【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于熔模铸造型壳，具体涉及一种石油焦增强熔模铸造人工关节型壳的制备方法。
技术介绍
1、在熔模铸造植入物人工关节领域，由于人工关节铸件对于表面质量要求极高，需要达到接近零缺陷的标准，其表面状态甚至需要达到工艺品的水平；在人工关节的制备过程中型壳制备也是重中之重，传统制备型壳的工艺存在局部厚薄大小不同以及涂挂不均匀的问题，在我们实际生产过程中的制壳工艺往往因为局部型壳面厚度较薄，强度不够导致型壳面的开裂，所以在制壳过程中确保不改变工艺的情况下如何获得复杂型面强度高，不易开裂的型壳也是制壳工序急需解决的技术问题。
2、针状石油焦是石油残渣和煤焦油经延迟焦化制得的一种特殊石油焦，如图1所示；由于其石墨化程度高，强度高，膨胀率低，抗热震性好，来源丰富且造价低，目前主要用于电弧炉中石墨电极的填充材料。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种石油焦增强熔模铸造人工关节型壳的制备方法，能够增强型壳强度和涂挂均匀性，减薄型壳厚度，提高型壳透气性。
2、为实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种石油焦增强熔模铸造人工关节型壳的制备方法，包括以下步骤：
4、步骤一、石油焦的处理：将长度约为1-2mm，宽度约0.2-0.5mm的针棒状石油焦用清水清洗干净，然后再放入乙醇中，一起放入超声波清洗器中清洗20-30分钟，最后用烘干机烘干备用；
5、步骤二、面层：按耐火粉料与粘结剂的质量比2-3:1将耐火材料加入到粘结剂中，搅拌均匀
6、步骤三、过渡层：按耐火粉料与粘结剂的质量比2-3:1将耐火材料加入到粘结剂中，搅拌均匀，再将步骤一处理后的石油焦按质量百分含量2%-5%加入其中，用超声振动和机械搅拌相结合的方法将其搅拌均匀，形成过渡层浆料；然后将步骤二得到的面层型壳浸入到过渡层浆料中进行挂涂，提出后用60目马来砂进行撒砂，干燥硬化一系列操作得到过渡层型壳；
7、步骤四、背层：按耐火粉料与粘结剂的质量比2-3:1将耐火材料加入到粘结剂中，搅拌均匀，再将步骤一制备的石油焦按质量百分含量2%-5%加入其中，用超声振动和机械搅拌相结合的方法将其搅拌均匀，形成背层浆料；然后将步骤三得到的过渡层型壳浸入到面层浆料中进行挂涂，提出后用30目莫来砂进行撒砂，在规定的温湿度条件下干燥12h得到一层背层，重复继续循环涂挂，撒砂和干燥硬化操作，得到背层型壳；
8、步骤五、封浆：按耐火粉料与粘结剂的质量比2-3:1将耐火材料加入到粘结剂中，搅拌均匀，再将步骤一制备的石油焦按质量百分含量2%-5%加入其中，用超声振动和机械搅拌相结合的方法将其搅拌均匀，形成封浆层浆料；然后将经步骤四得到的背层型壳浸入到封浆层浆料中进行挂涂，提出后进行干燥硬化24h后完成型壳封浆层的制备。
9、步骤六、焙烧：将经步骤五制备完成后的封浆层型壳，脱蜡后存放12-24h，放入箱式电焙烧炉中，焙烧温度选为1000±30℃，焙烧2h，得到石油焦增强的人工关节型壳。
10、以上所述步骤中，所述粘结剂为硅溶胶，参数为：sio2质量百分数为30%，比重为1.22g/cm3,ph值为9.7-10.0，胶体粒径：8-10nm；所述耐火材料为锆英粉、熔融石英粉或锆粉；步骤四所述的重复该步骤在背层浆料中挂涂，撒砂和干燥硬化操作3-10次。
11、有益效果：本专利技术方法提供了一种石油焦增强熔模铸造人工关节型壳的制备方法，与现有技术相比具有以下优势：
12、（1）采用针棒状石油焦强化熔模铸造型壳，用于生产高熔点，表面状态要求高，型壳厚度薄而强度高的人工关节铸件，针状石油焦的加入有利于提高浆料的粘附量和涂挂厚度，针状石油焦的外表面粗糙，且具有多孔的截面结构，孔隙直径从几百纳米至数十微米不等，如图2所示，针棒状石油焦表面呈明显的针状区分布，针状纤维之间结合紧密，针状区的表面很粗糙，有很多细小的凸起，制壳浆料中的硅溶胶粒子以及细小的耐火材料颗粒进入到截面的孔隙中，使针状石油焦与型壳基体具有更紧密的结合程度，继而增强了浆料涂挂层中各子层之间的结合力，防止型壳在脱蜡过程中开裂，对于提高型壳的坯体强度具有重要意义；
