熔模石膏型的制造方法及涂料技术

本发明专利技术提供了一种熔模石膏型的制造方法。其主要特点是在蜡模表面浸涂一层特殊的涂料。使之部分干燥结成薄壳后再对这种蜡模灌注石膏浆料来制备熔模石膏型。对所得的熔模石膏型进行脱蜡、干燥熔烧和浇注金属液与常用方法相同。利用这种方法制得的石膏型型腔表面光洁、铸件表面质量高、在制石膏型中不需用真空搅拌和真空浇灌石膏浆的设备。本发明专利技术中还给出了这种特殊涂料的成分及配方。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术提供了一种熔模石膏型的制造方法，其特点是在蜡模表面浸挂一层特殊的涂料，然后对这种蜡模灌注石膏浆料。所制得的熔模石膏型可用来铸造表面质量很高的铝合金。铜合金及锌合金薄壁复杂铸件。熔模石膏型铸造法是生产复杂形状和薄壁精密铸件的现有技术，主要工艺过程包括制蜡模、将石膏混合粉料与水混合制浆料、浆料灌入具有蜡模的箱框中形成石膏型、石膏型自行硬化后从箱框中取出进行脱蜡、石膏型干燥焙烧、浇注金属等工序。熔模石膏型的制造是获得优质铸件的关键性技术之一。在制石膏型过程中，国内外普遍采用真空技术，即将石膏混合粉料和水在真空下进行搅拌成浆料，再将浆料在真空下灌入固定好蜡模的箱框内。利用真空设备是为了减少浆料中以气泡形式存在的气体，以免灌浆时这些气泡吸附在蜡模表面，最后造成铸件表面出现大小不等的“金属豆”。或是为了提高石膏浆料对蜡模的复制性。但利用真空技术不能完全排除石膏浆料中的气泡，仍有0.5-3毫米的气泡存在于浆料中。灌浆时这些气泡一旦与蜡模接触就会吸附在蜡模表面，最后使铸件表面质量变坏。引起铸件表面质量下降的另一个原因是石膏浆料中耐火材料和水的分层。若蜡模有水平面，灌浆后，由于浆料中较重的耐火材料下沉，出现浆料上部分含水分较多和下部分含耐火材料较多，因此与水平面蜡模下表面接触的浆料中水量较大，引起铸件表面出现“水纹状”缺陷，降低了铸件的表面光洁性。本专利技术的目的在于，寻求一种不受浆料质量的影响(如含有气泡和密度不均匀等)，不用真空设备的熔模石膏型制造方法，改善表面质量，提高尺寸精度。本专利技术的另一目的是得到一种性能良好的涂料，用于所专利技术的熔模石膏型制造方法中。石膏浆料中存在气泡以及浆料的密度分布不均匀是引起铸件表面质量下降的主要原因。对于具有内腔的铸件，存在于内腔表面的“金属豆”难于清理而使铸件报废。本专利技术的原理，是事先在蜡模表面浸涂一种涂料。这种涂料对蜡模的附着性和对石膏浆料的结合性良好，并且与石膏型具有一致的膨胀收缩特性。蜡模浸涂涂料后，在自然条件下放置一段时间，就会在蜡模表面形成一层0.5-2毫米的致密的薄壳。灌注石膏浆料时，这层薄壳能有效地隔离浆料中气泡与蜡模的接触，并且有效地防止由浆料密度不均匀引起的铸件表面缺陷。因此，制熔模石膏型时，不需要真空搅拌和真空灌浆设备来减少浆料中气泡。本专利技术提供的方法和涂料可用于适合石膏型铸造的合金铸件，如铝合金、铜合金、锌合金等。1、涂料本专利技术中涂料组份及配比如下干粉料20-80%石膏，10-60%铝矾土(大于270目)，10-60%石英粉(大于270目)。附加物甘油、正辛醇、乙二醇乙醚、烷基磺酸钠、混合醇氧化乙烯醚。粘接剂1、SiO含量为12-22%的硅酸乙酯水解液;2、SiO2含量为24-27.5%的硅溶胶;3、模数为0.5-4，比重为1.0-1.4的水玻璃;4、磷酸铝。以上四种粘接剂中任一种均可作为涂料的粘结剂。当选用硅溶胶作粘接剂时，需用酒精稀释。其过程是在充分搅拌下，先把20-25%的乙醇(占混合液体体积数)以细流状加入硅溶胶中(可用40-60转/分搅拌器)，继续搅拌2-3分钟即可使用。当选用硅酸乙酯水解液作粘接剂时，需将硅酸乙酯水解液与水混合后使用，即在不断搅拌下，先把10-80%水(占混合液体体积数)以细流状加入到硅酸乙酯水解液中。加完后继续搅拌0.5-3分钟备用。附加物中甘油用来提高蜡模涂料层的韧性，降低脆性和防止开裂。正辛醇作为涂料的消泡剂。乙二醇乙醚、烷基磺酸钠、混合醇氧化乙烯醚均为表面活性剂，用来降低涂料与蜡模之间的界面强力，增加涂料的渗透能力，本专利技术涂料中可任选上述一种或一种以上的表面活性剂。干粉料组份中所用的耐火材料，除了石英粉和铝矾土粉外，还可选用煤矸石粉、上店土、方石英粉、刚玉粉、锆英粉等耐火材料。或者选用与石膏型材料相同的干粉料组份及配比来制涂料。按照本专利技术，首先按以上所给的干粉料组份的比例称取石膏。铝矾土粉和石英粉，并将它们放在一起混拌均匀。