一种使用新型涂料的消失模铸铁件的制作方法技术

本发明专利技术涉及一种使用新型涂料的消失模铸铁件的制作方法，该制作方法包括制备泡沫块、制备模束、制备第一涂料层、第一次干燥、制备第二涂料层、第二次干燥、制备第三涂料层、第三次干燥、填砂振实、负压浇注和开箱落砂等步骤；在模束表面制备涂料层分为三层，分为第一涂料层、第二涂料层和第三涂料层；将涂料层设置成三层，使涂料层满足强度和稳定性的前提条件下，提高涂料层表面的光洁度和透气性，提高铸铁件的表面质量(如：提高表面的光洁度、平整度，避免多肉或毛刺等)，减少或避免铸造缺陷(如：浇不起、气孔、窝气等)的形成；改善铸铁件的机械性能的同时，减少或防止由于涂料造成铸造缺陷引起铸铁件报废。造缺陷引起铸铁件报废。造缺陷引起铸铁件报废。

【技术实现步骤摘要】
一种使用新型涂料的消失模铸铁件的制作方法


[0001]本专利技术属于消失模铸造
，具体涉及一种使用新型涂料的消失模铸铁件的制作方法。

技术介绍

[0002]消失模铸造又称为“实型铸造”，是将与铸铁件尺寸形状相似的泡沫模型和浇注系统模型粘接组合成一整体泡沫模型。在整体泡沫模型表面涂刷耐火材料并烘干后，将其埋入干砂粒中振实成型。在负压的条件下浇注，在浇注过程中金属液高温，使整体泡沫模型气化，被金属液填充占据模型位置，金属液凝固冷却后形成铸铁件的方法。采用消失模铸造方法生产铸铁件过程中，砂粒通过负压粘连紧实，避免使用粘结剂，使砂粒不断重复利用。降低废砂的产生，有利于环境保护。
[0003]消失模模型的结构如授权公告号为CN205020741U的中国技术专利公开的“一种消失模铸造模型”的结构。该消失模铸造模型包括消失模模型，泡沫模型表面有三层涂层，从里到外，依次是涂敷的涂料层、粘敷的铸造砂层、涂敷的涂料层，从而在泡沫模型表面形成由两层涂料和一层砂料组成的涂层。在消失模铸造生产中，泡沫模型的涂料层对铸铁件的形成起到十分重要的作用。涂料层的质量好坏，将直接影响铸铁件的表面质量(如表面的光洁度、平整度、多肉或毛刺等)的高低和铸铁件的铸造缺陷(如：浇不起、气孔、夹渣、窝气等)的形成；因此消失模铸造模型的好坏将直接影响铸造缺陷的产生和铸铁件表面质量的高低。

