[发明专利]一种熔模铸造陶瓷型壳用硅溶胶粘结剂的制备方法

说明书

本发明属于熔融铸造陶瓷型壳技术领域，具体涉及一种熔模铸造陶瓷型壳用硅溶胶粘结剂的制备方法，包括以下内容：将粒度为200‑500nm的氧化镁与碳纳米管在乙醇溶液中超声分散，完成后，加入二氧化硅含量为35‑40%的碱性硅溶液和质量浓度为20‑30%的聚乙烯醇溶液，在温度为65‑75℃的条件下搅拌2‑3小时，降至常温后调节pH值至9.2‑9.5，即得。本发明相比现有技术具有以下优点：本发明中通过对硅溶胶粘结剂各原料进行分析，使其具有较好的稳定性，干燥速度有效提高，可缩短熔模铸造制壳干燥时间，所得铸件抗弯强度好，不易出现劈缝现象，高温抗蠕变性能明显增加，易脱壳，铸件表面质量和尺寸精度有效提高。

技术领域

本发明属于熔融铸造陶瓷型壳技术领域，具体涉及一种熔模铸造陶瓷型壳用硅溶胶粘结剂的制备方法。

背景技术

熔模铸造通常是指易熔材料制成模样，在模样表面包覆耐火材料制成型壳，再将模样融化排出型壳，从而获得无分型面的铸造，经高温焙烧后即可填砂的浇铸方案，现有技术通常采用蜡质材料来制造，近年来，随着熔模精密铸造技术的发展，对精铸件的表面质量和尺寸精度要求越来越高，因此对涂料和壳型的质量提出了更高的要求，目前，国内外熔模精密铸造中所使用的涂料主要有水玻璃、硅溶胶、硅酸乙酯三种，它们各有其优缺点，其中水玻璃价格便宜，但生产的精铸件表面质量较差，而且尺寸精度不高；硅溶胶价格适中，生产的精铸件表面质量较好，尺寸精度较高，但硅溶胶涂料对蜡模的润湿性较差，湿强度低，干燥速度慢，生产周期较长；硅酸乙酯涂料生产的铸件表面质量好，尺寸精度高，但价格昂贵，铸件成本高；综合考虑其性能和生产成本，在精密铸件陶瓷型壳的粘结剂主要选择硅溶胶粘结剂，但现有硅溶胶粘结剂无法满足精密铸造中对陶瓷型壳的强度及化学稳定性的影响，因此，需要对其进一步研究。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种熔模铸造陶瓷型壳用硅溶胶粘结剂的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种熔模铸造陶瓷型壳用硅溶胶粘结剂的制备方法，包括以下内容：将粒度为200-500nm的氧化镁与碳纳米管在乙醇溶液中超声分散，固液比为1:2，完成后，加入二氧化硅含量为35-40%的碱性硅溶液和质量浓度为20-30%的聚乙烯醇溶液，在温度为65-75℃的条件下搅拌2-3小时，降至常温后调节pH值至9.2-9.5，即得。

所述乙醇溶液的质量浓度为20-25%。

作为对上述方案的进一步改进，各原料重量配比如下：氧化镁、碳纳米管、碱性硅溶液和聚乙烯醇溶液的重量比为1-5:4-7:65-70:2-8。

作为对上述方案的进一步改进，所述超声分散的时间为40-60分钟。

作为对上述方案的进一步改进，所述在温度为65-75℃的条件下搅拌时，搅拌速度为200-300转/分钟。

作为对上述方案的进一步改进，所述调节pH值是通过添加氢氧化钙调节。

作为对上述方案的进一步改进，所述熔模铸造陶瓷型壳由硅溶胶粘结剂、锆英粉、石英粉加热搅拌后浇铸成型，其中硅溶胶粘结剂、锆英粉、石英粉的重量配比为18-22:4-7:100，焙烧温度为1200-1250℃，保温时间为2小时，即得。

作为对上述方案的进一步改进，所述熔模铸造陶瓷型壳的原料还包括相当于石英粉重量1-3%的锡石。

本发明中通过对原料配比以及操作过程进行限定，可控式完成各步骤条件，制备出完全符合技术要求的硅溶胶：其二氧化硅含量为28-30%，稳定剂含量为＜0.3%，杂质含量少（三价铁离子小于100ppm，氯离子小于100ppm），二氧化硅粒子可以控制（粒径φ=7-13mm），稳定期在一年以上。