量取体积为75-130毫升的粘接剂，与占粘接剂重量0.5-0.7%甘油、0.05-0.1%正辛醇和0.1-0.5%的表面活性剂混合，然后将这种含有附加物的粘接剂加入到100克的干粉料中，用40-60转/分搅拌1-3分钟(量少时可用手工搅拌)即得到所需要的涂料。2、制熔模石膏工艺本专利技术提出的制熔模石膏型工艺如下采用蜡基模料制熔模时，在浸涂涂料之前，先将模组放入表面活性物质的水溶液中浸泡进行脱酯去油处理。这种表面活性物质的水溶液，可以是0.2-0.5%(重量比)碱性低的肥皂或洗涤剂、烷基磺酸钠或混合醇氧化乙烯，《浸泡液中取出蜡模组稍晾干后即可进行浸涂涂料》。蜡模模组浸入涂料中，轻微晃动模组，以便涂料完全浸润蜡模表面。如果蜡模表面形状复杂，可用毛笔或软毛刷沾上涂料在小凹槽、拐角凹面处涂刷后再浸入涂料中。或蜡模自涂料中取出后用毛笔或软毛刷在凹槽处涂刷，随后再浸涂一次涂料。蜡模浸涂涂料后，在自然环境下放置5分钟以上，使蜡模表面的涂料部分干燥，形成较硬的薄壳。这时可将石膏浆料灌入放有这种蜡模模组的箱框中来制造熔模石膏型。石膏浆料自硬后即可取出石膏型，进行脱蜡、干燥焙烧和浇注金属。本专利技术中所用的石膏浆料可以在真空下制备，也可以在大气环境下制备。本专利技术简化了熔模石膏型的制备方法，即不需用投资大、操作和管理复杂的真空系统设备，并且获得的铸件表面质量优于采用传统方法和设备所得到的铸件表面质量。本专利技术给出的涂料原材料来源广泛，价格便宜，涂料制作简单。在航天、航空、兵器及其它工业中生产薄壁、表面形状复杂且表面质量要求很高的铝合金、铜合金和锌合金铸件时，可以大大减少设备投资。实施例Ⅰ按下列重量百分比混匀干粉料65%石膏、25%铝矾土粉(270目)、10%石英粉(320目)。调制粘接剂取15%水(体积比)，在不断搅拌下加入到85%硅酸乙酯水解液(体积比)中。加水完毕，向硅酸乙酯水解液与水的混合体中加重量比为0.6%甘油、0.05%正辛醇、0.3%乙二醇乙醚、0.1%烷基磺酸钠，继续搅拌1分钟即可。每100克干粉料加粘结剂100毫升调匀成浆料，就得到所需要的涂料。实施例Ⅱ按一般熔模铸造法压制蜡模。本例中选用的蜡模具有如下特点最大尺寸为50毫米，平均壁厚为1.5毫米。具有一断面积为2平方厘米，最薄断面为0.7毫米。具有一断面积为2平方厘米，深40毫米的空腔。空腔内表面有深2毫米、宽1.5毫米的凹槽多处。蜡模外表面复杂程度中等。蜡模组焊成模组后，在0.4%(重量比)的“海欧牌”洗涤剂的水溶液中浸泡30分钟。从浸泡液中取出蜡模模组后在自然环境下放置5分钟，然后浸入按实例Ⅰ配制的涂料中并轻微晃动蜡模模组。蜡模浸涂涂料后放入事先准备好灌石膏浆料的箱框中，在自然条件下放置2小时，这时蜡模表面的涂料形成薄壳。在自然环境下制石膏浆料，本例中使用的石膏浆料干粉组成及混水量如下;50%石膏、28%石英粉、22%铝矾土粉。每100克干粉料加水70毫升、加0.3克长为5-10毫米的玻璃纤维搅拌成浆料。浆料灌入箱框内15分钟自行固化后，取出石膏型，即可按常用方法进行脱蜡、焙烧、浇注。实施例Ⅲ根据熔模石膏型透气性低的特点，对于薄壁铸件浇注金属常用的方法有1、在一定真空度下浇注金属液，并在真空下结晶;2、真空下浇注金属液，在一定压力下结晶;3、吸铸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铸造用熔模石膏型的制造方法，其特征是在对蜡模进行脱脂处理后。在蜡模表面浸涂用于隔离石膏浆料和蜡模的涂料，然后在自然条件下放置五分钟以上，使蜡模表面形成—０．５—２．０毫米的致密薄壳层，然后灌注浆料。

【技术特征摘要】
1.一种铸造用熔模石膏型的制造方法，其特征是在对蜡模进行脱脂处理后。在蜡模表面浸涂用于隔离石膏浆料和蜡模的涂料，然后在自然条件下放置五分钟以上，使蜡模表面形成-0.5-2.0毫米的致密薄壳层，然后灌注浆料。2.用于权利要求1所述制造方法的涂料，其特征在于该涂料由以下成份组成a、干粉料包括20-80%的石膏;10-60%的铝矾土，(大于270目);10-60%的石英粉(大于270目)。b、粘接剂Sio含量为12-22%的硅酸乙酯水解液c、表面活性剂乙二醇乙醚d、附加物包括甘油，正辛醇上述成份配比为干粉料100克，粘接剂70-130毫升，甘油为粘接剂重量的0.5-0...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶荣茂，张东成，王惠光，潘金玉，李邦盛，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：23[中国|黑龙江]