[发明专利]一种使砂更紧实的消失模铸造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及铸造领域，特别涉及消失模铸钢制造技术领域，具体涉及一种使砂更紧实的消失模铸造工艺。

背景技术

消失模铸造（又称实型铸造）是将与铸件尺寸形状相似的泡沫模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。

与传统铸造技术相比，消失模铸造有下列特点：1.铸件质量好，成本低 ；2.材质不限，大小皆宜 ；3.尺寸精度高，表面光洁，减少清理工作量 ；4.内部缺陷大大减少，组织致密；5. 可实现大规模、大批量生产，可以大大改善作业环境、降低劳动强度、减少能源消耗。

但是消失模铸造存在以下问题，一方面，消失模铸造振实过程中，由于在进砂过程中受到阻力，经常导致铸件局部砂振得不紧实；该问题的后果是铸件振得不紧实相应部位出现粘砂现象，或铸件尺寸发生变化。现有的技术是增加振动时间，或将不宜进砂的部位用自硬砂(如树脂砂或水玻璃砂 ) 进行预先 填满；但这些均给大批量生产造成不便。

另一方面，虽然消失模铸造工艺目前得到较快发展，但涂料技术还达不到理想的要求。因涂料性能直接影响铸件的质量，涂料除了隔离金属液和型砂的直接接触，防止铸件产生机械粘砂和化学粘砂外，还有一个重要作用：形成和保持铸件型腔。所以必须具有较高的常温强度以及高温强度，并且要有合适的高温透气性。

然而，目前涂料的质量还有各方面的缺点，比如在铸钢生产中，浇铸冷却后，消失模涂料不容易从铸件上剥离，大幅增加后续砂轮打磨处理成本。

针对上述现象，申请人经过涂层残片分析，涂层内层与钢水直接接触，外层与型砂直接接触。浇铸时，高温钢水会将涂料内层润湿并浸入涂料骨料颗粒间隙。待浇铸完毕后，在铸件缓慢冷却过程中，钢水将涂层与铸件凝结成一体，从而使涂层难以从铸件表面剥离。

从以上分析得知，只有让钢水不能浸入骨料颗粒间隙，形成明显的分界线，才能避免这种现象。然而由于骨料颗粒不能太小，否则会造透气性下降，模样气化产物不能顺利透出，会造成气孔、夹渣现象，使得铸件品质下降。

另一方面，消失模铸造振实过程中，由于在进砂过程中受到阻力，经常导致铸件局部砂振得不紧实；该问题的后果是铸件振得不紧实相应部位出现粘砂现象，或铸件尺寸发生变化。现有的技术是增加振动时间，或将不宜进砂的部位用自硬砂(如树脂砂或水玻璃砂 ) 进行预先填满；但这些均给大批量生产造成不便。

发明内容

本发明目的就是针对现有技术中的缺陷，申请人对涂料的配方作出调整，使涂层内部在高温浇注时能生成一层熔融状态的玻璃相，这样就能成功阻挡在钢水渗入耐火骨料之间。同时，提供一种使砂更紧实的消失模铸造工艺，它通过改变消失铸件模型或铸件模型簇的部分结构来减少振实工序中的进砂和填砂阻力，使砂更更紧实。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下 ：

一种使砂更紧实的消失模铸造工艺，依次按以下步骤进行 ：

a、将可发性聚苯乙烯珠粒发泡后注入模具的型腔中，在高温蒸汽的作用下通过膨胀形成膜片；将各模片粘接成与铸件形状对应的泡塑模型；泡塑模型与浇冒口模型组合粘接成模型簇，接下来，将模型簇放置到砂箱内，从模型簇内腔上部的进沙口进沙，通过振动设备将沙不断充实到模型簇内腔中，充实后，模型簇内腔中存在未被充实的部位即为造成模型簇进砂和填砂的阻力部位，找到造成模型簇进砂和填砂的阻力部位，并对所述的阻力部位进行清除 ；

b、制备内层涂料 ：

c、在膨润土中加入水，高速搅拌后得到膨润土浆 ；

d、将水玻璃、羧甲基纤维素钠、正辛醇、脂肪醇聚氧乙烯醚加入水中，配制成水溶液；

e、将步骤c得到的膨润土浆和石英粉加入步骤d得到的水溶液中，在不断搅拌下加入水混制成内层涂料 ；

f、制备外层涂料 ：

g、在钠基膨润土中加入水，高速搅拌后得到钠基膨润土浆 ；

h、将白溶胶、羧甲基纤维素钠、正辛醇、脂肪醇聚氧乙烯醚加入水中，配制成水溶液 ；

i、将步骤g得到的钠基膨润土浆和高铬钢玉加入步骤d得到的水溶液中，在不断搅拌下加入水混制成外层涂料 ；

j、泡塑模型首先浸入内层涂料，取出后干燥处理 ；干燥后再挂涂外层涂料，干燥 ；

 k、将处理后的模型簇置于砂箱中，向砂箱中填入干砂，对砂箱进行三维振动使干砂紧实，在砂箱上部覆盖塑料膜并对砂箱抽真空 ；