置6小时以上自然凝固，形成有较好强度的实型，常温静置24小时以上；S4.铸型干燥与EPS模样气化形成无碳空腔：干固的实型铸型置于600～650℃可控温的气化炉内，EPS模样迅速气化和热解，待充分气化完全之后得到空腔铸型；S5.浇注金属液：空腔铸型出炉后浇注金属液，获得铸件。
[0005]进一步地，S1
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2中，所述填充砂料为废弃的炉渣、废旧耐火砖、废旧水玻璃铸造砂、复用过的消失模铸造填充干砂中的一种或多种。
[0006]进一步地，S2中，造型时，把砂箱置于平板上，在砂箱内底面垫一层4～5cm厚的背层混凝料，再把所述的EPS模样置于背层混凝料垫层上便可填充湿态和流态状的背层混凝料砂箱复合造型。
[0007]进一步地，S4中，炉内气化时间为30min以上。
[0008]本专利技术以普通硅酸盐水泥作铸型粘固剂，配制流态和湿态两种不同的混凝料，一种涂附于EPS模样表面，而后用另一种填充成型，凝固一定时间后再经600～650℃烘烤，使EPS模样充分气化，形成空腔无碳的高强度铸型。
[0009]本专利技术的特点、效果和优点：1.普通硅酸盐水泥主要成分是硅酸盐，包括硅酸二钙、硅酸三钙和铁铝酸四钙，铁铝酸四钙含Al2O3和Fe2O3，有抗粘砂作用，硅酸二钙熔点高（2130℃），当从高温降至675℃至完全冷却过程始终伴随着β
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2CaO
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SiO2向γ
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2CaO
·
SiO2的晶形转化且反应激烈，体膨胀率达10%，铸型自溃增加退让性利于消除铸件收缩裂纹缺陷，清理极易脱砂，且少无游离的SO2矽尘，是性能优越而在铸造生产领域前所少用的铸造材料；2.面层混凝料中的聚丙烯酰胺（PAM）具有良好的絮凝性、增稠性、粘合性和阻降性，中性无毒，PAM与α淀粉配用有利提高面层浆凝料在EPS模样表面的粘附性和覆盖均匀性；植物粉的加入有利于提高透气性和抗裂性；是中性且抗钢铁液浸润性强，膨胀系数小且稳定性好的耐火材料；3.背层混凝料起保护面层作用，对填充砂料原则上是热胀冷缩变形量小为宜，对于大型结构的铸型，最好是充分利用废弃的炉渣、废旧耐火砖、废旧水玻璃铸造砂、经久复用过的消失模铸造填充干砂，不仅对废旧资源充分利用，而且其抗裂抗变形性远比最廉价的石英原砂为优越；4.铸型面层与背层的良好复合：本专利技术中的铸型材料面层配加15%～25%普通水泥，背层配加20%～30%普通水泥，缩小面层与背层水泥含量的差异，使之自凝性接近，有利
于面层和背层融合为一个整体，有利于避免面层与背层界面分离现象；5.与石蜡熔模铸造和消失模仿熔模铸造刷涂料气化空壳等方法相比，不仅工序简化，工效和操作可靠性提高，环保少无污染，而且突破了石蜡熔模铸造和消失模EPS模样涂敷多层涂料的气化空壳法只能适应于生产小型铸件的局限性。
附图说明
[0010]图1为实施例中消失模铸件EPS模样置于砂箱内造型示意图。
[0011]图中，1.EPS模样 2.面层混凝料 3.背层混凝料 4.砂箱 5.浇口 6.冒口 7.吊勾。
具体实施方式
[0012]下面将结合附图和实施例，对本专利技术的技术方案进行完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0013]实施例：如图1所示，一种高强度消失模空腔无碳铸型随铸件冷却自行溃散的方法，包括如下步骤：S1. 流态或湿态混凝料的配制与涂附：为获得高强度、高透气性、内腔壁面光洁的铸型，混凝料分面层料和背层料，以不同的组元分别配制：S1
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1.面层流态混凝料配制，各组分以重量百分比计为：20%普通水泥，76%蓝晶石，1%聚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度消失模空腔无碳铸型随铸件冷却自行溃散的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1. 流态或湿态混凝料的配制与涂附：混凝料分面层料和背层料，以不同的组元分别配制：S1
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1.面层流态混凝料配制，各组分以重量百分比计为：15%～25%普通水泥，71%～81%蓝晶石，1%聚丙烯酰胺，1%植物粉，2%α淀粉，各原料过150～200目筛，混合后，加入占此5料总重量比为50%～80%的水，搅拌15～25min，形成流态或类同牙膏状混凝料；S1
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2.背层湿态混凝料配制，各组分以重量百分比计为：20%～30%普通水泥，69%～79%20～100目填充砂料，1%植物粉，所述植物粉的粒度为0.5～3mm，混合后，加入占此3料总重量比为15%～25%的水，搅拌8～12min，形成湿态混凝料；S2.EPS模样与混凝料复合造型：把面层混凝料刷除或刮附于EPS模样表面，其湿态无蠕变时的厚度达3～4mm即可转入下道工序：把附着了面层混凝料的EPS模样置于砂箱中填充背层混凝料造型；S3.铸型初凝：上述复合造型工序完成后，常温放置6小时以上自然凝固，形成有较好强度的实型，常温静置24小时以上；S4.铸型干燥与EPS模样气化形成无碳空腔：干固的实型铸型置于600～650℃可控温的气化炉内，EPS模样迅速气化和热解，待充...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉满，刘翔，
申请(专利权)人：桂林中铸机械科技有限公司，
类型：发明
国别省市：