熔模精密铸造大型复杂薄壁件模料及其制备方法技术

熔模精密铸造大型复杂薄壁件模料及其制备方法涉及新材料领域。熔模精密铸造大型复杂薄壁件模料，由下列原料组成：蜡料50～70份，弹性体增韧剂5～25份，线性低密度聚乙烯0～10份，填充料0～10份，相容剂0～10份。熔模精密铸造大型复杂薄壁件模料制备方法，包括如下步骤：将蜡料置于80℃下加热搅拌，得到共混物A。将共混物A加入线性低密度聚乙烯和相容剂，得到共混物B。将共混物B加入填充料以及弹性体增韧剂得到共混物C。静置，冷却至室温。本发明专利技术应用于轻量化熔模精密铸造大型复杂薄壁件，模料具有一定韧性和强度，模料热变形温度高，收缩率和热膨胀系数小，尺寸稳定性好，脱蜡效率高。脱蜡效率高。

【技术实现步骤摘要】
熔模精密铸造大型复杂薄壁件模料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及熔模精密铸造
，具体涉及大型复杂薄壁件用模料及其制备方法。

技术介绍

[0002]熔模精密铸造又称“失蜡铸造”，是一种先进的近净成形生产工艺，首先用蜡做成模型，在其外表涂挂一层耐火材料，加热使蜡熔化流出，从而得到空壳，后将金属液灌入空壳，待其冷却后清除耐火材料得到金属铸件。在整个工艺过程中蜡模成型是第一步，模料的质量直接影响了蜡模和铸件质量。
[0003]随着航空航天领域及相关精密制造领域的发展，对关键部件轻量化和精密成型的需求越来越高。相同质量的减重可以节省能源并且大幅度提高机动性能，因而出现更多的大型复杂薄壁铸件。航空发动机领域为了满足高推重比的要求，需要在各关键部分中采用大量的轻量化结构，如机匣、叶片等。
[0004]大型复杂薄壁铸件在蜡模成型过程中，其所用模料需要满足以下主要特征：
[0005](1)具有一定的韧性和较好的抗冲击性能，防止薄壁铸件蜡模在受力作用下产生裂纹而继续发展，减少脆性断裂的可能性。
[0006](2)具有较好的流动性，以便于薄壁铸件蜡模成型过程中可以顺利充满压型型腔，并且在脱模过程中能顺利流出，提高脱蜡效率。
[0007](3)较低的线收缩率/热膨胀系数，减少蜡模的收缩变形，以保证铸件具有较高的成型尺寸精度，防止模料胀破模壳。
[0008](4)具有一定的强度和热稳定性，降低对温度变化的敏感性，提高模料的稳定性和热变形温度，保持成型的蜡模形状稳定性。
[0009](5)在共混过程中模料体系需要保持一定的均匀性，并且有较好的互溶性。
[0010]目前，熔模精密铸造用模料通常由蜡料、树脂、聚合物等制备而成，其能满足一般铸件的生产需求，但对于航空航天等领域一些关键大型复杂薄壁件，蜡模成型效率低，蜡模质量不高。其对模料有极高要求，因此需制备出综合性能优异的模料，来满足轻量化熔模精密铸造技术下大型复杂薄壁件模料需求。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的在于提供一种熔模精密铸造大型复杂薄壁件模料，以解决上述技术问题。
[0012]本专利技术的目的在于提供一种熔模精密铸造大型复杂薄壁件模料的制备方法，以制备熔模精密铸造大型复杂薄壁件模料。
[0013]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0014]一种熔模精密铸造大型复杂薄壁件模料，其特征在于，由下列质量百分比的原料组成：蜡料50～70份，弹性体增韧剂5～25份，线性低密度聚乙烯0～10份，填充料0～10份，
相容剂0～10份。
[0015]优选，所述蜡料为石蜡、地蜡、微晶蜡中的一种或者几种。进一步优选，所述蜡料为微晶蜡和石蜡，微晶蜡熔点为60～90℃，石蜡熔点为50～70℃。
[0016]优选，所述弹性体增韧剂为苯乙烯类热塑性弹性体(TPR)、热塑性聚氨酯(TPU)、热塑性聚烯烃类弹性体(TPO)、聚酯弹性体(TPEE)、橡胶类增韧剂中的一种或几种。进一步优选，所述弹性体增韧剂为丁腈橡胶粉末或所述弹性体增韧剂是由丙烯腈与丁二烯单体聚合而成的共聚物，熔点为140℃。
[0017]优选，所述线性低密度聚乙烯为乙烯与少量α烯烃共聚形成在线性乙烯的主链。
[0018]优选，所述填充料为无机填料或者有机填料，进一步优选为大豆粉末、滑石粉、玻璃纤维粉末、乙酸纤维素粉末、聚苯乙烯颗粒、聚对苯二甲酸乙二醇酯、有机碳酸脂、邻苯二甲酸中的一种或几种。
[0019]优选，所述相容剂为蜡系相容剂褐煤蜡或马来酸酐接枝共聚物类别中的一种或几种。
