專利名稱：熔模鑄造中輔助制殼的型殼填充料及用該填充料填充型殼的方法
技術領域：
本發明屬于鑄造造型領域，具體的說，涉及一種熔模鑄造中輔助制殼的型殼填充料及用該填充料填充型殼的方法。
背景技術：
據了解，現有形成金屬鑄件的復雜的內部空腔的方法是在鑄型中設置型芯。熔模鑄造工藝適合于大批量生產具有復雜內腔的鑄件，因為可以通過設計復雜的帶抽芯的壓型模具來高效率的制造具有復雜內腔的蠟模。但是，在熔模鑄造中，制造出了具有復雜內腔的蠟模并不等于就能制造出具有復雜內腔的鑄件。當蠟模內腔比較狹窄時，往 往只涂掛(涂料和掛砂)了兩層，此處就只剩下了相對狹深的通道，此時繼續涂掛，涂料和掛砂往往會堵住狹口，而內腔卻得不到正常的涂掛。這種得不到正常涂掛的內腔中的型殼是不致密的，在后來的澆鑄過程中，往往由于這種制殼缺陷而導致鑄件內部的夾鐵缺陷，嚴重時甚至出現型殼跑火，導致整組的鑄件報廢。正是由于這個原因，在熔模鑄造中也不得不求助于預制的型芯來形成鑄件的內腔。但熔模鑄造采用預制型芯是代價高昂的首先，熔模鑄造型芯因為要承受與型殼一起的長時間焙燒，需要采用陶瓷芯，這種陶瓷芯的價格與普通砂型鑄造用的砂芯相比要高幾十倍以上；而且由于這種型芯難于從鑄件內腔清理，往往需要用化學清理工藝，這又導致鑄件的生產成本進一步提高。所以，在熔模鑄造中，不到萬不得已，是要盡量避免采用預制陶瓷型芯的。現有技術的缺點由于蠟模內腔狹窄，會造成涂料和砂堵住狹口，得不到正常涂掛，這些制殼缺陷會導致鑄件內部的夾鐵缺陷，嚴重時甚至會出現型殼跑火，導致整組的鑄件報廢；熔模鑄造采用預制型芯成本高。

發明內容
為解決以上技術問題，本發明的目的之一在于提供一種流動性好、能自行固化的熔模鑄造中輔助制殼的型殼填充料。本發明的目的之二在于提供一種能用熔模鑄造中輔助制殼的型殼填充料低成本地解決具有較狹窄內腔熔模鑄件的內腔夾鐵及澆鑄時型殼跑火的填充型殼的方法。本發明目的之一是這樣實現的一種熔模鑄造中輔助制殼的型殼填充料，其關鍵在于包括以下重量份數的組分磷酸二氫銨6 20份；石英和/或熔融石英58 83份；氧化鎂5 18份。上述填充料還含有磷酸二氫鎂，其重量份數為O. 3 8份。上述填充料還含有有機硅消泡劑，其重量份數為O. 002 O. 3份。
上述填充料按以下步驟制得先分別將所述磷酸二氫銨、氧化鎂、石英和/或熔融石英、有機硅消泡劑和磷酸二氫鎂磨細，石英和/或熔融石英的粗細達到100 200目，再按各組分的重量百分數加入到攪拌機中混合均勻即制備成填充料。本發明目的之二是這樣實現的一種用熔模鑄造中輔助制殼的型殼填充料填充型殼的方法，其關鍵在于包括以下工藝步驟(I)準備待填充的型殼把具有深而狹窄內部空腔的模組按正規制殼工藝涂掛I 3層，特殊情況下內腔很小的可只涂掛I層，內腔很大時也可以涂掛3層甚至更多層，如果是硅溶膠型殼，填充前應充分干燥以避免已涂掛層回濕；固化后晾干，吹去浮砂，然后將模組型殼待填充的孔口朝上放置；如果內腔是貫穿的，可以先用填充料加少量水調拌干泥堵住下口，上口朝上放置。(2)制備漿料制備漿料以填充料和水為原料，或以填充料和硅溶膠為原料，或以填充料、水和硅溶膠為原料，所述原料的重量份數分別為78 88份的填充料、12 22份的水或/和硅溶膠；將上述填充料與水或/和硅溶膠混合，然后人工攪拌I 2分鐘或用500 800轉/分的小型攪拌機攪拌O. 5 I分鐘，每次攪拌漿料添加的粉料重量為IOOg 300g。