【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及精密铸造，具体为一种精密铸造用陶壳的制备干燥方法。
技术介绍
1、精密铸造是相对于传统铸造工艺而言的一种铸造方法，它能够获得相对准确的形状和较高的铸造精度。精密铸造的工艺过程为：首先，制作蜡模，该蜡模与所需铸造的产品大小形状相一致，然后，在所制作的蜡模表面形成陶壳，随后，对所述陶壳进行脱蜡处理(将其内部的蜡模熔化后去除)，最后，向脱蜡处理后的陶壳内浇注金属材料，待金属材料冷却凝固后，破碎去除所述陶壳，得到的铸件即为所需的产品。
2、在上述工艺过程中，陶壳的制作至关重要，它的质量好坏决定了铸件的优劣。目前，陶壳制作通常采用的方法为：壳模法，具体地常采用水溶性硅溶胶制壳法，该方法在制作陶壳时，是使用耐火材料配制不同的浆料与砂，一层浆一层砂逐渐一层层的堆集在蜡模表面，制成所需要厚度的陶壳。因此，陶壳在结构上可以分为面层、过渡层(二层)、支撑层(背层)及封闭层，其中，面层、过渡层和封闭层均只有一层，而支撑层通常具有多层。
3、根据陶壳制备过程中陶壳浆料的浓度，一般分为浓浆陶壳和薄浆陶壳，顾名思义，浓浆陶壳的陶壳浆料浓度较高。相对薄浆陶壳而言，浓浆陶壳的主要优点在于：
4、1.每层陶壳的厚度较大，支撑力较高，因此较少的浓浆陶壳层数即可实现薄浆陶壳需要较多层数才能达到的陶壳支撑力，减少了工艺的复杂性。
5、2.陶壳面层致密度较高，很少出现浇铸贯穿的问题。
6、但是，现有技术制备陶壳时，绝大多数情况下依然选择薄浆陶壳的主要原因在于，浓浆陶壳存在以下难以克服的问题：>
7、1.由于浆料浓度较高，因此覆沙时沙料难以渗入整个浆料层，从而出现覆沙在表层聚合而内部缺失的不均匀状态，使得陶壳强度不均，且无沙部分在干燥时容易产生龟裂，从而致使铸件出现穿刺和跑火。
8、2.陶壳的透气性较差，在浇铸时会产生排气不畅的问题，容易使得铸件表面出现由于气泡导致的凹槽面，影响铸件精度。
9、3.破断强度系数较高，虽然较高的破断强度系数有利于制备致密的面层，为铸造过程提供足够的支撑力，但是陶壳整体高破断强度系数过高会导致铸造完成后破壳取件困难，采用暴力破壳时很容易损伤铸件，导致铸件精度下降。因此在保障陶壳具有足够的支撑力的基础上，使得陶壳具有较低的破断强度系数一直是精密铸造领域的技术改进方向。
10、4.浓浆陶壳虽然含水率较低，但是水分子运动阻力较大，因此相比薄浆其干燥时间甚至更长，且涉及具有深孔的铸件时，很难使得陶壳各部分干燥时间趋向一致，往往当深孔部分陶壳干燥完成时，其余部分陶壳可能已经出现了过干燥现象，造成陶壳开裂。
11、但是，薄浆陶壳由于单层厚度膨胀存在极限，当破断强度系数较低时，不得不通过增加层数的方式提高陶壳的厚度以提供足够的支撑力，这就需要多次进行上浆，工艺复杂程度提升，陶壳干燥时间随层数提升而增加，制备效率显著下降。同时，涉及深孔铸件时，如何使得薄浆陶壳陶壳各部分干燥时间趋向一致且能较短时间内完成干燥，也是尚需克服的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术存在的问题，提供了一种精密铸造用陶壳的制备方法，包括：
2、s1.在蜡模外部逐层涂抹对应层数的陶壳浆料，每次涂抹陶壳浆料完成后依次得到对应层的待干燥陶壳。
3、s2.每个对应层的待干燥陶壳均放入真空快速干燥系统中进行真空快速干燥处理，待该层陶壳干燥完成，进行下一层的陶壳浆料涂抹操作。
4、所述进行真空快速干燥处理时，首先获取待干燥陶壳的模型信息，然后根据模型信息调节待干燥陶壳不同侧方向各鼓风机的控制参数，使得待干燥陶壳整体各部分干燥时间趋向一致。
5、s3.待全部层陶壳均干燥完成，即得到所述精密铸造用陶壳。