技术实现思路

[0004]为了提高高强高韧铸铁件的质量，防止或减少铸造缺陷的产生，本专利技术提供了一种使用新型涂料的消失模铸铁件的制作方法；为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案具体如下：
[0005]一种使用新型涂料的消失模铸铁件的制作方法，其特征在于，步骤如下：
[0006](1)制备泡沫块，将泡塑颗粒发泡成型，形成方形泡沫块；
[0007](2)制备模束，根据铸造工艺要求，采用线切割的方式，制备铸铁件泡沫和浇注系统泡沫，采用泡沫粘结胶将铸造泡沫盒浇注系统泡沫胶粘形成模束；
[0008](3)制备第一涂料层，将第一涂料粉体与水基按0.8～1.2:1的比例混合搅拌均匀，形成第一涂料悬浮液；将模束浸涂在第一涂料悬浮液中，浸涂时间控制在3～5s，取出沥干，在模束表面形成第一涂料层；第一涂料粉体主要成分包括：按重量百分比，石英粉12～15、镁砂粉13～15、铝矾土粉40～45、钠基膨润土粉5～8，水玻璃15～20、三氧化铁粉1～2、石墨粉2～3、氮化铬铁粉2～4、淀粉0.5～1、硅铁粉1～2和消泡剂0.02～0.03；
[0009](4)第一次干燥，将沥干后的模束放置在第一干燥室内干燥，干燥室内温度控制在40～50℃，干燥时间48～72h；
[0010](5)制备第二涂料层，将模束浸涂在粘结剂中，浸涂时间控制在1～2s，取出，在表
面附着第二涂料；粘结剂主要为水玻璃，第二涂料的主要成分包括：按重量百分比，宝珠砂颗粒97～99.5和淀粉0.1～0.5。
[0011](6)第二次干燥，将步骤5中的模束放置在第二干燥室内干燥，干燥室内温度控制在60～70℃，干燥时间6～8h；
[0012](7)制备第三涂料层，将第三涂料粉体与酒精按1.1～1.3:1混合搅拌均匀，形成第三涂料悬浮液，将步骤6中的模束浸涂在第三涂料悬浮液中，浸涂时间控制在2s～4s，取出沥干，在步骤6中的模束表面形成第三涂料层；第三涂料粉主要成分包括：按重量百分比石英粉75～80、钠基膨润土粉5～8、水玻璃10～20、淀粉0.5～1和消泡剂0.02～0.03；
[0013](8)第三次干燥，将步骤7中沥干的模束放置在第三干燥室内干燥，干燥室内温度控制在40～50℃，干燥时间24～36h；
[0014](9)填砂振实，将步骤8中的模束放置在砂箱，在砂箱内填充宝珠砂，将其振实、密封；
[0015](10)负压浇注，采用真空设备对砂箱内抽真空，浇注时负压控制在0.02
‑
0.03Mpa；浇注过程泡沫气化，被金属液填充；
[0016](11)开箱落砂，清理表面涂料，去除浇注系统，完成铸铁件的制作。
[0017]本专利技术使用新型涂料的消失模铸铁件的制作方法的有益效果：
[0018](1)在采用消失模铸铁件生产高强高韧铸铁件时，在模束表面制备涂料层分为三层，分为第一涂料层、第二涂料层和第三涂料层。第一层涂料层为面层，模束气化后，直接与金属液接触。第二涂料层为骨架层，骨架层为涂料层提供稳定支撑；第三层涂料层为背面层，用于与砂箱内宝珠砂颗粒接触；将涂料层设置成三层，使涂料层满足强度和稳定性的前提条件下，提高涂料层表面的光洁度和透气性，提高铸铁件的表面质量(如：提高表面的光洁度、平整度，避免多肉或毛刺等)，减少或避免铸造缺陷(如：浇不起、气孔、窝气等)的形成。
[0019](2)在制备模束时，采用线切割的方式制备铸铁件泡沫和浇注系统泡沫，提高铸铁件泡沫和浇注系统泡沫尺寸精度，避免加工过程中泡沫表面形成毛刺等缺陷，从而提高胶粘形成的模束的尺寸精度，并使模束表面平整，提高消失模铸铁件的表面质量。
[0020](3)经过多次试验，确定第一涂料粉体与水基之间混合比例为0.8～1.2:1，使混合形成的第一涂料悬浮液的粘稠度符合挂壁要求，浸涂过程中，有利于第一涂料悬浮液稳定附着在模束表面；将浸涂时间控制在3～5s，使第一涂料悬浮液充分附着在模束的表面。
