用于熔模铸造的热解金属氧化物制造技术

本发明专利技术涉及用于熔模铸造的热解金属氧化物；具体地，涉及通过将作为粘合剂的热解金属氧化物分散体或掺杂的热解金属氧化物加入铸造壳来制备熔模铸造壳。包含所述热解金属氧化物的熔模铸造壳具有改善的特性，例如更高的强度和更低的表面粗糙度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于熔模铸造的热解金属氧化物相关申请的交叉引用本申请要求2007年1月29日提交的第60/887,030号美国临时专利申 请以及2007年10月9日提交的第60/978,620号美国临时专利申请的优先 权，各申请的全部内容都通过引用并入本文。
技术介绍
用于熔模铸造的壳模(shdl-mold)可以通过向期望形式的蜡或塑料模型 (plastic pattern)施用包含粘合剂和耐火粉末的浆来制备。衆覆盖蜡，将过量 的浆排去。可以将较粗糙的耐火粉末("灰泥")任选地施用到湿蜡模上并 将这一组合干燥。可以施用额外的浆和灰泥涂层直到模具有所需的厚度和 潜在强度(potential strength)。随后可以将蜡除去。随后可以将熔融的金属 倾入壳模中并冷却以产生金属铸件。
技术实现思路
在一个方面，本专利技术提供了熔模铸造壳，其包含耐火颗粒、胶体二氧 化硅和中值二次级粒径度小于约300nrn的热解金属氧化物。在一个实施方 案中，热解金属氧化物可以包括热解二氧化硅。在另一个方面，本专利技术提供了通过将热解金属氧化物的水分散体加入 熔模铸造壳中来提高熔模铸造壳的强度的方法。在另一个方面，本专利技术提供了通过将热解金属氧化物的分散体加入耐 火浆中来制造熔模铸造壳的方法。在另一个方面，本专利技术提供了制造熔模铸造壳的方法，其包括将掺杂 的热解金属氧化物加入所述壳。适当地，掺杂的热解金属氧化物作为分散 体加入。在一个实施方案中，掺杂的热解金属氧化物是掺杂的热解二氧化娃o附图说明图1是适于制造掺杂的热解金属氧化物的装置的示意图。图2的图示显示将使用不同量的胶体二氧化硅和/或热解二氧化硅的分 散体制成的未裂开的25 x 250 x 6 mm棒干燥之后的百分比产率。具体实施例方式除非在本文中另有说明或明显与上下文矛盾，否则在描述本专利技术的上 下文(特别是以下的权利要求的上下文)中术语"一"和近似的所指对象应被 解释为涵盖单数和复数两者。除非另有说明，否则术语"包含"、"具有"、"包 括"和"含有"应被解释为开放性术语(g卩，指"包括，但不限于")。除非在 本文中另有说明，否则本文中对数值范围的叙述仅作为单独地提及处于该 范围内的各单独的数值的简化方法，且各单独的数值并入说明书，如同其 在本文中单独地被提及。除非在本文中另有说明或明显与上下文矛盾，否 则本文中描述的所有方法都可以以任何适合的顺序进行。除非另行主张， 否则本文中使用的任何或全部实例或提供的示例性文字(如"例如")仅是为 了更好地阐述本专利技术，且不对本专利技术的范围造成限制。说明书中的文字不 应被解释为说明对于实践本专利技术而言必需的任何未主张的要素。本文描述了本专利技术的优选实施方案，包括专利技术人已知的对于实施本专利技术的最佳模式。通过阅读前述的说明，这些优选实施方案的变体对于本领域技术人员而言将变得显而易见。专利技术人期望技术人员适当地采用所述变体，且专利技术人期望通过与本文具体描述的方案不同的方案实施本专利技术。因此，本专利技术包括可适用的法律允许的所附的权利要求中记载的主题的全部修改和等价物。此外，除非另有说明或明显与上下文矛盾，否则本专利技术涵 盖其全部可能的变体中的上述要素的任意组合。本专利技术提供了可用于形成熔模铸造模的新型粘合剂。熔模铸造模的制 造中使用的粘合剂包括胶体二氧化硅和硅酸乙酯或硅酸钠。本专利技术出人意 料地发现当在壳模的生产中将热解金属氧化物分散体、可分散的热解金属 氧化物、掺杂的热解金属氧化物或具有特定的中值二次粒径的热解金属氧 化物用作粘合剂时，可以制成更强且更耐用的壳模。可以通过将包含热解 金属氧化物浆的一个或多个层沉积到可熔融或可除去的模型上来形成壳。