一种涡轮增压器壳用高发热冒口及其制备工艺制造技术

本申请涉及铸造的技术领域，具体公开了一种涡轮增压器壳用高发热冒口及其制备工艺。一种涡轮增压器壳用高发热冒口，由包括以下重量份的原料制成：漂珠65～71份；发热材料18～30份；呋喃树脂5～11份；其制备方法为：1)将漂珠和发热材料进行预混并搅拌均匀，加入呋喃树脂进行混合搅拌，得到混合料；2)将步骤1得到的混合料填充到发热保温冒口模具中，压制成型，脱模干燥后得到上述高发热冒口。本申请的高发热冒口相对而言具有更低的生产成本，同时兼具较小的导热系数和较好的耐火度，除此之外成型后的冒口还具有较好的结构强度和保温效果。的冒口还具有较好的结构强度和保温效果。

【技术实现步骤摘要】
一种涡轮增压器壳用高发热冒口及其制备工艺


[0001]本申请涉及铸造的
，更具体地说，它涉及一种涡轮增压器壳用高发热冒口及其制备工艺。

技术介绍

[0002]大部分金属在冷却过程中通常会经历液态收缩、凝固收缩和固态收缩，而在铸造生产过程中，部分铸件凝固后会产生缩孔和缩松，主要是因为铸件的冷却时间相对较长，铸型中的金属件产生收缩，但是缺乏足够的金属液去补收缩的空间，进而严重影响了铸件的致密性，导致铸件的成品率有所下降。
[0003]为了改善铸件在铸造过程中产生收缩的问题，通常会采用冒口来对铸件进行补缩，但是冒口在补缩过程中会由内向外大量散热，导致其自身也是由外向内发生凝固，而实际的有效补缩量占冒口总容积的比例约为8
‑
14％，利用率低，补缩效果较差。
[0004]针对以上问题，如何提高冒口的补缩效率成为了目前主要研究的问题，发热保温冒口作为改进方案应运而生，由于其兼具保温和发热的功能，使得其在实际生产过程中并取得了良好的效果。常见的保温冒口有珍珠岩复合型保温冒口、纤维复合型保温冒口和空心微珠型保温冒口等，但是各种类型的冒口仍存在一些问题，如珍珠岩复合型保温冒口的产品可能会存在强度低、耐火度不高的问题，而纤维复合型保温冒口虽具有较高的耐火度和较好的保温性能，但是其原材料的成本比较高且较不容易进行混制，对于生产过程具有一定要求。因此有必要研究一种兼具较高耐火度、较好保温性能且能够合理控制生产成本的发热保温冒口。