6、进一步的，所述陶壳浆料由陶壳溶胶、粉料、水、沙料复配得到，并满足：
7、以4号zahn测量杯，采用zahn杯法表示各层陶壳浆料的浓度，其中：面层陶壳浆料的浓度为55-60秒，过渡层陶壳浆料的浓度为30-35秒，支撑层陶壳浆料的浓度为22-25秒，封闭层陶壳浆料的浓度为10-12秒，封闭层不含有沙料。
8、进一步的，所述沙料以覆沙处理的方式加入陶壳溶胶、粉料、水的混合体系中，所述覆沙处理包括：淋沙处理或浮沙处理。
9、进一步的，面层待干燥陶壳覆沙时选用100目的沙，过渡层待干燥陶壳覆沙时选用60目的沙，支撑层待干燥陶壳覆沙时选用35-22目的沙。
10、进一步的，所述淋沙处理包括：
11、首先，在距离待干燥陶壳10-30cm的高度位置处对待干燥陶壳进行第一次淋沙处理。
12、之后，进行第二至第n次淋沙处理，相比上一次淋沙处理逐次提升3-5cm的淋沙高度，至淋沙处理完毕。
13、进一步的，所述浮沙处理包括：
14、首先，首先将待干燥陶壳放入浮沙机中，启动浮沙风机使得浮沙机中的沙料漂浮并覆盖待干燥陶壳表面。
15、之后，停止浮沙风机，使得浮沙机内的沙料静止并堆聚在待干燥陶壳周围，静置处理一段时间。
16、重复上述两个步骤，至浮沙处理完毕。
17、进一步的，真空快速干燥系统包括：真空干燥腔、真空泵和控制系统。所述真空泵对真空干燥腔进行抽真空处理。所述真空泵通过第一连接管与真空干燥腔连通，所述第一连接管上设有第一电控开关阀。所述真空干燥腔连通有空气管，所述空气管上设有第二电控阀。
18、所述真空干燥腔内部可拆卸安装干燥架，待干燥陶壳可拆卸设置在干燥架上，以进行干燥处理。所述真空干燥腔内部在干燥架周围设有至少两组不同风向的风机组。
19、所述控制系统包括：真空干燥控制模块和风机组控制模块。所述真空干燥控制模块控制真空泵、第一电控开关阀、第二电控阀的启闭，所述风机组控制模块控制全部风机组的启闭和/或控制参数。
20、进一步的，所述真空干燥腔内部在干燥架顶部设有第一鼓风机组，在干燥架底部设有第二鼓风机组，在干燥架沿真空干燥腔截向设置在真空干燥腔开关门上的第三鼓风机组，在干燥架沿真空干燥腔轴向两侧分别设有第四鼓风机组和第五鼓风机组。
21、进一步的，所述真空干燥腔内部在第三鼓风机组对侧设有可调构件。所述可调构件为：冷凝器或第六鼓风机组。
22、可选的，所述真空干燥腔设有控制器组件。所述控制器组件接收控制信号并发送至风机组控制模块，以控制各风机组的启闭和/或控制参数。
23、进一步的，所述控制器包括：旋钮控制器、按键控制器、触屏控制器、拨动开关中的至少一种。
24、可选的，所述真空干燥腔内部设有三维检测机构。所述三维检测机构带动扫描装置沿x轴，y轴，z轴运动。
25、所述扫描装置至少包括：摄像装置。所述摄像装置用于获取待干燥陶壳的影像数据。
26、所述控制系统包括：陶壳分析模块。所述陶壳分析模块获取待干燥陶壳的影像数据并进行模型结构分析，得到待干燥陶壳的深孔位置、朝本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.精密铸造用陶壳的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述精密铸造用陶壳的制备方法，其特征在于，所述陶壳浆料由陶壳溶胶、粉料、水、沙料复配得到，并满足：
3.根据权利要求2所述精密铸造用陶壳的制备方法，其特征在于，所述沙料以覆沙处理的方式加入陶壳溶胶、粉料、水的混合体系中，所述覆沙处理包括：淋沙处理和/或浮沙处理。
4.根据权利要求3所述精密铸造用陶壳的制备方法，其特征在于，面层待干燥陶壳覆沙时选用100目的沙，过渡层待干燥陶壳覆沙时选用60目的沙，支撑层待干燥陶壳覆沙时选用35-22目的沙。
