[发明专利]铸造用水溶性复合盐芯材料、盐芯制备方法及制得的盐芯

说明书

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，具体说来是一种铸造用的水溶复合盐芯。

背景技术

盐芯在铸造技术中的应用，是将一种水溶性的盐芯置于铸模型腔内部，液态金属注入型腔内，盐芯随合金熔液在型腔中凝固，冷却后，用高压水将铸件内盐芯冲洗掉，形成内环形空腔，带内环形空腔铸件完成铸造成形。

中国专利文献CN1792600介绍了注射成形的水溶性盐芯制造技术。它是以水溶性无机盐为基体，热固性树脂为粘合剂，再加上其他辅助试剂制造的型芯材料。该技术在制造过程中，经历包括烘烤、研磨混，在200℃以下完成的成形。

中国专利文献CN1365306，提供出了一种水溶性盐芯的制造方法，其基质选自CuCl₂、NaCl、KCl、LiCl、PbCl₂、MgCl₂、BaCl₂或CaCl₂、NaNO₃、NaNO₂、KNO₃、KNO₂及混合物，其制造过程是以以上一种或几种无机盐与一种细硬粉结合。高温熔融，并在一个芯模中冷却凝固成形。而其中的细硬粉为陶瓷粉末。其中增强相提及了SiC、Si₃N₄晶须。

中国专利文献CN101073819，披露了一种水溶性盐芯的制备方法。它也是以无机盐为基体，以陶瓷晶须为增强相经混匀，高温熔化，在850℃的条件下，浇入盐芯模中并冷却凝固。其中无机盐为KCl、NaCl、KBr、NaBr等。陶瓷晶须为硼酸铝、硼酸镁、钛酸钾等。

以上各专利提及的方法中，所采用的无机盐及增强相，须混合后高温熔化，注入型模冷却凝固成形，工艺过程复杂，由于要高温熔化，所以能耗较高，制造的成本高。特别作为增强相的SiC、Si₃N₄或采用陶瓷晶须如硼酸铝、硼酸镁或钛酸钾，价格较高，在实际应用中难以大规模生产使用。

德国专利文献DE1020040066-A1，提供了一种水溶性盐芯的制备方案，其核心内容是将一种颗粒无机盐与一种含磷酸盐的粘结剂混匀，然后高温熔化，注入芯模中，在高压和高温条件下压制成形。此方法不足主要在于制造过程复杂，型芯耐热度不高，强度低，且盐芯凝固成形时易脆裂，成形性能差，利用率不高。

另外在工件铸造中，不但要求盐芯有足够的强度和较低的收缩率以保证铸造精度，而且要求铸造完成后盐芯清洗时残留物尽量少。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型铸造用水溶性盐芯材料，第二个目的在于提供一种利用本发明的盐芯材料制造盐芯的方法，和提供一种盐芯，该种盐芯材料成本低、制造方法工艺简便，盐芯的成本低廉，强度高，变形小等特点，实现内环形空腔零件铸造成形。

本发明公开的一种铸造用水溶性复合盐芯材料，由水溶性金属卤化盐、粘结剂和补强剂组成，其中金属卤化盐、补强剂和粘结剂的用量比数为：金属卤化盐45-55kg，补强剂120-250g，粘结剂150-250ml，所述的补强剂为高岭石或滑石粉。

更优选地的，所述金属卤化盐、补强剂和粘结剂的用量比数为：金属卤化盐48-52kg，补强剂150-220g，粘结剂180-200ml。

所述的粘结剂优选硅酸盐胶体，特别是Na₂SiO₃·12H₂O、K₂SiO₃·12H₂O或(NH₄)₂SiO₃·12H₂O等水合硅酸盐。

所述金属卤化盐优选CuCl₂、NaCl、KCl、LiCl、PbCl₂、MgCl₂、BaCl₂或CaCl₂。这些卤化盐成本低且容易得到，适合规模化生产。

本发明还提供了一种用利用上述材料制作铸造用水溶性盐芯的方法：是将金属卤化盐和补强剂先进行烘干，再将烘干的卤化盐、补强剂和粘结剂混匀至相互包容，然后将混合物料制成盐芯坯体，最后将坯体置于烧结炉中进行烧结，最后获得盐芯。