浆层可与干燥的耐火颗粒或粉末层交替出现。可以将铸造壳烧结(fire)并且 可以将其用作模以接受或容纳熔融的金属。适当地，也可以通过将包含分 散的热解金属氧化物的浆倾入模型(pattern)或模中来形成铸造壳。适当 地，热解金属氧化物分散体是稳定的分散体。在本文中，热解金属氧化物涵盖热解二氧化硅以及其他热解金属氧化 物。其他热解金属氧化物的实例包括但不限于Ti02、 A1203、 B203、 Zr02、 Ge02、 W03、 Nb203中的至少一种及它们的组合。热解金属氧化物可以彼 此组合使用，也可与其他粘合剂例如胶体二氧化硅组合使用。例如，热解 氧化铝可与热解二氧化硅一起使用；热解二氧化硅可与热解二氧化钛一起 使用。粘合剂是能够在液体中例如在水或乙醇中形成胶体的金属氧化物。粘 合剂将耐火颗粒锁定在一起，为壳模提供强度和耐用性。粘合剂通常具有 大的表面积。适合的粘合剂包括胶体二氧化硅、硅酸乙酯、硅酸钠、胶体 氧化铝、胶体氧化锆、可分散的热解金属氧化物、热解金属氧化物分散体、 掺杂的热解金属氧化物和具有特定的中值二次粒径的热解金属氧化物。胶体二氧化硅颗粒通常通过"湿化学"方法制备，并且具有化学组成Si02。通常，通过将酸添加至碱金属硅酸盐溶液(例如硅酸钠溶液)，由此 使得硅酸盐聚合并形成无定形二氧化硅的离散颗粒来制备胶体二氧化硅。 通常，胶体二氧化硅颗粒是不具有内表面积的离散的、基本上为球形的二 氧化硅颗粒。可商购的胶体二氧化硅包括，但不限于以商标LUDOX⑧(Grace Davison)、 BINDZILTM(Akzo Nobel)、和NYACOL (Akzo Nobel)出售的那 些。适当地，硅酸乙酯粘合剂为硅酸在乙醇中的复合物的形式。如同本领域中通常所了解的那样，热解金属氧化物包含初级粒子的聚 集或结块的簇。热解金属氧化物的"初级粒子"理解为在高分辨率TEM成像 中可见的最小的颗粒，其不能被进一步粉碎。初级粒子的尺寸范围为约5nm 至约100nm。几个初级粒子可以在它们的接触点处聚集，以形成二次结构。 在本文中，热解金属氧化物的"二次粒径"是指聚集的颗粒的最终尺寸，并 且包括聚集体和团块(如果存在)。可以使用光散射分析来测量热解金属氧 化物的二次粒径，并计算D50 (中值)粒径。本领域己知适于测量二次粒 径的设备，例如可商购自日本Horiba， Ltd.,的Partica LA-950 Particle SizeDistribution Analyzer。聚集体是两个或多个使用分散设备不能或极难粉碎的 初级粒子的簇。聚集体的初级粒子烧结在一起。团块包含松散地结合在一 起的两个或多个聚集体。在团块中，聚集的颗粒可以通过静电力和范德华 力而结合在一起。制备热解金属氧化物时形成团块。可以例如通过暴露于 足以形成热解金属氧化物分散体的条件来将团块粉碎为较小的团块和聚集 体。干燥形式的热解金属氧化物具有约3nm至约3mm的中值二次粒径 (D50),且至少约卯％的二次粒子的尺寸大于约lpm。例如，干燥的热解二 氧化硅AER0SIL 200 SP的初级粒径为12nm， D50 二次粒径为25(im，且 D90 二次粒径为65pm，除非经过修饰，否则热解金属氧化物在水中不形成 分散体。可分散的热解金属氧化物(例如可分散的热解二氧化硅)包含不规则结 构的聚集体，该聚集体小于干燥的热解金属氧化物(例如热解二氧化硅)的团 块。在本文中，"可分散的热解氧化物"是指中值二次粒径(D50)小于约300 nm的热解金属氧化物。可分散的热解金属氧化物的一个实例是可分散的本文档来自技高网...

【技术保护点】
熔模铸造壳，包含耐火颗粒、胶体二氧化硅和中值二次粒径小于约３００ｎｍ的热解金属氧化物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S内茨，R约翰逊，F克莱斯西格，
申请(专利权)人：赢创德固赛有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]