5.根据权利要求3所述精密铸造用陶壳的制备方法，其特征在于，所述淋沙处理包括：
6.根据权利要求3所述精密铸造用陶壳的制备方法，其特征在于，所述浮沙处理包括：
7.根据权利要求1所述精密铸造用陶壳的制备方法，其特征在于，真空快速干燥系统包括：真空干燥腔(1)、真空泵(8)和控制系统；所述真空泵(8)对真空干燥腔(1)进行抽真空处理；所述真空泵(8)通过第一连接管与真空干燥腔(1)连通，所述第一连接管上设有
8.根据权利要求7所述精密铸造用陶壳的制备方法，其特征在于，所述真空干燥腔(1)内部在干燥架(3)顶部设有第一鼓风机组(101)，在干燥架(3)底部设有第二鼓风机组(102)，在干燥架(3)沿真空干燥腔(1)截向设置在真空干燥腔(1)开关门上的第三鼓风机组(103)，在干燥架(3)沿真空干燥腔(1)轴向两侧分别设有第四鼓风机组(104)和第五鼓风机组(105)。
9.根据权利要求8所述精密铸造用陶壳的制备方法，其特征在于，所述真空干燥腔(1)内部在第三鼓风机组(103)对侧设有可调构件(108)；所述可调构件(108)为：冷凝器或第六鼓风机组。
10.根据权利要求7-9任一所述精密铸造用陶壳的制备方法，其特征在于，所述真空干燥腔(1)设有控制器组件；所述控制器组件接收控制信号并发送至风机组控制模块，以控制各风机组的启闭和/或控制参数。
11.根据权利要求10所述精密铸造用陶壳的制备方法，其特征在于，所述控制器包括：旋钮控制器、按键控制器、触屏控制器、拨动开关中的至少一种。
12.根据权利要求7-9任一所述精密铸造用陶壳的制备方法，其特征在于，所述真空干燥腔(1)内部设有三维检测机构(2)；所述三维检测机构(2)带动扫描装置(207)沿X轴，Y轴，Z轴运动；
13.根据权利要求12所述精密铸造用陶壳的制备方法，其特征在于，所述三维检测机构(2)包括：沿真空干燥腔(1)轴向水平设置的两根相互平行并分别位于干燥架(3)两侧的X轴向导轨(201)，沿真空干燥腔(1)截向水平设置的Y轴向导轨(202)；所述两根X轴向导轨(201)上均分别设有可沿X轴向导轨(201)位移的第一位移装置(203)，所述Y轴向导轨(202)固定在两个第一位移装置(203)之间，并由两个第一位移装置(203)带动沿X轴向导轨(201)位移；所述Y轴向导轨(202)上设有可沿Y轴向导轨(202)位移的第二位移装置(204)；所述第二位移装置(204)上沿竖直方向设有沿Z轴方向伸缩的电控伸缩装置(205)；所述电控伸缩装置(205)伸缩端末端通过电控云台(206)固定有扫描装置(207)；所述第一位移装置(203)、第二位移装置(204)、电控伸缩装置(205)、电控云台(206)分别与控制系统信号连接。
14.根据权利要求13所述精密铸造用陶壳的制备方法，其特征在于，所述控制系统包括：扫描装置控制模块；所述扫描装置控制模块用于控制两个第一位移装置(203)、第二位移装置(204)、电控伸缩装置(205)、电控云台(206)的运动，以使得扫描装置(207)对待干燥陶壳(4)进行全方位拍摄/扫描，得到待干燥陶壳(4)的影像/扫描数据。
15.根据权利要求12所述精密铸造用陶壳的制备方法，其特征在于，所述模型结构分析包括影像分析：
16.根据权利要求12所述精密铸造用陶壳的制备方法，其特征在于，所述扫描装置(207)还包括：扫描测距装置(2073)；所述扫描测距装置(2073)用于实时测量待干燥陶壳(4)相对扫描装置(207)的距离；
17.根据权利要求16所述精密铸造用陶壳的制备方法，其特征在于，步骤1.3中所述基本面、凸起面和凹槽面的获取方法包括：
18.根据权利要求16所述精密铸造用陶壳的制备方法，其特征在于，所述电控云台(206)包括...
