[发明专利]一种红外线预固化水溶盐芯的快速成形方法

说明书

本发明的一种红外线预固化水溶盐芯的快速成形方法，属于铸造技术领域。本发明的方法步骤为S100、无机盐的预处理；S200、配置喷射液；S300、微滴喷射成形及红外线加热预固化；S400、浸润或喷淋无机盐溶液；S500、间歇式微波固化；S600、烧结。本发明通过对盐芯红外线加热预成型后，再对盐芯进行无机盐溶液浸润、二次微波固化以及烧结，由于无机盐溶液的润湿性能极强，可以充分润湿填充预成型盐芯的孔隙，并在二次微波固化过程中结晶析出无机盐，显著提高了盐芯的强度。

技术领域

本发明属于铸造技术领域，具体来说是一种红外线预固化水溶盐芯的快速成形方法。

背景技术

水溶型芯因其优异的水溶溃散性能和环境友好特性在含有复杂内腔及弯曲孔道铸件的生产中具有广泛的应用。在铸造工业领域，以可溶盐为主体材料制得的水溶型芯称为水溶盐芯。

目前，水溶盐芯的生产主要有压制烧结法、熔融浇铸法等成形方法。压制烧结法主要是将制备盐芯的原料进行混合后，在盐芯模具中压制成形，然后在一定温度下进行烘烤、烧结。如：中国专利CN200810018179.8将金属盐、粘结剂、纤维和晶须按比例混合均匀后放入模具中压制成盐芯坯料，再将盐芯坯料放入炉中进行焙烧，冷却出炉后按盐芯具体尺寸进行机械加工得到所需盐芯；中国专利CN201010218306.6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；中国专利CN200610125398.7首先将水溶性金属盐、辅料破碎到规定的粒度，然后按比例混合，称量出一定重量放入粉末压制模具中压制出盐芯压胚，然后将盐芯压胚放入炉中进行焙烧，随后加工出下芯用的定位孔。然而，这些仅经压制的盐芯初始强度较低，容易在搬运过程中发生断裂或刮伤。部分研究者通过添加适量水以提升其粘结强度，这又造成盐芯脱模困难等问题。熔融浇注法是将无机盐熔化后，浇铸到盐芯模具中，带熔融盐冷却凝固后脱模即可获得所需盐芯。如：中国专利CN201611186722.6以水溶性无机盐(低熔点硝酸钾和硝酸钠、高熔点氯化钾、氯化钠、溴化钾、溴化钠，70-100％)和增强体(氧化铝粉、高铝矾土、高岭土、石英粉、玻璃纤维粉、耐火泥粉、膨润土、大林砂，200-1250目，0-30％)为原料。制备时，将盐混合，熔化，浇注到金属模具中得到复合盐芯适用于低熔点合金铸造；中国专利CN200710052535.3将金属卤化物与陶瓷晶须混合、熔化、浇注、成形，得到一种适用于高压铸造的水溶性盐芯。然而，熔融无机盐粘度低，容易从金属模具的缝隙中流出，且存在熔盐腐蚀性大、高温熔融能耗较高等缺点。

事实上，不论是压制烧结法还是熔融浇注法，盐芯的成形都离不开成形模具。这使得传统方法在制备个性化水溶盐芯产品成本极高，也使得新型水溶盐芯产品的开发周期较长。近年来，快速成形技术在砂型/砂芯中有广泛应用。中国专利CN201010222794.8发明了一种陶瓷型芯快速成形制造方法，该方法将低温强化剂和陶瓷粉料混合均匀后进行SLS快速成形，再对得到陶瓷型芯生坯预处理，然后脱除陶瓷芯生坯中的低温强化剂，浸渗高温粘接剂，进行预烧和脱脂；最后进行高温烧结，即获得最终的整体陶瓷芯产品。但SLS成形设备昂贵，且不适宜与水溶盐芯的快速成形。中国专利CN201410267868.8发明了一种微滴喷射成形水溶型芯的系统及方法，可以用于水溶性砂芯的快速成形。该方法所喷射的液体为无机盐溶液，由于其具有一定的腐蚀性，容易造成微滴喷射喷头的腐蚀，所以需要采用具有防腐效应的微滴喷射喷头，这使得成形设备成本增大。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于解决现有水溶盐芯的传统成形方法制备周期较长，个性化产品生产成本较高且现有微滴喷射成形水溶盐芯以无机盐溶液为喷射液，存在喷头容易腐蚀，使用寿命较短，且盐芯强度较低的问题。提供一种红外线预固化水溶盐芯的快速成形方法，能够缩短水溶盐芯的制造周期，提升微滴喷射喷头的使用寿命

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：