[发明专利]一种用于消失模壳型铸造的泡沫模样表面成膜方法

说明书

技术领域

本发明属于消失模壳型铸造方法，具体涉及一种用于消失模壳型铸造的泡沫模样表面成膜方法，用于改善消失模壳型铸件表面质量。

背景技术

21世纪铸件发展朝向近净成形化、精密化、整体化等趋势，这就要求铸件少用或不用机加工，能够一次精确成形，从而减少工时，降低成本，提高生产效率和效益。

消失模铸造是一种近无余量、精确成形的技术，泡沫消失模成本低、结构设计灵活、可生产大件等，被称为“21世纪的铸造新技术”。然而，消失模铸造的泡沫模样在浇注过程中的分解会带来气孔、皱皮、夹杂和增碳等缺陷，还会使浇注温度较高，尤其是液态铝(镁)合金氧化、燃烧、吸气明显加剧，导致铸件性能偏低。针对以上问题，消失模壳型铸造应运而生，它是将消失模铸造与熔模铸造相结合发展而成的一种新的复合铸造工艺，采用泡沫模样，在泡沫模上结壳，经失模焙烧后，进行浇注从而获得精密铸件。该工艺具有以下优势：泡沫模样结构设计灵活、尺寸稳定、收缩小、成本低，能够生产中大型复杂精密铸件；由于浇注前脱去泡沫模样，可避免消失模铸件易出现的气孔、皱皮、夹杂和增碳等缺陷；克服了熔模铸造不能用于大件及成本高的不足。消失模壳型铸件的表面粗糙度可达到3.2-6.3μm，然而相比熔模精密铸造(Ra 1.6-3.2μm)此类铸件的表面质量还具有一定差距。这主要是由于泡沫模表面珠粒间存在纹网沟槽(见图1)，在浸涂料时涂料容易渗入珠粒间沟槽，从而影响型壳表面质量(见图2)，并最终影响铸件表面质量。因此，如果要进一步提高消失模壳型铸件的表面质量，必须要解决泡沫模珠粒间沟槽带来的问题。

目前，为了消除泡沫模珠粒间沟槽，提高泡沫模表面质量，国内外有人研究泡沫模样表面成膜方法，先在泡沫模样表面成膜，采用硝酸纤维素、聚乙烯缩丁醛、聚醋酸乙烯等表面光洁剂作为泡沫模的成膜物质，然而由于其中成膜效果最好的硝酸纤维素成膜是以乙醇作为溶剂，其干燥过程需乙醇逐步挥发，成膜时间较长(大于5h)、且价格昂贵，因此难以实现大规模的生产应用。

发明内容

本发明提供一种用于消失模壳型铸造的泡沫模样表面成膜方法，解决现有泡沫模样表面成膜方法中，泡沫模的成膜物质成膜时间较长且价格昂贵的问题，通过改善泡沫模表面质量，进而改善型壳及铸件表面质量。

本发明的一种用于消失模壳型铸造的泡沫模样表面成膜方法，包括成膜物质配制步骤和成膜步骤，其特征在于：

一.成膜物质配制步骤：配制蜡基有机复合材料，其原料质量百分比为：蜡60％～100％、硬脂酸0％～40％、附加物0％～10％，蜡基有机复合材料熔点范围为40℃～70℃；所述附加物为聚乙烯、乙烯与醋酸乙烯共聚树脂(EVA)或松香；

再将蜡基有机复合材料加热熔化使其形成混溶物，加热温度为60～80℃；

二.成膜步骤：将泡沫模样完全浸入所述混溶物，浸泡5～60s后取出并轻微抖动或甩动，以去掉多余液态混溶物，冷却后即在泡沫模样上形成均匀膜层。

所述的泡沫模样表面成膜方法，其特征在于：

所述成膜物质配制步骤中，所述蜡为石蜡、地蜡或者川蜡。

所述的泡沫模样表面成膜方法，其特征在于：

所述成膜步骤中，将泡沫模样完全浸入所述混溶物之前先被加热，加热温度20～70℃。

所述的泡沫模样表面成膜方法，其特征在于：

所述成膜步骤中，所述泡沫模样的发泡成型材料为可发性聚苯乙烯树脂珠粒、可发性甲基丙烯酸甲脂与苯乙烯共聚树脂珠粒或者可发性聚甲基丙烯酸甲脂树脂珠粒。

本发明采用蜡基有机复合材料在消失模壳型铸造用的泡沫模表面形成一层均匀的光洁薄层，来填充泡沫模珠粒间沟槽，进而提高消失模壳型铸件表面质量，操作较为简单，成膜时间大大减小(小于10min)，且成本较低。能够较好地消除泡沫模珠粒间的沟槽对泡沫模表面质量的影响，且不影响泡沫模的尺寸精度，可大大提高泡沫模的表面质量，进而提高型壳和铸件的表面质量。本发明与成膜性能较好的硝酸纤维素成模物质相比，所获得铸件表面质量与其相当，铸件表面粗糙度可达1.6～3.2μm，接近熔模铸造水平，利用本发明所获得的壳型可以进行重力铸造，也可进行低压、差压、真空吸铸等铸造，能够用于铸钢、铸铁等黑色合金及铝、镁、钛等有色合金的精密铸造成形，可以实现大规模的工业生产。

附图说明

图1为泡沫模样表面照片；珠粒间的沟槽；

图2型壳表面形貌照片；

图3为泡沫模样经本发明处理后的表面照片；

图4为使用本发明处理泡沫模样所得到的型壳表面形貌照片。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。