(3)澆灌漿料填充型殼向型殼中澆灌填充所述漿料時，順著孔的邊緣細流慢澆，避免漿料完全堵住孔口，避免內腔憋氣，如果內腔憋有氣體，就不能達到防止鑄件夾鐵缺陷的目的；對于非常難填充的狹窄孔口，則用大孔徑塑料注射器加細軟管注射填充。(4)固化干燥后繼續涂掛型殼填充以后固化干燥I 2小時，然后繼續涂掛。對于硅溶膠型殼，則需多干燥I 3小時。有益效果本發明為熔模鑄造中輔助制殼的型殼填充料及用該填充料填充型殼的方法，不僅能低成本地解決鑄件內腔夾鐵及澆鑄時型殼跑火的問題，縮短帶盲孔硅溶膠型殼的制殼周期，而且所得型殼填充料還具有流動性和填充性能好、能自行固化等特點。
具體實施例方式實施例I :一種熔模鑄造中輔助制殼的型殼填充料及用該填充料填充型殼的方法，選擇熔模鑄造娃溶膠制殼工藝制造轉向閥體為例，其步驟如下(一 )制備填充料備用該填充料包括以下重量份數的組分磷酸二氫銨12份；熔融石英78· 496份；氧化鎂9份；磷酸二氫鎂0· 5份；有機硅消泡劑0· 004份。
先將所述磷酸二氫銨、氧化鎂、熔融石英、有機硅消泡劑和磷酸二氫鎂磨細，熔融石英的顆粒粗細達到100目，再按各組分的重量百分數加入到攪拌機中混合均勻即制備成填充料，制備好的填充料密封防潮保存并備用。( 二 )填充型殼 熔模鑄造硅溶膠制殼工藝制造轉向閥體，材質為HT200灰口鑄鐵，結構特點在于轉向閥體為塊狀結構，有2個Φ 10mm、深度分別為為50mm和75mm的通孔,有一個Φ 12mm總深度為IOOmm的90°彎孔。該件的幾個孔的內腔難于用常規熔模鑄造的涂掛方式制殼，鑄件內腔極易產生夾鐵缺陷，廢品率很高；而且孔內涂掛的第3層、第4層需要幾天時間才能干燥，制殼效率很低。其具體填充操作為(I)準備待填充的型殼按正規硅溶膠工藝制殼，型殼先涂掛兩層；第2層干燥后，吹去孔中的浮砂；放置模組型殼讓孔的出口向上；用填充料和少量水調拌成干泥，用干泥糊住孔的下口，糊完后放置O. 5小時待澆灌填充。(2)制備漿料制備漿料以填充料和水為原料，或以填充料和硅溶膠為原料，或以填充料、水和硅溶膠為原料，所述原料的重量份數分別為79份的填充料、21份的水或/和硅溶膠；將上述填充料與水或/和硅溶膠混合，每次攪拌漿料添加的粉料重量為200g，然后人工攪拌2分鐘即可形成符合流動性要求的漿料。(3)澆灌漿料填充型殼向型殼中澆灌填充所述漿料時，順著孔的邊緣細流慢澆，避免漿料完全堵住孔口，避免內腔憋氣。(4)固化干燥后繼續涂掛型殼填充以后固化干燥2小時，然后按正常硅溶膠制殼工藝，涂掛剩余的3層半。(5)實施效果隨后模組型殼經正常的蒸汽脫蠟、型殼焙燒、熔煉澆鑄、脫殼和清理，得到鑄件；鑄件內腔夾鐵的比例低于10% ;制殼周期縮短了 2天半；一批試生產了合格鑄件25件。實施例2 一種熔模鑄造中輔助制殼的型殼填充料及用該填充料填充型殼的方法，選擇熔模鑄造水玻璃制殼工藝制造工業鍋爐用的噴嘴鑄件為例，其步驟如下(一 )制備填充料備用該填充料包括以下重量份數的組分磷酸二氫銨18份；熔融石英44· 85份；石英20；氧化鎂12份；磷酸二氫鎂5份；有機硅消泡劑0· 15份。先將所述磷酸二氫銨、氧化鎂、石英和熔融石英、有機硅消泡劑和磷酸二氫鎂磨細，石英和熔融石英的顆粒粗細達到100目，再按各組分的重量百分數加入到攪拌機中混合均勻即制備成填充料，制備好的填充料密封防潮保存并備用。(二)填充型殼熔模鑄造水玻璃制殼工藝制造工業鍋爐用的噴嘴鑄件，其材質為ZGCr25Ni20高鎳鉻耐熱鋼，結構特點在于噴口為7 8毫米厚的狹縫，此狹縫既長又深、內部兩側為平面，鑄造時往往因鑄件的狹縫內表面鼓包、內腔夾鐵而又無法打磨清理而導致報廢，因而對內腔型殼的質量要求非常高。 