[发明专利]一种铸造用高惰性模壳及其制备方法和提高镁合金铸件精度的方法

说明书

本发明属于铸造技术领域，具体涉及一种铸造用高惰性模壳及其制备方法和提高镁合金铸件精度的方法，所述铸造用高惰性模壳包括面层，其用于与镁合金浇注液接触，所述面层含有无机化合物，所述无机化合物选自硼酐、硼砂、氟化钾和氟化钠中的至少一种；其中，以所述面层的原料总量为基准，所述无机化合物的含量占10‑40wt%。本发明在浇注后，模壳受热升温，特定的无机化合物能够融化膨胀，形成熔融态，其能填充模壳面层中的空隙，将面层的空隙进行封堵，并在优选方案中还能形成一层膜，从而隔绝镁和模壳，隔绝空气中的氧进一步和镁合金浇注液中的镁进行反应，从而形成高惰性。

技术领域

本发明属于铸造技术领域，具体涉及一种铸造用高惰性模壳及其制备方法和提高镁合金铸件精度的方法。

背景技术

现有技术中，制备镁合金一般用砂铸或者压力铸造，砂铸的模腔一般是用砂子做成的，其砂子的粘接剂一般是树脂或者是本身的三氧化铝（黏土）等。

砂铸时，一般是在面层添加硫磺、碳粉、硼酸等组分，其中，硫磺在受热的时候会氧化，氧化生成二氧化硫，二氧化硫会跟镁合金浇注液中的镁发生反应，生成硫化镁，硫化镁是致密层，形成保护膜，使镁不再继续跟砂子反应；若硫化镁致密层破裂，其会和砂子（例如二氧化硅）反应及其本身传导的热使硼酸失水，生成釉质层，阻止镁液和砂子进一步反应。由于硼酸的沸点大约在300℃，而砂铸时型腔的温度为常温，因此，在砂型中加入硼酸并配合硫磺，能够解决砂铸时的镁合金保护问题。

然而，在镁合金的精密铸造中，模壳面层一般加入硼酸，不加入硫磺，由于如果加入硫磺，硫磺在焙烧时候会燃烧挥发掉。而，由于模壳还要经过高温的烧结处理，在高温烧结时，硼酸沸点较低，容易挥发，且经烧结后模壳孔隙率较高，镁合金浇注液会和氧（透过孔隙）发生反应，反应产生大量的热使其局部温度升高，致使其和模壳（主要成分为氧化硅，氧化铝）进一步反应，也即，高温镁合金浇注液会直接与模壳反应，无法起到保护镁合金的作用，使熔模铸造镁合金成为一个行业内的难题。

因此，本领域需要开发一套适用于镁合金精密铸造的高惰性模壳。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的镁合金铸件的精密铸造中模壳无法保护镁合金的缺陷，提供一种铸造用高惰性模壳及其制备方法和提高镁合金铸件精度的方法，该模壳能够有效保护镁合金，且适用于精密铸造，能提高镁合金铸件精度。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种铸造用高惰性模壳，包括面层，其用于与镁合金浇注液接触，所述面层含有无机化合物，所述无机化合物满足：熔点低于所述镁合金浇注液的温度，沸点高于所述镁合金浇注液的温度；其中，以所述面层的原料总量为基准，所述无机化合物的含量占10-40wt%。

优选地，所述无机化合物满足：熔点在300-800℃，沸点在1000℃以上。

优选地，所述无机化合物选自硼酐、硼砂、氟化钾和氟化钠中的至少一种。

优选地，所述无机化合物为硼酐。

优选地，所述无机化合物的含量占10-30wt%。

优选地，所述面层还含有第一粘结剂、第一砂料和可选的第一粉体，以所述面层的原料总量为基准，第一粘结剂以湿重计的含量占5-15wt%，第一粉体的含量占0-25wt%，第一砂料的含量占20-85wt%。

优选地，所述面层的厚度与所述铸造用高惰性模壳总厚度的比值为2.5-25：100，更优选5-15：100。

优选地，所述铸造用高惰性模壳总厚度为4-20mm，所述面层的厚度为0.5-1mm。

优选地，所述铸造用高惰性模壳还包括：

过渡层，其设置在所述面层一侧；

加固层，其设置在所述过渡层的远离所述面层的一侧。