[发明专利]制备内部包含型芯的熔模铸造铸型的方法

说明书

本发明涉及装有型芯的熔模铸造铸型的制备方法。

安装在熔模铸造工艺的铸型中的陶瓷型芯应具有足够光滑的表面、能经受住压制蜡模的高强度，还应具有足够的高温强度，以便在烧结或浇注的高温环境下保持型芯的完整性。用于此目的现有型芯，通常由骨料成型，这种骨料包含矾土、锆或煅烧石英，然后将成型的型芯单独烧制或烧结。然而这种方法的生产率或操作效率低，并且制成的型芯尺寸精度差，特别是制备大尺寸的型芯时，获得精确的尺寸非常困难，成本也较高。

另外，传统的烧结型芯在用完之后难于破碎，不能用机械振动或冲击去除，因此，去除这些型芯，工作繁重，效率低下。

此外，传统型芯需要烧结，以获得需要的强度和完整性，而由于在烧结中所遇到的困难，使得在型芯的生产中，一些廉价的骨料，如石英砂，不能用作始料。

本发明的目的之一是提供一种制备带有型芯的铸型的方法，它具有适于压制蜡模的光滑表面，并且具有在压制蜡模时能经受住高温操作的足够的热强度。

本发明的目的之二，是提供一种制备带有型芯的铸型的方法，它具有高的生产率，低的成本，并且不经烧结就可使用，因此，用完之后，型芯可容易地用机械方法破碎去除。

本发明的目的之三，是提供一种用廉价石英砂制备带有型芯的铸型的方法，

根据上述目的本发明所提供的制备熔模铸造铸型的方法包括如下步骤：

(a)将骨与无机粘结剂混合；

(b)将混合后的骨料、无机粘结剂注入芯盒中，使之在其中硬化，制得芯体；

(c)将硬化的芯体浸入一个粘结剂槽中，使芯体的表面浸渗粘结剂；

(d)用浆料涂挂在步骤(c)浸渗过的芯体，随后干燥，形成涂层；

(e)用石蜡覆盖所说的涂层，制得型芯；

(f)将型芯放在一个压型内定位，然后往压型中注入构成熔模的材料，形成包含所说型芯的熔模；

(g)交替涂挂浆料、撒砂若干次，形成耐火材料层，然后干燥；

(h)脱去熔模，得到最后的铸型；

(i)同时焙烧所说的型芯和耐火层。

图1是依据本发明制备型芯的工艺流程图；

图2(A)-2(G)说明制备本发明型芯的步骤和制备应用该型芯的熔模铸造工艺的步骤。

下面参照图1和图2，对本发明的一个实施例进行具体描述。

第一步，将骨料和无机粘结剂混合在一起。可以用于本发明的一种骨料包含下列组分：

石英砂    75～100％(重量)

石英粉    0～25％(重量)最好使用90％重量的石英砂和10％重量的石英粉。组分中所用的石英砂，其颗粒的大小相当于JIS G-5901(1954)标准中规定的^#7级则更为可取。

一种较好的无机粘结剂是JIS^#3硅酸钠(水玻璃)，将其慢慢加入主要组分即石英砂中，加入量为骨料总重的5～15％，最好是8～10％，然后混合(步骤100)。

骨料与无机粘结剂最好是在室温约20℃、相对湿度约55％的条件下混合约20分钟，混合完毕后立即将容器密封，防止水玻璃与大气中的二氧化碳反应而使混合料固化。

将混毕的骨料混合物注入一个芯盒(未画出)中，制得一个芯体10(参见图2(A))，在该步骤中，往模型中吹入热空气(约140℃～150℃)以促进芯体10的固化。此外，芯体10也可以用CO₂法固化，此时，芯体10用一个加热到60°～80℃的木型成型，然后经吹气孔或木型分型面上的缝隙吹入二氧化碳气体，使木型中的芯体固化。固化后的无机粘结剂的粘结力，使得制备的芯体具有足够的强度和完整性，以便在蜡模压制成型期间保持其形状和尺寸。

第二步，是将芯体10浸入一个盛有粘结剂的槽中，使芯体10的表面被浸渗粘结剂层12所覆盖(见图1的步骤104和图2(B))。用于该步骤的一种较好的粘结剂是硅酸乙酯和胶态硅石，这样一种粘结剂从芯体10的表面浸渗到适当的深度，以增加芯体的高温强度。加有水玻璃并在上述的步骤100和102固化的骨料，在大约200℃以下具有足够的强度，但当温度超过200℃时，硬化的水玻璃对骨料的粘结强度突然下降，面在步骤104的浸渗有粘结剂的芯体，却在200°～1000℃的温度范围内具有足够的强度，保持芯体的完整。    

浸渗粘结剂的芯体涂挂浆料(见步骤106和图2(C))。浆料要含有粘结剂和填料，例如，用于步骤106的一种浆料具有如下成分：

硅酸乙酯(粘结剂)    50％(重量)