[0021](4)通过合理设计第一粉体的成分和各成分含量，其中，石英粉、镁砂粉和铝矾土粉作为第一涂层的骨架结构，通过多次试验确定，石英粉、镁砂粉和铝矾土粉之间的比例，使骨架结构能形成稳定支撑的同时，石英粉中的二氧化硅与钠基膨润土中钠离子结合，形成硅酸钠，硅酸钠具有一定粘性，使镁砂粉和铝矾土粉粘连成一整体，有利于提高骨架的稳定性；合理控制镁砂粉的使用，降低成本的同时，镁砂粉中的镁元素通过冶金扩散，进入金属液中，有利于高强高韧铸铁中石墨的球化；钠基膨润土粉提供钠离子的同时，提高第一涂料悬浮液的粘稠度，有利于第一涂料悬浮液在模束表面的悬挂。水玻璃的含量控制在15～20之间，使第一涂料悬浮液具有一定粘性的同时，防止过度加入，破坏第一涂料粉体的其他性能。
[0022](5)模束气化过程中，三氧化铁粉与碳或金属液中的铁反应，生产一氧化碳气体和
氧化铁，减少模束气化后，积碳量，氧化铁有利于铸铁件冷却后，涂料从铸铁件表面的剥落。在涂料与金属液接触过程中，石墨粉和硅铁粉部分发生冶金扩散，扩散至金属液中，提供石墨形核，有利于高强高韧铸铁内碳的石墨化；但石墨粉和硅铁粉在第一涂料粉体内含量过高时，降低涂料的性能。
[0023](6)在第一涂料粉体内设置0.5～1的淀粉，金属液浇注过程中，高温时淀粉碳化、气化，在不影响强度的前提条件下，第一涂料层内形成细小的孔隙，有利于提高第一涂料层的透气性，有利于气体的排出，降低窝气的铸造缺陷发生。
[0024](7)在第一涂料体内设置2～4的氮化铬铁，金属液浇注过程中，氮化铬铁分解，部分氮和铬冶金扩散至金属液中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种使用新型涂料的消失模铸铁件的制作方法，其特征在于，步骤如下：(1)制备泡沫块，将泡塑颗粒发泡成型，形成方形泡沫块；(2)制备模束，根据铸造工艺要求，采用线切割的方式，制备铸铁件泡沫和浇注系统泡沫，采用泡沫粘结胶将铸造泡沫盒浇注系统泡沫胶粘形成模束；(3)制备第一涂料层，将第一涂料粉体与水基按0.8～1.2:1的比例混合搅拌均匀，形成第一涂料悬浮液；将模束浸涂在第一涂料悬浮液中，浸涂时间控制在3～5s，取出沥干，在模束表面形成第一涂料层；第一涂料粉体主要成分包括：按重量百分比，石英粉12～15、镁砂粉13～15、铝矾土粉40～45、钠基膨润土粉5～8，水玻璃15～20、三氧化铁粉1～2、石墨粉2～3、氮化铬铁粉2～4、淀粉0.5～1、硅铁粉1～2和消泡剂0.02～0.03；(4)第一次干燥，将沥干后的模束放置在第一干燥室内干燥，干燥室内温度控制在40～50℃，干燥时间48～72h；(5)制备第二涂料层，将模束浸涂在粘结剂中，浸涂时间控制在1～2s，取出，在表面附着第二涂料；粘结剂主要为水玻璃，第二涂料的主要成分包括：按重量百分比，宝珠砂颗粒97～99.5和淀粉0.1～0.5。(6)第二次干燥，将步骤5中的模束放置在第二干燥室内干燥，干燥室内温度控制在60～70℃，干燥时间6～8h；(7)制备第三涂料层，将第三涂料粉体与酒精按1.1～1.3:1混合搅拌均匀，形成第三涂料悬浮液，将步骤6中的模束浸涂在第三涂料悬浮液中，浸涂时间控制在2s～4s，取出沥干，在步骤6中的模束表面形成第三涂料层；第三涂料粉主要成分包括：按重量百分比石英粉75～80、钠基膨润土粉5～8、水玻璃10～20、淀粉0.5～1和消泡剂0.02～0.03；(8)第三次干燥，将步骤7中沥干的模束放置在第三干燥室内干燥，干燥室内温度控制在40～50℃，干燥时间24～36h；(9)填砂振实，将步骤8中的模束放置在砂箱，在砂箱内填充宝珠砂，将其振实、密封；(10)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张世伟，孙玉福，杜学山，朱丹丹，白倩倩，
申请(专利权)人：河南伟业新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：