[发明专利]利用模壳焙烧模样气化燃烧制备整体壳型的方法

说明书

技术领域

    本发明属于壳型铸造技术领域，具体涉及一种利用模壳焙烧模样气化燃烧制备整体壳型的方法。

背景技术

壳型铸造（shell mold casting ）是德国人J·克罗宁于1943年发明的铸造技术，铸件表面光洁，尺寸精确，可以不用机械加工或仅少量加工，特别适用于生产批量较大、尺寸精度要求较高、壁薄而形状复杂的铸件。壳型铸造用翻斗法制造型壳，上下（或左右）两片型壳用夹具卡紧或用树脂粘牢，不用砂箱即可构成铸型，可显著减少型砂用量。型壳通常用酚醛树脂为粘结剂的覆膜砂制造，浇注时有刺激性气味，存在脱壳、起模时壳破裂、表面疏松、壳变形和翅曲、强度低、夹层等问题，铸件易产生橘皮面、气孔和皮下气孔等缺陷，尤其铸钢件皮下气孔倾向性大。

熔模铸造用易熔材料制作模样，通过反复多次逐层浸渍耐火材料浆料、撒砂和干燥制造模壳，采用蒸汽法或高温热水法等方法进行熔模脱蜡制备型壳的精密铸造方法，工艺复杂。消失模铸造是一种生产工序简单的精密铸造方法，利用气化模在金属液的热作用下燃烧、气化、消失，金属液取代气化模样所占据的空间位置，冷却凝固后获得铸件，提高了劳动生产率，但铸钢件增碳缺陷是消失模铸造难以逾越的障碍，皱皮和黑渣也是消失模铸造铸铁件的特有缺陷，直接影响铸件质量，严重时甚至导致铸件报废。

发明内容

本发明提供了一种利用模壳焙烧模样气化燃烧制备整体壳型的方法，减少了熔模铸造脱蜡工序，缩短生产周期，提高生产效率；壳型制造不用酚醛树脂作粘结剂，解决了壳型铸造浇注时刺激性气味和铸件皮下气孔等问题；气化模在浇注前模壳焙烧气化、燃烧、消失，避免了消失模铸造铸钢件增碳和铸铁件皱皮等缺陷，提高铸件质量。

一种利用模壳焙烧模样燃烧气化制备整体壳型的方法，包括以下步骤：

步骤1，采用注塑成型的方法制备塑料模；

步骤2，将步骤1所得塑料模装配成整体模样；

步骤3，将步骤2所得整体模样依次经浸涂面层料浆、甩浆、撒面砂、干燥后，再浸涂背层料浆、撒砂、干燥，然后浸涂封浆料浆、干燥硬化，得到实型模壳；

步骤4，将步骤3所得模壳进行焙烧，模样因气化燃烧而消失，得到整体壳型；

步骤5，将步骤4所得壳型清理后进行浇注，即得铸件。

作为上述发明的进一步改进，步骤1中制备模样的材料可以为聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙乙烯或聚苯乙烯中的一种。

作为上述发明的进一步改进，步骤4中焙烧温度为900℃～1100℃。

作为上述发明的进一步改进，步骤4中焙烧时间为10min～30min。

作为上述发明的进一步改进，步骤5中浇注在重力条件下充型，并在重力条件下凝固。

本发明采用熔模铸造的传统工艺方法制备模壳，模样用注塑成型制备的塑料模替代熔模铸造蜡模，利用模样在模壳高温焙烧的热作用下气化、燃烧、消失，制备无分型面、高强度整体壳型，提供了一种不用蒸汽或高温热水等方法进行熔模脱蜡的精密铸造技术。这种新的工艺方法减少了熔模铸造脱蜡工序，缩短生产周期，提高生产效率；壳型制造不用酚醛树脂作粘结剂，解决了壳型铸造浇注时刺激性气味和铸件皮下气孔等问题；塑料模样在浇注前模壳焙烧燃烧、气化、消失，避免了消失模铸造铸钢件增碳和铸铁件皱皮等缺陷，提高铸件质量。

附图说明

图1为本发明的制备整体壳型方法的流程示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，利用模壳高温焙烧模样气化燃烧制备整体壳型的方法，试制生产镍基合金叶轮，包括以下步骤：

步骤1，选用聚乙烯（PE）塑料作为模样材料，设计制造模样成型加工模具，用注塑成形方法制造浇口杯、浇道和铸件等模样。

步骤2，根据铸造工艺设计要求，三个叶轮模样在相同水平面位置呈120°排列，将浇口杯、浇道和铸件等模样粘合装配成整体模样并按技术要求进行修整。

步骤3，将装配好的整体模样依次进行浸涂面层料浆、甩浆、撒面砂、干燥20～28小时，制作面层；面层在干燥后进行浸涂背层料浆、撒砂、干燥6～8小时，并重复2次，制作背一、背二层；封浆料浆采用背层料浆，浸渍后撒蛭石粉，干燥30～40小时。其中，面层浆料耐火材料采用锆英粉和熔融石英粉按质量比7:3进行配比、粘结剂为硅溶胶、表面活性剂采用纸浆、消泡剂为硅树脂；面砂选用与面层料浆耐火材料相同；背层料浆耐火材料为莫来粉、粘结剂采用硅溶胶、添加适量的蒸馏水稀释，在沾浆机中搅拌24小时备用；背砂选用与背层料浆耐火材料一致。