硅溶胶涂料复合制壳工艺制造技术

硅溶胶涂料复合制壳工艺是采用硅溶胶加铝矾土或锆英粉做面层涂料，在介面涂上一种特制的强化剂，采用相应的浸涂工艺并用水玻璃和铝硅系混合料制做型壳加固层，采用远红外和热风联合干燥设备：干燥炉、送风系统、远红外线加热器、控制系统采用间歇式半连续干燥方法实现的复合制壳，可用较低的成本较高的效率获得优质的精铸件。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于精密铸造，硅溶胶涂料复合制壳工艺是采用硅溶胶加铝钒土或锆英粉做面层涂料，在介面层涂上一种特制的强化剂，采用相应的浸涂工艺，用水玻璃和铝硅系混合料制做型壳加固层，再用远红外和热风联合干燥法在专用的设备上实现的硅溶胶涂料的复合制壳工艺。硅溶胶是一种优质的精铸用水基粘结剂，用其配制的涂料性能稳定，它的型壳高温性能优于其它粘结剂，因此，国内外为获得优质的精铸件用它来制壳或用它作面层与硅酸乙酯复合制壳，复合制壳可解决硅溶胶涂层干燥速度缓慢这一难题，但上述这两种粘结剂价格非常昂贵，硅溶胶价格600美元/吨，硅酸乙酯1800美元/吨。解决硅溶胶涂层干燥方法，目前有二种JMLIBOBOUTON(MonsantoEuropeS.A)等介绍了热风干燥法，其干燥速度较低，一般制壳周期约5天左右，每层干燥时间最少2小时(23℃～24℃，50% )，通风干燥主要用于表面平坦的模组，对于异形件很容易导致开裂，相对湿度一般要求不得低于30～45%，如干燥温度高于30℃，精铸质量得不到保证。还有一种是远红外线辐射加热，在硅溶胶型壳干燥上的应用，干燥速度也不快。由于硅溶胶涂料制壳存在着上述两方面的问题，国内曾试图通过硅溶胶水玻璃复合型壳生产精铸件，这成为与本专利技术接近的现有技术其一，某厂用硅溶胶水玻璃作粘结剂，以石英粉砂进行复合制壳，但石英粉涂料沉积过快，不适合于批量生产，同时，其高温强度低。另外，沈阳工业学院也搞过硅溶胶-水玻璃复合制壳，但他们在面层使用了来源缺乏的SiC，用的是通风干燥，效果不理想。本专利技术的目的在于提高硅溶胶制壳的干燥速度，提高整体型壳的高温强度，提高精铸件质量，降低成本。本专利技术的内容采用硅溶胶-水玻璃复合型壳提高精铸件表面质量和尺寸精度并降低成本;在复合型壳的介面还使用了三种强化剂阻止和减少水玻璃涂层中的盐分向型壳内腔表面的迁移，提高界面和整体型壳的高温强度;采用热风、远红外联合干燥工艺。本联合干燥设备包括干燥炉1、送风系统2、远红外线加热器3、控制系统4。主要特点是将冷风经加热器加热后送入干燥炉，炉内衬以铝板，作反射器，并采用间歇式半连续干燥方法进行自控，以减少型内湿分的热毛细迁移，并提高干燥速度。附图说明图1是干燥设备系统图。热风、远红外联合干燥工艺，其面层及二、三层的干燥温度为25℃～27℃，送风速度1～2米/秒，三层以后可调温至30℃，联合干燥时气流湿度15～40%均可获高的干燥速度和质量。本专利技术的型壳结构及原材料配比 ＊耐火粉料使用270目铝矾土/320目铝钒土＝1～2/3～4水玻璃涂料配比水玻璃涂料配比 撒砂材料可用铝矾土砂或者煤矸石砂，此种型壳的高温抗弯强度可达1000N/CM2～3000N/CM2(1200℃)。型壳的硅溶胶涂层与总涂层数可视铸件重量、尺寸之大小及合金的浇注温度确定如下表所示 本专利技术硅溶胶水玻璃复合制壳除热风远红外联合干燥外还采用三种复合界面强化剂及相应的浸涂工艺。①WL1高模数水玻璃M＝3.5～3.6PH＝9～10浸涂工艺将蜡模涂挂好硅溶胶涂层后进行干燥，干燥至外表面10000KΩ时，把模组浸入强化剂中，停留5秒钟并旋转之，然后取出浸涂水玻璃涂料。②WLS硅溶胶SiO2含量30% PH＝10浸涂工艺将蜡模涂挂好硅溶胶涂层后进行干燥，干燥至外表面10000KΩ时，把模组浸入强化剂中，于五秒内取出后，立即涂挂水玻璃涂料。③WL2硅酸乙酯水溶液SiO2含量20% HCL＝0.3%浸涂工艺将蜡模涂挂好硅溶胶涂层后进行干燥，干燥至外表面10000KΩ时，把模组浸入强化剂中2～4分钟后取出，涂水玻璃涂料。本专利技术的优点首先本专利技术是一种硅溶胶快速复合制壳的新工艺，本专利技术采用硅溶胶水玻璃复合制壳，成本低、精铸件质量好，用热风、红外线联合干燥并采用间歇式半连续干燥方法，用此法制壳的周期比硅溶胶热风干燥制壳或硅酸乙酯制壳所用时间减少一半左右。用本专利技术工艺涂以特制的介面用强化剂所制得铸件质量好，表面粗糙度Ra1.6～6.3;尺寸精度3～4级;铸件的生产成本和水玻璃型壳相当。实施例生产汽轮机十七级静叶片硅溶胶涂料配比 采用两层硅溶胶作面层、第二层，其余几层用水玻璃涂料，第二层干燥好后浸前面所述WLI强化剂，采用前述制壳工艺参数及本专利技术所需之干燥设备，干燥硅溶胶面层，其制壳间湿度90～95%、干燥温度27℃，风速2米/秒，总制壳周期8～10小时，精铸件表面粗糙度Ra1.6～6.3;尺寸精度3～4级。本文档来自技高网...