其具體填充操作為(I)準備待填充的型殼按正規的水玻璃工藝制殼，型殼先涂掛兩層，為防止空腔的剩余間隙太小，兩層都掛較細的100目石英砂；固化后晾干，吹去浮砂。放置模組型殼讓噴嘴出口向上；用填充料和少量水調拌成干泥，用干泥糊住狹縫的下口，糊完后放置O. 5小時待澆灌填充。(2)制備漿料制備漿料以填充料和水為原料，或以填充料和硅溶膠為原料，或以填充料、水和硅溶膠為原料，所述原料的重量份數分別為83份的填充料、17份的水或/和硅溶膠；將上述填充料與水或/和硅溶膠混合，每次攪拌漿料添加的粉料重量為200g，然后人工攪拌2分鐘即可形成符合流動性要求的漿料。(3)澆灌漿料填充型殼向型殼中澆灌填充所述漿料時，順著狹縫的邊緣細流慢澆，避免漿料完全堵住狹縫口，避免內腔憋氣。(4)固化干燥后繼續涂掛型殼填充以后固化干燥2小時，然后按正常水玻璃制殼工藝，涂掛剩余的4層。(5)實施效果隨后模組型殼經正常的熱水脫蠟、型殼焙燒、熔煉澆鑄、脫殼和清理，得到鑄件；澆鑄時無一例型殼跑火，鑄件內腔夾鐵鼓包的比例低于5% ;—批生產了合格鑄件103件。實施例3 一種熔模鑄造中輔助制殼的型殼填充料及用該填充料填充型殼的方法，選擇熔模鑄造水玻璃制殼工藝制造槽塊鑄件為例，其步驟如下(一 )制備填充料，備用該填充料包括以下重量份數的組分磷酸二氫銨6· 5份；石英80·42 份；氧化鎂6份；磷酸二氫鎂7份；有機硅消泡劑0· 08份。先將所述磷酸二氫銨、氧化鎂、石英、有機硅消泡劑和磷酸二氫鎂磨細，石英的顆粒粗細達到200目，再按各組分的重量百分數加入到攪拌機中混合均勻即制備成填充料，制備好的填充料密封防潮保存并備用。( 二 )填充型殼熔模鑄造水玻璃制殼工藝制造槽塊鑄件，其材質為ZG45碳素鑄鋼，主體結構為厚板狀，帶有多個寬度為15mm的深槽。此深槽內很難靠正常的涂掛形成健全的型殼，鑄造時往往因部分槽內出現夾鐵缺陷又難于打磨清理而導致報廢。其具體填充操作為(I)準備待填充的型殼按正規的水玻璃工藝制殼，型殼先涂掛3層，為防止空腔的剩余間隙太小，前兩層都掛較細的100目鋯英砂；第三層掛相對較細的40/70目石英砂；固化后晾干，吹去浮砂，放置模組型殼讓槽口向上。(2)制備漿料制備漿料以填充料和水為原料，或以填充料和硅溶膠為原料，或以填充料、水和硅溶膠為原料，所述原料的重量份數分別為86份的填充料、14份的水或/和硅溶膠；將上述填充料與水或/和硅溶膠混合，每次攪拌漿料添加的粉料重量為300g，然后人工攪拌2分鐘即可形成符合流動性要求的漿料。
(3)澆灌漿料填充型殼向型殼中澆灌填充所述漿料時，順著深槽的邊緣細流慢澆，避免漿料完全堵住槽口，避免內腔憋氣。(4)固化干燥后繼續涂掛型殼填充以后固化干燥2小時，然后按正常水玻璃制殼工藝，涂掛剩余的3層半。(5)實施效果隨后模組型殼經正常的熱水脫蠟、型殼焙燒、熔煉澆鑄、脫殼和清理，得到鑄件；鑄件槽內夾鐵的比例低于10% ;—批生產了合格鑄件525件。實施例3 一種熔模鑄造中輔助制殼的型殼填充料及用該填充料填充型殼的方法，選擇熔模鑄造水玻璃制殼工藝制造蝶閥閥體鑄件為例，其步驟如下(一 )制備填充料，備用該填充料包括以下重量份數的組分磷酸二氫銨9份；熔融石英27. 48份石英45份；氧化鎂16份；磷酸二氫鎂2.5份；有機硅消泡劑0· 02份。