熔模铸造耐火材料制造技术

一种用于制作耐火铸型的改进了的耐火熔模铸造耐火材料。这种材料含有一种包括粘结剂、从莫来石和叶蜡石中选中的耐火材料、控制凝固的添加剂和以重量计的百分比含量约０．０１至约０．０４的硫酸盐的包覆粉料。该粉料与含有以水重量计的含约３％至６％的胶体氧化硅及以粉料重计的约至少是０．５％的氯化物盐的水基胶体氧化硅溶液一起配制成浆料。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及熔模铸造技术，尤其是涉及一种在制造耐火铸型中使用的新的耐火材料。熔模铸造铸型通常是通过准备一个具有预定金属铸件形状的由多个模型组成的树状物或模组来制造的，模型是由腊、塑料或别的一次性使用材料制作的。树状物或浇道系统和模型的结合称为组装。为了制作铸型，将一个或多个模型放入砂箱，然后在砂箱中填充耐火的耐火浆料。这种浆料在砂箱中围绕着模型硬化而形成铸型。在耐火浆料硬化之后，通过在烘炉，加热炉或自动脱膜罐中加热将模型熔化而排出铸型。然后将这个铸型烘烤到很高的温度例如1350°F，以便除去水份并将残留在铸件型腔中的任何模型材料烧光。在许多情况下，为了达到最佳铸造条件，在用熔融金属注入铸型之前先要将铸型冷却到一个较低的温度。例如，在铸铝件时，在将熔融金属注入模型之前通常将铸型从室温冷却至到约400°-500°F区间中的任一温度。用于非铁类的铸型用的一般制壳材料组份由粘结剂与粗、细粒混成的耐火材料组成。这种耐火材料通常全部或至少部分是硅石，如石英、方英石或鳞石英，别的耐火材料如锻炼莫来石，和叶蜡石亦可用作上述耐火材料的一部分。粘结剂通常是细石膏粉(钙硫酸盐半水化合物)。粘结剂和耐火材料与控制凝固和硬化特性的少量化学添加剂一起以干燥状态混合而制成干耐火粉料。这种干耐火材料然后通过与足够数量的液体如水混合制成浆料以供使用。浆料可以围绕着熔模组件倾注入砂箱。为了消除空气气泡并促进充填砂箱，真空处理浆料和振动砂箱是经常被采用的措施。传统的熔模铸造铸型遇到的严重问题是在加热和/或冷却过程中以及在金属浇铸作业期间经常会产生开裂，如果在浇注融熔金属期间对铸型施加真空，铸型会经受附加应力，这种应力会使裂纹加大，铸型开裂使铸件上出现飞边，这种飞边必须用昂贵的精整作业来除去，并会使微粒或铸型粉片脱落而掉入型腔。这样就可能使铸件中出现夹杂物而使铸件报废。在一些实例中，开裂得特别厉害，使熔融金属从铸型壁泄漏出来而使整个铸型报废。使用石膏粘结的耐火材料的第二个问题是在包浆操作完成之后但耐火材料硬化之前，耐火材料颗粒有从这一次性使用的模型材料表面下沉掉的趋势。这种形式的缺限是使铸件报废的一个原因，并被认为是耐火材料仍然是相对为液态时会在模型表面和浆料之间出现一多水份层的原因。还有一个与铸件报废有关的另一个因素是尺寸公差超差。有许多与尺寸问题有关的可变因素，包括由突然的体积变化所引起的那些可变因素在内，这些变化是由于在烤型期间粘结剂的脱水、耐火材料的热膨胀特性、以及铸型不同截面之间的温度差引起的。所有这些因素均促使在模型除去之后产生型腔变形。本专利技术的一个目的是提供一种耐火的熔模铸造包覆材料，这种材料比现有提供的任何材料更少使铸型开裂。这种材料是触变性的，而且在包浆作业后这材料会围绕型模变稠，结果是基本上消除了有时候在模型和铸型材料之间的多水层。本专利技术的另一个目的是提供一种熔模铸造包覆材料，这种材料在加热至浇铸温度时的线热膨胀系数很低，因此在从室温加热至最高烤烘温度或在烤烘工序中的冷却和收缩期间不会出现急的膨胀和收缩。本申请人已发现，一种具有比较低的热膨胀和并不出现急速的体积膨胀和收缩的触变性耐火浆料会大大地减小热冲击，从而使铸型基本不开裂，铸型型腔变形较小，以及几乎不因型芯失效而报废。根据本专利技术的一个方面，上述专利技术目的通过使用一种新的含水的熔模铸造包覆粉料的耐火浆料而达到。这种材料含有耐火材料、粘结剂，以包覆粉料重量为基础，以重量计百分比含量为0.01-0.04%的一种硫酸盐(SulfateSalt)和至少为0.5%的氯化物盐(chloridesalte)以及以水重量为基础的以重量计百分比含量约为3%-6%的胶态氧化硅。这种含水浆料的优选配方由选自至少莫来石和叶蜡石中的一种，至少从氯化钠，氯化镁，氯化钙中选出的一种氯化物盐，以及至少从明砜，硫酸镁和硫酸钾中选出的一种硫酸盐的耐火材料制得。根据本专利技术的新颖的含水浆料的一种特定配方具有基本上至少是有莫来石和叶蜡石中的一种组成的包覆粉料，和以包覆粉料总重量为基础的从25%左右至35%左右的α石膏(alphagupsum)，约0.01%至约0.04%的硫酸盐，约0.07%至约0.15%的凝固剂。这种浆料包含以水重量为基础的为约3%至约6%的胶态氧化硅及以包覆粉料为基础的以重量计的百分比为约0.5%至约2.0%的氯化物盐。