【技术保护点】
硅溶胶涂料复合制壳工艺，其特征是采用硅溶胶－水玻璃复合制壳，使用热风、远红外联合干燥工艺，再在复合型壳的界面使用ＷＬＩ、ＷＬＳ、ＷＬＺ三种强化剂之一的复合制壳工艺。

【技术特征摘要】
1.硅溶胶涂料复合制壳工艺，其特征是采用硅溶胶-水玻璃复合制壳，使用热风、远红外联合干燥工艺，再在复合型壳的界面使用WLI、WLS、WLZ三种强化剂之一的复合制壳工艺。2.根据权利要求1所述的复合制壳工艺，其特征在于硅溶胶涂料和水玻璃涂料配比为硅溶胶涂料的配比＊耐火粉料使用270目铝矾土/320目铝矾土＝1～2/3～4水玻璃涂料配比<claim>3.根据权利要求1、2所述的制壳工艺，其特征在于型壳的硅溶胶涂层与总涂层数，可视铸件重量、尺寸之大小及合金的浇注温度按下表确定(转下页)＊撒砂材料可用铝矾土砂或者煤矸石砂。4.根据权利要求1、2所述的复合制壳工艺，其特征在于采用了热风和远红外联合干燥的设备包括干燥炉、冷风加热系统和控制系统使用加热器将冷风加热后送入干燥区域，采用间歇式半连续干燥方法自行控制。5.根据权利要求4所述的复合制壳工艺，其特征在于其干燥炉内衬以铝板作反射器，加热器件采用远红外线加热器。6.根据权利要求1、2所述的复合制壳工艺，其特征在于联合干燥工艺参数为干燥温度25℃～27℃;送风速度1～2米/秒;气流湿度15～40%;三层以后温度可调至30℃。7.根据权利要求1、2所述的复合制壳工艺，其特征在于采用了下述三种复合界面强化剂之一。WL1高模数水玻璃 M＝3.5～3.6 PH＝9～1...

【专利技术属性】
技术研发人员：周子成，傅朝荣，
申请(专利权)人：国家机械工业委员会沈阳铸造研究所，
类型：发明
国别省市：21[中国|辽宁]