[发明专利]熔模铸造用砂芯的生产方法

说明书

本发明属于一种铸造工艺方法，具体是熔模铸造用砂芯的生产方法。

已知形成熔模铸件蜡模内腔的生产方法主要是通过设置在压型上的型芯来成形的。但对于具有形状弯曲或内大外小的蜡模内腔，则可采用在蜡模内预放水溶芯法、蜡模组合法和改变压型型芯的组合、抽取形式等。这些方法虽然能解决蜡模上复杂内腔成形问题，但不能解决其内腔型壳成形的困难，也不能解决这些复杂内腔的清砂困难。目前为解决型壳内腔的成形困难，可采用在压制蜡模时予以放陶瓷型芯或石英玻璃型芯的方法，这种型芯不仅制造工艺复杂，而且成本过高，不适应于一般工程铸件要求，另外这种型芯清砂也同样是较困难的。为此，有的采用了在蜡模中预放水玻璃树脂砂芯工艺，但其选用的水玻璃是高模数的，芯砂湿强度低，脱模困难，并难以存放，加之出模时必须有托板垫托，对不少特殊形状也无法成形，不能满足大批量蜡模生产的需要。

本发明的目的是提供一种对各类不同形状的复杂型壳内腔具有良好成型性的，并具有较好抗水性和较高中温强度，清砂容易的熔模铸造用砂芯的生产方法。

本发明的目的是这样实现的：将SiO₂含量为98%（重量%）以上的石英砂95-99份与粒度为200目的一级铝矾土1-4份干混均匀后加入1-5%（占耐火材料总重量%）聚乙烯糊用性树脂混合均匀，然后加入1-5%（占耐火材料总重量%）邻苯二甲酸二丁酯混碾均匀，再加入由低模数水玻璃和硅溶胶按3∶1组成的改性水玻璃6-8%（耐火材料总重量%）混碾均匀后组成水玻璃基聚氯乙烯树脂砂。用此砂制芯，通CO₂硬化后，取芯修整，经180-200℃烘干砂芯至深黄色，再经样板检查后砂芯外表面涂刷耐火涂料，其耐火涂料配方如下：

320目锆英粉    1000克

硅溶胶    700-900克

酚醛混合树脂    1-10克

有机膨润土    50-100克

羧甲基纤维素钠盐    5克

脂肪醇聚氧乙基醚    0.05-0.1%（占上述材料重量%）正辛醇    0.003-0.006%（占上述材料重量%）

涂刷完以上涂料后，自然风干，再经110-140℃烘干，修磨后存放24小时，即可投入蜡模生产。

本发明的优点及积极效果是：把熔模铸造和砂型铸造，水玻璃和有机热塑性树脂两类完全不同的工艺各取其长又熔合于一体，用于精铸生产。不仅解决了复杂内腔的铸造精度，而且解决了小回转 断面的涂料挂砂和浇注后的清砂困难。使铸件成品率可达85%以上。

本发明采用低模数水玻璃加入硅溶胶的改性水玻璃作为砂芯的粘结剂。当水玻璃用CO₂硬化时生成SiO₂胶体微粒和Na₂CO₃，并拌有脱水反应，使硅溶胶中的SiO₂粒子易于聚沉，在硬化后的砂芯内形成两种粒度不同SiO₂粒子间的互相锒嵌，成为致密的三维空间网络，提高了砂芯的抗水性和中温强度，由于低模数不玻璃中Na₂O含量高，增加了硅溶胶的稳定性，也提高了芯砂的存放性。

在改性水玻璃芯砂中加入聚氯乙烯热塑性树脂，可在砂粒之间，粉粒之间形成胶团网络，不仅提高了砂芯强度，增加了砂芯韧性，抗水性，而且在升温降解过程中分解出大量HCl，使水玻璃中的Na₂O被大量中和，加速了砂芯的硬化和促使砂芯硬化完全。为防止热塑性聚氯乙烯树脂在脱蜡温度下的热塑性而引起砂芯变形，加入了铝矾土来提高砂芯的湿强度。

随着聚氯乙烯树脂的热解生成大量HCl气和各种饱和及非饱和烃混合物气体，使砂芯产生出气毛细通道和焙烧后产生分布均匀的细孔隙。并随着焙烧温度的提高和保持此细孔隙率增加，从而提高了烧注后砂芯的渍散性，有利于清砂。

本发明的最佳实施例是：

1、实例铸件特征

熔模铸件名称    高压热动力式疏水阀阀体（Dg15-Dg50）

铸件材质 不锈钢EG₃Cr₁₃

铸件重量    0.74-4kg

铸件结构特点    外形为二斜交叉筒体，其外壁需铸出0.8毫米宽和高的字体和标记，内腔上部有断面尺寸8×8-10×20毫米的360°环形回转汽道，内腔下部为内大外小的斜孔。（如附图所示）

2、实例实施过程：

蜡模及型壳内腔分别由环形砂芯和斜砂芯组成。其芯砂配方为：

石英砂    （50/100目）96-99份