[0020]优选，所述熔模精密铸造大型复杂薄壁件模料，它是由以下重量份数的成分组成：蜡料65份，弹性体增韧剂10份，线性低密度聚乙烯10份，填充料10份，相容剂5份。
[0021]一种熔模精密铸造大型复杂薄壁件模料制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0022]步骤(1)、将蜡料置于80℃下加热，过程中不断搅拌至熔融状态，得到共混物A。
[0023]步骤(2)、将步骤(1)所得到共混物A继续加热至120℃，加入线性低密度聚乙烯和相容剂，并不断搅拌至熔融状态，得到共混物B。
[0024]步骤(3)、将步骤(2)所得到的共混物B继续加热至140℃，加入填充料以及弹性体增韧剂，并且不断搅拌得到均一的共混物C。
[0025]步骤(4)、静置，冷却至室温。
[0026]本专利技术应用于轻量化熔模精密铸造大型复杂薄壁件，模料具有一定韧性和强度，模料热变形温度高，收缩率和热膨胀系数小，尺寸稳定性好，脱蜡效率高。石蜡由长碳链的正构烷烃及异构烷烃所组成，微晶蜡除了正构烷烃及异构烷烃所组成还包含带长支链及环状的饱和性碳氢化合物，其分子量较大、熔点较高。石蜡结晶形态为尺寸较大的薄片，具有一定脆性，而微晶蜡一般由较细小的针状或粒状结晶构成，表面粗糙度较低，柔韧性较好；弹性体增韧剂的主要作用在于提高模料的韧性和抗冲击性能，使得薄壁蜡模不易受力断裂。弹性体作为应力集中体，诱发大量的银纹或剪切带，外力作用于薄壁蜡模的能量，可以通过银纹或剪切带的形成而耗散，从而提高模料的抗冲击性能；大豆粉末的主要作用是阻碍了链段的运动，从而降低了模料的收缩率和热膨胀系数；线性低密度聚乙烯的主要作用是提高模料的强度、更好的耐热性以及抗拉强度的低温性能，提高模料的稳定性；相容剂的主要作用是为了提高整个共混体系的相容性和均匀性，通过接枝共聚物改性后还可以达到降低收缩率的目的。
具体实施方式
[0027]为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本专利技术。
[0028]实施例1：
[0029]一种熔模精密铸造大型复杂薄壁件模料，它是由以下重量分数的成分组成：石蜡40份，微晶蜡25份，丁腈橡胶粉末10份，线性低密度聚乙烯10份，大豆粉末10份，马来酸酐接枝共聚物5份。
[0030]实施例2：
[0031]一种熔模精密铸造大型复杂薄壁件模料，它是由以下重量分数的成分组成：石蜡45份，微晶蜡20份，丁腈橡胶粉末15份，线性低密度聚乙烯10份，大豆粉末5份，马来酸酐接枝共聚物5份。
[0032]实施例3：
[0033]一种熔模精密铸造大型复杂薄壁件模料，它是由以下重量分数的成分组成：石蜡35份，微晶蜡30份，丁腈橡胶粉末10份，线性低密度聚乙烯15份，大豆粉末5份，马来酸酐接枝共聚物5份。
[0034]上述实施例下模料的制备步骤具体如下:
[0035]步骤(1)、将石蜡和微晶蜡置于80℃下加热，过程中不断搅拌至熔融状态，得到共混物A。
[0036]步骤(2)、将步骤(1)所得到共混物A继续加热至120℃，加入线性低密度聚乙烯和马来酸酐接枝共聚物，并不断搅拌至熔融状态，得到共混物B。
[0037]步骤(3)、将步骤(2)所得到的共混物B继续加热至140℃，加入大豆粉末以及丁腈橡胶粉末，并且不断搅拌得到均一的共混物C。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种熔模精密铸造大型复杂薄壁件模料，其特征在于，由下列质量百分比的原料组成：蜡料50～70份，弹性体增韧剂5～25份，线性低密度聚乙烯0～10份，填充料0～10份，相容剂0～10份。2.根据权利要求1所述的熔模精密铸造大型复杂薄壁件模料，其特征在于，所述蜡料为石蜡、地蜡、微晶蜡中的一种或者几种。3.根据权利要求1所述的熔模精密铸造大型复杂薄壁件模料，其特征在于，所述弹性体增韧剂为苯乙烯类热塑性弹性体、热塑性聚氨酯、热塑性聚烯烃类弹性体、聚酯弹性体、橡胶类增韧剂中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的熔模精密铸造大型复杂薄壁件模料，其特征在于，所述线性低密度聚乙烯为乙烯与少量α烯烃共聚形成在线性乙烯的主链。5.根据权利要求1所述的熔模精密铸造大型复杂薄壁件模料，其特征在于，所述填充料为无机填料或者有机填料。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：高旭，方清远，汪东红，谢金群，何流详，陆敏，
申请(专利权)人：上海万泽精密铸造有限公司，
类型：发明
国别省市：