[发明专利]一种二氧化硅含量为90%以上的陶瓷型芯的脱除方法

说明书

本发明公开了一种二氧化硅含量为90％以上的陶瓷型芯的脱除方法，属于熔模铸造金属成型技术领域。本发明中碱液与二氧化硅发生化学反应，温度升高，反应速度加快，温度升高至170℃进行保温，同时在保温时进行高低压切换，借助压差使陶芯开裂，通过化学分解与物理剥离双管齐下的方式进行脱芯，在节约成本的前提下，不仅节约了脱芯的时间与频次，同时也提高了脱芯的效率，单次脱芯成功率达到97％。

技术领域

本发明涉及一种二氧化硅含量为90％以上的陶瓷型芯的脱除方法，属于熔模铸造金属成型技术领域。

背景技术

熔模精密铸造是生产高精度、低粗糙度、复杂形状铸件的有效方法，特别适合铸造昂贵金属和难加工金属，作为生产带陶芯人工关节、高温合金动导叶片和复杂结构件的一种主要方法，已成为先进制造技术的重要内容之一。

熔模铸造的内腔大多是与外形一起通过挂涂料、撒型砂等方法形成的。当铸件内腔过于窄小或形状比较复杂，或内腔无法干燥硬化时，必须借助预先制备的陶瓷型芯来形成铸件内腔。在精铸空心产品时，陶瓷型芯在很大程度上决定了产品的尺寸精度、合格率和铸造成本。因此，陶瓷型芯一定是化学成分稳定、耐高温、强度高，但是随之而来的问题是：这类的陶芯非常难以脱除，且结构越复杂，脱芯难度越大。这个问题制约了带型腔复杂产品的生产。

发明内容

为了提高脱芯的效率，降低成本，克服复杂型腔有陶芯残留的问题，本发明提供了一种针对二氧化硅含量为90％以上、三氧化二铝含量为10％以下的陶瓷型芯的脱除方法。在节约成本的前提下，缩短脱芯的时间，提高脱芯的效率。

本发明的技术方案如下：

一种陶瓷型芯的脱除方法，所述脱除方法包括以下步骤：

(1)将带有陶瓷型芯的零件固定在料框内，脱芯通道竖直向下放置；

(2)在脱芯釜内加入碱液，使零件浸没在碱液中，关闭釜盖，加热使温度上升至170℃-190℃；

(3)保温，同时在釜体内进行高低压切换，高压保持3-5min后切换为低压保持1-3min，高压为8-9bar，低压为3-5bar；

(4)釜体中的剩余液体进入回用槽，清洗槽内的冷却水进入釜体，对釜体进行冲洗冷却，釜体温度低于50℃时打开釜盖，卸载料框，清洗脱芯釜内壁、零件表面及内腔后烘干，若有残芯，回到步骤(1)再脱芯。

进一步地，步骤(1)开始前，先使用高压水枪清理料框底部的反应物，水枪压力为15-20bar，确保釜体内无白色物质。

进一步地，步骤(2)中所述碱液为质量浓度为20％-25％的NaOH溶液。

进一步地，第一次脱芯时，保温时间为9-10h。

进一步地，再脱芯时，保温时间为5-6h。

进一步地，所述陶瓷型芯的二氧化硅含量为90％以上，三氧化二铝含量为10％以下。

本发明有益的技术效果：

陶芯的主要成分是二氧化硅(酸性氧化物)，使用的脱芯溶液主要是浓度为20％-25％的氢氧化钠溶液。常温下二氧化硅与氢氧化钠就能产生反应，高温蒸煮更能加速反应。现脱芯使用的温度为170℃-190℃。二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，脱芯结束后，釜体中的剩余液体进入回用槽(剩余液体包括：氢氧化钠、硅酸钠、水)，因为硅酸钠与氢氧化钠不产生反应，氢氧化钠与硅酸钠这两种物质中阳离子相同，区别在于阴离子不同，而硅酸根与氢氧根不会发生反应。二氧化硅与氢氧化钠发生化学反应产生的硅酸钠模数较小，分子结构较为稳定，易溶于水。所以不需要去定期清理或更换碱液槽中的槽液，只需添加即可。每次脱芯完成后，使用过的氢氧化钠冲入回用槽，回用槽中有一道溢流分栏，清液会溢流至隔壁槽体待下一次使用。