先將所述磷酸二氫銨、氧化鎂、石英和熔融石英、有機硅消泡劑和磷酸二氫鎂磨細，石英和熔融石英的顆粒粗細達到200目，再按各組分的重量百分數加入到攪拌機中混合均勻即制備成填充料，制備好的填充料密封防潮保存并備用。(二)填充型殼熔模鑄造水玻璃制殼工藝制造蝶閥閥體鑄件，其材質為球墨鑄鐵，結構的鑄造難度在于在鑄件厚壁處有一個Φ40Χ240πιπι的深孔。此深孔內很難靠正常的涂掛形成健全的型殼，鑄造時往往因在孔內出現夾鐵缺陷和鑄件內表面突出，難于打磨清理而導致報廢。其具體填充操作為(I)準備待填充的型殼按正規的水玻璃工藝制殼，型殼先正常涂掛3層；固化后晾干，吹去浮砂。
放置模組型殼讓孔口向；用填充料和少量水調拌成干泥，用干泥糊住孔的下口，糊完后放置15分鐘待澆灌填充。(2)制備漿料制備漿料以填充料和水為原料，或以填充料和硅溶膠為原料，或以填充料、水和硅溶膠為原料，所述原料的重量份數分別為86份的填充料、14份的水或/和硅溶膠；將上述填充料與水或/和硅溶膠混合，每次攪拌漿料添加的粉料重量為260g，然后人工攪拌2分鐘即可形成符合流動性要求的漿料。(3)澆灌漿料填充型殼向型殼中澆灌填充所述漿料時，順著深槽的邊緣細流慢澆，避免漿料完全堵住槽口，澆灌后用薄片插幾下避免內腔憋氣。(4)固化干燥后繼續涂掛型殼填充以后固化干燥2小時，然后按正常水玻璃制殼工藝，涂掛剩余的4層半。(5)實施效果隨后模組型殼經正常的熱水脫蠟、型殼焙燒、熔煉澆鑄、脫殼和清理，得到鑄件。澆鑄時無一例跑火。鑄件孔內夾鐵和鼓包的比例低于10%。一批生產了合格鑄件132件。實施例5:一種熔模鑄造中輔助制殼的型殼填充料及用該填充料填充型殼的方法，選擇熔模鑄造娃溶膠制殼工藝制造轉向閥體為例，其步驟如下(一)制備填充料備用該填充料包括以下重量份數的組分磷酸二氫銨6份；熔融石英83份；氧化鎂5份；磷酸二氫鎂0. 3份；有機硅消泡劑0. 002份。先將所述磷酸二氫銨、氧化鎂、熔融石英、有機硅消泡劑和磷酸二氫鎂磨細，熔融石英的顆粒粗細達到200目，再按各組分的重量百分數加入到攪拌機中混合均勻即制備成填充料，制備好的填充料密封防潮保存并備用。(二)填充型殼熔模鑄造硅溶膠制殼工藝制造轉向閥體，材質為HT200灰口鑄鐵，結構特點在于轉向閥體為塊狀結構，有2個Φ 10mm、深度分別為為50mm和75mm的通孔,有一個Φ 12mm總深度為IOOmm的90°彎孔。該件的幾個孔的內腔難于用常規熔模鑄造的涂掛方式制殼，鑄件內腔極易產生夾鐵缺陷，廢品率很高；而且孔內涂掛的第3層、第4層需要幾天時間才能干燥，制殼效率很低。其具體填充操作為(I)準備待填充的型殼按正規硅溶膠工藝制殼，型殼先涂掛兩層；第2層干燥后，吹去孔中的浮砂；放置模組型殼讓孔的出口向上；用填充料和少量水調拌成干泥，用干泥糊住孔的下口，糊完后放置O. 5小時待澆灌填充。(2)制備漿料制備漿料以填充料和水為原料，或以填充料和硅溶膠為原料，或以填充料、水和硅溶膠為原料，所述原料的重量份數分別為78份的填充料、22份的水或/和硅溶膠；將上述填充料與水或/和硅溶膠混合，每次攪拌漿料添加的粉料重量為200g，然后人工攪拌2分鐘即可形成符合流動性要求的漿料。(3)澆灌漿料填充型殼向型殼中澆灌填充所述漿料時，順著孔的邊緣細流慢澆，避免漿料完全堵住孔口，避免內腔憋氣。(4)固化干燥后繼續涂掛型殼填充以后固化干燥2小時，然后按正常硅溶膠制殼工藝，涂掛剩余的3層半。(5)實施效果
隨后模組型殼經正常的蒸汽脫蠟、型殼焙燒、熔煉澆鑄、脫殼和清理，得到鑄件；鑄件內腔夾鐵的比例低于10% ;制殼周期縮短了 2天半；一批試生產了合格鑄件65件。