13、（2）采用针棒状石油焦强化熔模铸造型壳，可以增强型壳强度，提高型壳透气性；
14、（3）本专利技术采用的针棒状石油焦强化熔模铸造人工关节型壳制备方法，针棒状石油焦对强化型壳透气性和强度的影响十分明显，使浆料具有更厚更均匀的涂挂厚度；在保证型壳一定壁厚的基础上增强了型壳强度和提高了型壳透气性，从而对人工关节型壳的金属浇注奠定了良好的基础。
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1.一种石油焦增强熔模铸造人工关节型壳的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将处理后的针状石油焦加入到耐火粉料和粘结剂制备的浆料中，使用超声振动和机械搅拌相结合的方法使石油焦均匀的分散在浆料中，然后将蜡模依次浸入混有针状石油焦的面层浆料，过渡层浆料，背层浆料和封浆层浆料中涂挂浆料，每次提出后挂砂、干燥和硬化，脱蜡后经过高温焙烧得到石油焦增强人工关节型壳。
2.根据权利要求1所述的石油焦增强熔模铸造人工关节型壳的制备方法，其特征在于，各层浆料中耐火粉料与粘结剂的质量比2-3:1。
3.根据权利要求2所述的石油焦增强熔模铸造人工关节型壳的制备方法，其特征在于，所述针状石油焦按质量百分含量2%-5%加入耐火粉料和粘结剂制备的浆料中。
4.根据权利要求1或3所述的石油焦增强熔模铸造人工关节型壳的制备方法，其特征在于，处理针状石油焦的具体步骤为：将长度约为1-2mm，宽度约0.2-0.5mm的针棒状石油焦用清水清洗干净，然后再放入乙醇中，超声清洗20-30分钟，最后烘干备用。
5.根据权利要求1所述的石油焦增强熔模铸造人工关节型壳的制备方法，
6.根据权利要求1或5所述的石油焦增强熔模铸造人工关节型壳的制备方法，其特征在于，在背层浆料中挂涂，撒砂和干燥硬化操作重复3-10次。
7.根据权利要求1所述的石油焦增强熔模铸造人工关节型壳的制备方法，其特征在于，脱蜡后存放12-24h。
8.根据权利要求1所述的石油焦增强熔模铸造人工关节型壳的制备方法，其特征在于，高温焙烧温度为1000±30℃，时间为2h。
9.根据权利要求1或2所述的石油焦增强熔模铸造人工关节型壳的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为硅溶胶，参数为：SiO2质量百分数为30%，比重为1.22g/cm3，pH值为9.7-10.0，胶体粒径：8-10nm；所述耐火材料为锆英粉、熔融石英粉或锆粉。
10.根据权利要求4所述的石油焦增强熔模铸造人工关节型壳的制备方法，其特征在于，所述针状石油焦具有粗糙的外表面且呈多孔结构。
...【技术特征摘要】
1.一种石油焦增强熔模铸造人工关节型壳的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将处理后的针状石油焦加入到耐火粉料和粘结剂制备的浆料中，使用超声振动和机械搅拌相结合的方法使石油焦均匀的分散在浆料中，然后将蜡模依次浸入混有针状石油焦的面层浆料，过渡层浆料，背层浆料和封浆层浆料中涂挂浆料，每次提出后挂砂、干燥和硬化，脱蜡后经过高温焙烧得到石油焦增强人工关节型壳。
2.根据权利要求1所述的石油焦增强熔模铸造人工关节型壳的制备方法，其特征在于，各层浆料中耐火粉料与粘结剂的质量比2-3:1。
3.根据权利要求2所述的石油焦增强熔模铸造人工关节型壳的制备方法，其特征在于，所述针状石油焦按质量百分含量2%-5%加入耐火粉料和粘结剂制备的浆料中。
4.根据权利要求1或3所述的石油焦增强熔模铸造人工关节型壳的制备方法，其特征在于，处理针状石油焦的具体步骤为：将长度约为1-2mm，宽度约0.2-0.5mm的针棒状石油焦用清水清洗干净，然后再放入乙醇中，超声清洗20-30分钟，最后烘干备用。
5.根据权利要求1所述的石油焦增强...
【专利技术属性】
技术研发人员：凌李石保，李佳伟，王俊，吴晓晨，朱平，刘雅辉，张震，王国祥，
申请(专利权)人：江苏中超航宇精铸科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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