技术实现思路

[0005]本申请的目的是为了提供一种发热保温冒口，其兼具有较高的耐火度和较好的保温性能，同时一定程度上能够合理控制生产发热保温冒口的成本。
[0006]第一方面，本申请提供一种涡轮增压器壳用高发热冒口，采用如下的技术方案：
[0007]一种涡轮增压器壳用高发热冒口，由包括以下重量份的原料制成：漂珠65～71份；发热材料18～30份；呋喃树脂5～11份。
[0008]通过采用上述技术方案，漂珠是一种粉煤灰空心珠，其壁较薄且内部呈中空设置，具有较轻的重量，表面封闭且光滑，热导率低且具有较好的耐火度，利用漂珠作为保温耐火材料，使得最终成型后的漂珠型保温冒口具有重量轻、导热系数小、抗压强度高以及不吸潮的特点。同时漂珠的主要组成是粉煤灰，实现了对粉煤灰的综合利用，相较于纤维复合型保温冒口所需的有机纤维和无机纤维而言，有效降低了生产成本且环保。
[0009]发热材料的添加，起到对补缩的金属液的保温和加热作用；在进行浇注补缩工作时，浇注的金属液进入高发热冒口腔体内，使得高发热冒口内温度升高，当温度达到一定阈值时，由于高温引发高发热冒口内的发热材料发生反应，发热材料在反应的过程中会释放出大量的热量，进而使得冒口腔体内的金属液持续保持高温的状态，有效地延长了金属液
的凝固时间，从而使得铸件得到有效的补缩量，提高铸件的生产质量。
[0010]而呋喃树脂作为粘结剂进行添加，呋喃树脂的添加起到粘连漂珠和发热材料的作用，使得高发热冒口具有一定的形状。
[0011]另一方面，漂珠中含有SiO2和Al2O3，而SiO2和Al2O3的在高温受热状态下能够形成耐高温骨架，同时能够与漂珠间形成松散密制的蜂窝状结构，使得高发热冒口具有较高的强度和空隙率。
[0012]通过上述配比制备获得的高发热冒口，相较于纤维复合型冒口而言，具有更低的生产成本，同时兼具较小的导热系数和较好的耐火度，除此之外成型后的冒口还具有较好的结构强度。
[0013]优选的，所述发热材料至少包含铝粉、石英砂粉。
[0014]通过采用上述技术方案，铝粉作为发热剂进行添加，其主要作用是起到反应释放热量的作用，进而使得冒口腔体内的金属液持续保持高温的状态，有效地延长金属液的凝固时间；石英砂粉作为阻燃剂进行添加，其主要作用是起到阻燃耐火作用同时一定程度上控制铝热反应的速率，在铝热反应的过程中，使得铝热反应释放热量的速度能够维持冒口中的金属液的保温状态，尽可能使得冒口中的金属液的凝固时间大于铸件中的金属液凝固时间。另一方面，铝热反应结束后，石英砂粉和反应产物会产生细小的空隙，形成网状结构，起到一定的保温作用，从而使得发热材料兼具发热功能和一定的保温功能，除此之外网状结构的形成也一定程度上增强了冒口的成型强度。
[0015]优选的，一种涡轮增压器壳用高发热冒口由包含以下重量份的原料制成：漂珠68份，铝粉11份，石英砂粉13份，呋喃树脂8份。
[0016]优选的，所述发热材料还包括钾盐氧化剂，其中钾盐氧化剂为硝酸钾、高锰酸钾中的一种或多种。
[0017]通过采用上述技术方案，申请人发现采用上述配比制备得到的高发热冒口能够具有较低的导热系数，仅为0.136W(m
·
K)，进一步提高漂珠的添加量，对于冒口的导热系数的降低并无太大影响，除此之外，随着漂珠的添加量的增加，冒口整体成型受到一定影响，分析原因可能在于随着漂珠添加量的增加，冒口整体成型起到粘连成型作用的呋喃树脂无法充分地将各组分结合粘连。
[0018]钾盐氧化剂的添加起到控制铝热反应速度的作用，进一步控制发热反应的速率，延长了铝热反应的作用时间，使得铝热反应释放热量的速度能够维持冒口中的金属液的保温状态，尽可能使得冒口中的金属液的凝固时间大于铸件中的金属液凝固时间，提高发热保温冒口的保温效果。
[0019]优选的，所述发热材料还包括氟铝酸钠和氯化钠。
[0020]通过采用上述技术方案，申请人发现在发热材料中适当加入氯化钠后，能够显著地提高发热材料初期的放热速率，起到助熔剂的作用，分析原因可能在于添加氯化钠后，氯化钠能够对铝热反应中铝表面产生的氧化铝薄膜具有活化作用，进而使得铝进一步反应并释放热量。
[0021]氟铝酸钠的添加，同样起到助熔剂的作用，分析原因可能在于，氟元素的添加能够起到助燃的作用，能够有效降低铝热反应的初始反应温度。
[0022]优选的，还涂覆有涂层，所述涂层由包含以下原料制成：高铝矾土、酚醛树脂、羟甲
基纤维素钠、乳胶粉以及溶剂。
[0023]通过采用上述技术方案，利用涂层的设置，使得高发热冒口在成型后表面形成均匀、连续且致密的薄膜，起到保护高发热冒口的同时，使得高发热冒口的机械强度得到提升。另一方面，由于在高发热冒口添加了氟铝酸钠，使得高发热冒口中可能出现“鱼眼”的缺陷，而申请人发现在高发热冒口上新增涂层的设置，能够较好地改善添加氟铝酸钠所带来的高发热冒口出现“鱼眼”的问题。
[0024]其中高铝矾土主要是由二氧化硅和氧化铝组成的铝硅酸盐，是一种耐火性能优良的材料，同时高铝矾土具有较小热膨胀量，且其价格较为低廉，成本可控。利用高铝矾土作为涂层主要组成，能够赋予涂层较好的耐火度。
[0025]酚醛树脂主要起到成膜物质的作用，是在高发热冒口表面形成涂膜的主要物质，酚醛树脂的添加使得涂层能够具有一定机械强度且较好地附着到铸型材料上，使得高发热冒口表面能够形成连续且均匀的涂层，而该涂层能够对高热冒口起本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种涡轮增压器壳用高发热冒口，其特征在于，由包括以下重量份的原料制成：漂珠65～71份；发热材料18～30份；呋喃树脂5～11份。2.根据权利要求1所述的一种涡轮增压器壳用高发热冒口，其特征在于，所述发热材料至少包含铝粉、石英砂粉。3.根据权利要求2所述的一种涡轮增压器壳用高发热冒口，其特征在于，由包含以下重量份的原料制成：漂珠68份，铝粉11份，石英砂粉13份，呋喃树脂8份。4.根据权利要求2所述的一种涡轮增压器壳用高发热冒口，其特征在于，所述发热材料还包括钾盐氧化剂，其中钾盐氧化剂为硝酸钾、高锰酸钾中的一种或多种。5.根据权利要求2所述的一种涡轮增压器壳用高发热冒口，其特征在于，所述发热材料还包括氟铝酸钠和氯化钠。6.根据权利要求2所述的一种涡轮增压器壳用高发热冒口，其特征在于，还涂覆有涂层，所述涂层由包含以下原料制成：高铝矾土、酚醛树脂、羟甲基纤维素钠、乳胶粉以及溶剂。...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊新峰，葛海芳，
申请(专利权)人：长兴鼎峰铸材科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：