【技术特征摘要】
1.精密铸造用陶壳的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述精密铸造用陶壳的制备方法，其特征在于，所述陶壳浆料由陶壳溶胶、粉料、水、沙料复配得到，并满足：
3.根据权利要求2所述精密铸造用陶壳的制备方法，其特征在于，所述沙料以覆沙处理的方式加入陶壳溶胶、粉料、水的混合体系中，所述覆沙处理包括：淋沙处理和/或浮沙处理。
4.根据权利要求3所述精密铸造用陶壳的制备方法，其特征在于，面层待干燥陶壳覆沙时选用100目的沙，过渡层待干燥陶壳覆沙时选用60目的沙，支撑层待干燥陶壳覆沙时选用35-22目的沙。
5.根据权利要求3所述精密铸造用陶壳的制备方法，其特征在于，所述淋沙处理包括：
6.根据权利要求3所述精密铸造用陶壳的制备方法，其特征在于，所述浮沙处理包括：
7.根据权利要求1所述精密铸造用陶壳的制备方法，其特征在于，真空快速干燥系统包括：真空干燥腔(1)、真空泵(8)和控制系统；所述真空泵(8)对真空干燥腔(1)进行抽真空处理；所述真空泵(8)通过第一连接管与真空干燥腔(1)连通，所述第一连接管上设有第一电控开关阀(10)；所述真空干燥腔(1)连通有空气管(106)，所述空气管(106)上设有第二电控阀(107)；
8.根据权利要求7所述精密铸造用陶壳的制备方法，其特征在于，所述真空干燥腔(1)内部在干燥架(3)顶部设有第一鼓风机组(101)，在干燥架(3)底部设有第二鼓风机组(102)，在干燥架(3)沿真空干燥腔(1)截向设置在真空干燥腔(1)开关门上的第三鼓风机组(103)，在干燥架(3)沿真空干燥腔(1)轴向两侧分别设有第四鼓风机组(104)和第五鼓风机组(105)。
9.根据权利要求8所述精密铸造用陶壳的制备方法，其特征在于，所述真空干燥腔(1)内部在第三鼓风机组(103)对侧设有可调构件(108)；所述可调构件(108)为：冷凝器或第六鼓风机组。
10.根据权利要求7-9任一所述精密铸造用陶壳的制备方法，其特征在于，所述真空干燥腔(1)设有控制器组件；所述控制器组件接收控制信号并发送至风机组控制模块，以控制各风机组的启闭和/或控制参数。
11.根据权利要求10所述精密铸造用陶壳的制备方法，其特征在于，所述控制器包括：旋钮控制器、按键控制器、触屏控制器、拨动开关中的至少一种。
12.根据权利要求7-9任一所述精密铸造用陶壳的制备方法，其特征在于，所述真空干燥腔(1)内部设有三维检测机构(2)；所述三维检测机构(2)带动扫描装置(207)沿x轴，y轴，z轴运动；
13.根据权利要求12所述精密铸造用陶壳的制备方法，其特征在于，所述三维检测机构(2)包括：沿真空干燥腔(1)轴向水平设置的两根相互平行并分别位于干燥架(3)两侧的x轴向导轨(201)，沿真空干燥腔(1)截向水平设置的y轴向导轨(202)；所述两根x轴向导轨(201)上均分别设有可沿x轴向导轨(201)位移的第一位移装置(203)，所述y轴向导轨(202)固定在两个第一位移装置(203)之间，并由两个第一位移装置(203)带动沿x轴向导轨(201)位移；所述y轴向导轨(202)上设有可沿y轴向导轨(202)位移的第二位移装置(204)；所述第二位移装置(204)上沿竖直方向设有沿z轴方向伸缩的电控伸缩装置(205)；所述电控伸缩装置(205)伸缩端末端通过电控云台(206)固定有扫描装置(207)；所述第一位移装置(203)、第二位移装置(204)、电控伸缩装置(205)、电控云台(206)分别与控制系统信号连接。
14.根据权利要求13所述精密铸造用陶壳的制备方法，其特征在于，所述控制系统包括：扫描装置控制模块；所述扫描装置控制模块用于控制两个第一位移装置(203)、第二位移装置(204)、电控伸缩装置(205)、电控云台(206)的运动，以使得扫描装置(207)对待干燥陶壳(4)进行全方位拍摄/扫描，得到待干燥陶壳(4)的影像/扫描数据。
15.根据权利要求12所述精密铸造用陶壳的制备方法，其特征在于，所述模型结构分析包括影像分析：
16.根据权利要求12所述精密铸造用陶壳的制备方法，其特征在于，所述扫描装置(207)还包括：扫描测距装置(2073)；所述扫描测距装置(2073)用于实时测量待干燥陶壳(4)相对扫描装置(207)的距离；
17.根据权利要求16所述精密铸造用陶壳的制备方法，其特征在于，步骤1.3中所述基本面、凸起面和凹槽面的获取方法包括：
18.根据权利要求16所述精密铸造用陶壳的制备方法，其特征在于，所述电控云台(206)包括：与电控伸缩装置(205)固定的固定台(2061)，与固定台(2061)转动连接并相对固定台(2061)沿竖直轴转动的转动台(2062)；所述转动台(2062)通过减速机(2063)与第二电控伸缩装置(2064)的固定端转动连接，所述减速机(2063)控制第二电控伸缩装置(2064)沿水平轴转动；所述第二电控伸缩装置(2064)的伸缩端固定扫描装置(207)。
19.根据权利要求18所述精密铸造用陶壳的制备方法，其特征在于，所述模型结构分析还包括：
20.根据权利要求12所述精密铸造用陶壳的制备方法，其特征在于，所述扫描装置(207)还包括：红外测温装置(2074)；所述控制系统包括：干燥过程分析模块，该模块获取红外测温装置(2074)的测量数量进行干燥过程分析，以判断待干燥陶壳(4)是否干燥完成；
21.根据权利要求20所述精密铸造用陶壳的制备方法，其特征在于，所述预设曲线规律包括：深孔内部温度t从干...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡欲期，蔡政达，蔡耀名，
申请(专利权)人：东莞市五股机械有限公司，
类型：发明
国别省市：
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