一种特别合适的硫酸盐是硫酸铝，推荐的一些浆料含有从氯化钙、氯化钠和氯化镁中选出的含量约从0.5%至1.0%的一种氯化物盐。根据本专利技术的另一个实施例提供了一种用于制作耐火铸型的包覆粉料，它包括耐火材料、粘结剂、硫酸盐，后者以包覆粉料重量为基础、以重量计的为约0.01%至约0.04%，在一种推荐的包覆粉料中，耐火材料至少是从莫来石和叶蜡石中选出的一种，硫酸盐至少是从明矾，硫酸镁和硫酸钾中选出的一种。在耐火材料主要是由叶蜡石组成时，硫酸盐至少是从明矾和硫酸镁中选出的一种。在耐火材料主要是莫来石时，在一个推荐的实施例中，硫酸盐是硫酸铝。在另一个实施例中，提供了一种制备用于制作耐火铸型的耐火材料浆料的方法，此方法具有将至少是莫来石和叶蜡石的一种，以包覆粉料重量计的为约25%至35%的α石膏，0.01%左右至0.04%左右的硫酸盐，0.07%左右至0.15%左右的凝固剂混合在一起的步骤，和通过添加含以水重量计的含胶体氧化硅量约3%至约6%的硅溶胶的水溶液和以包覆粉料重量计的量为0.5%左右的氯化物盐来制备这种包覆粉料的浆料的步骤。在一个推荐的实施例中，将包覆粉料和溶液以溶液约28份至48份左右与100份粉料的比例混合。在耐火材料主要是莫来石时，添加以重量计的28份至33份左右溶液到100份粉料中是合乎希望的。在耐火材料主要是叶蜡石时，希望添加以重量计的约44份至48份溶液到100份粉料中。在耐火材料莫来石和叶蜡石的混合物时，推荐的是将以重量计的约38至约42份的溶液添加到100份粉料中。经过下面对本专利技术详细介绍之后会对本专利技术及其各种优点更充分地理解。附图简介。附图说明图1是本专利技术的耐火材料热膨胀和收缩曲线;图2是一种现有技术的耐火材料的热膨胀和收缩曲线;图3是另一种现有技术耐火材料的热膨胀和收缩曲线;图4是本专利技术的另一种耐火材料的热膨胀和收缩曲线。图5是又一种本专利技术的耐火材料的热膨胀和收缩曲线。如上述一般介绍的那样，本专利技术提供一种新颖干包覆粉料，此粉料含有耐火材料，及以粉料重量计的百分比为约25至约35的粘结剂和约0.01至约0.04的硫酸盐，以及少量的传统的控制凝固用的添加剂。合适的添加剂有白土、Sodate等本领域公知的物质。干包覆粉料与含以水重量计的约含3%至约6%的胶体氧化硅SiO2的水基硅溶液制备成浆料，这种浆料还包含有以干包覆粉料重量计的至少为0.5%左右的氯化物盐。推荐的耐火材料是莫来石、叶蜡石及其混合物。在耐火材料是锻炼莫来石时，粗、细粒料是通常使用的。采用一些粗粒耐火材料可降低包覆材料中液体对粉料的比例，并可增加铸型材料的强度。粗粒耐火材料约构成包覆粉料的20%，不过根据材料的性能和将用于铸型的特殊用途，粗粒耐火材料的量可以从0%变化至约20%。细粒耐火材料约占包覆粉料的50%，但是这种材料的含量亦可高达75%。推荐的细粒锻炼莫来石是由Combustion本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造熔模铸造铸型的包覆粉料的含水浆料，包覆粉料中有耐火材料和粘结剂，其改进在于，还具有以包覆粉料重量计的约０. ０１％至约０. ０４％的一种硫酸盐，至少约为０. ５％的一种氯化物盐，以及以水重量计的从约３％至６％的胶体氧化硅。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 1992-9-21 948,0131.一种用于制造熔模铸造铸型的包覆粉料的含水浆料，包覆粉料中有耐火材料和粘结剂，其改进在于，还具有以包覆粉料重量计的约0.01%至约0.04%的一种硫酸盐，至少约为0.5%的一种氯化物盐，以及以水重量计的从约3%至6%的胶体氧化硅。2.如权利要求1所述浆料，其特征在于，耐火材料至少是从莫来石和叶蜡石中选出的一种。3.如权利要求1或2所述浆料，其特征在于，氯化物盐至少是从氯化钠，氯化镁和氯化钙中选出的一种。4.如权利要求1或2所述浆料，其特征在于，硫酸盐至少是从明矾，硫酸镁及硫酸钾中选出的一种。5.如权利要求1所述浆料，其特征在于，其耐火材料基本是由莫来石组成的。6.如权利要求5所述浆料，其特征在于，硫酸盐是明矾。7.如权利要求5所述浆料，其特征在于，硫酸盐是硫酸铝。8.一种用于制作耐火铸型的含水浆料具有a)一种包覆粉料，它至少具有从莫来石和叶蜡石中选出的一种耐火材料，以及以包覆粉料总量计的25%左右至35%左右的alpha石膏，0.01%左右至0.04%左右的硫酸盐及0.07%左右至0.15左右的凝固剂;b)以水重量计的3%左右至6%左右的胶体氧化硅;c)以包覆粉料重量计的0.5%左右于2.0%左右的氯化物盐。9.如权利要求8所述浆料，其特征在于，耐火材料主要是由叶蜡石组成，硫酸盐至...

【专利技术属性】
技术研发人员：克洛德瓦特斯，
申请(专利权)人：克洛德瓦特斯，
类型：发明
国别省市：US[美国]