權利要求
1.一種熔模鑄造中輔助制殼的型殼填充料，其特征在于包括以下重量份數的組分 磷酸二氫銨6 20份； 石英和/或熔融石英58 83份； 氧化鎂5 18份。
2.根據權利要求I所述熔模鑄造中輔助制殼的型殼填充料，其特征在于所述填充料還含有磷酸二氫鎂，其重量份數為O. 3 8份。
3.根據權利要求I或2所述熔模鑄造中輔助制殼的型殼填充料，其特征在于所述填充料還含有粉狀的有機硅消泡劑，其重量份數為O. 002 O. 3份。
4.根據權利要求3所述熔模鑄造中輔助制殼的型殼填充料，其特征在于所述填充料按以下步驟制得先將所述磷酸二氫銨、氧化鎂、石英和/或熔融石英、有機硅消泡劑和磷酸二氫鎂磨細，石英和/或熔融石英的顆粒粗細達到100 200目，然后按各組分的重量百分數加入到攪拌機中混合均勻即制備成填充料。
5.一種用權利要求I或2或4所述熔模鑄造中輔助制殼的型殼填充料填充型殼的方法，其特征在于包括以下工藝步驟 (1)準備待填充的型殼 把具有深而狹窄內部空腔的模組按正規制殼工藝涂掛I 3層，固化后晾干，吹去浮砂，然后將模組型殼待填充的孔口朝上放置； (2)制備漿料 制備漿料以填充料和水為原料，或以填充料和硅溶膠為原料，或以填充料、水和硅溶膠為原料，所述原料的重量份數分別為78 88份的填充料、12 22份的水或/和硅溶膠；將上述填充料與水或/和硅溶膠混合，然后人工攪拌I 2分鐘或用500 800轉/分的小型攪拌機攪拌O. 5 I分鐘，每次攪拌漿料添加的粉料重量為IOOg 300g ； (3)澆灌漿料填充型殼 向型殼中澆灌填充所述漿料時，順著孔的邊緣細流慢澆，避免漿料完全堵住孔口，避免內腔憋氣； (4)固化干燥后繼續涂掛 型殼填充以后固化干燥I 2小時，然后繼續涂掛。
6.根據權利要求5所述熔模鑄造中輔助制殼的型殼填充料填充型殼的方法，其特征在于所述填充料還含有磷酸二氫鎂，其重量份數為O. 3 8份。
7.根據權利要求5或6所述熔模鑄造中輔助制殼的型殼填充料填充型殼的方法，其特征在于所述填充料還含有有機硅消泡劑，其重量份數為O. 002 O. 3份。
8.根據權利要求7所述熔模鑄造中輔助制殼的型殼填充料填充型殼的方法，其特征在于所述填充料按以下步驟制得先分別將所述磷酸二氫銨、氧化鎂、有機硅消泡劑、磷酸二氫鎂磨細，石英和/或熔融石英的顆粒粗細達到100 200目，然后按各組分的重量百分數加入到攪拌機中混合均勻即制備成填充料。
全文摘要
本發明提供了一種熔模鑄造中輔助制殼的型殼填充料及用該填充料填充型殼的方法，其關鍵在于所述型殼填充料包括以下重量份數的組分磷酸二氫銨6～20份；石英和/或熔融石英58～83份；氧化鎂5～18份；磷酸二氫鎂0.3～8份；有機硅消泡劑0.002～0.3份，然后將所述型殼填充料通過準備待填充的型殼、制備漿料、澆灌漿料填充型殼和固化干燥后繼續涂掛等操作填充型殼。本發明為熔模鑄造中輔助制殼的型殼填充料及用該填充料填充型殼的方法，不僅能低成本地解決鑄件內腔夾鐵及澆鑄時型殼跑火的問題，縮短帶盲孔硅溶膠型殼的制殼周期，而且所得型殼填充料還具有流動性和填充性能好、能自行固化等特點。
文檔編號B22C3/00GK102935488SQ20121046704
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月19日 優先權日2012年11月19日
發明者王世全, 閔小俊, 李從文 申請人:重慶精芯通鑄造材料有限公司