阻燃陶瓷型壳的制备工艺的制作方法
【专利说明】阻燃陶瓷型壳的制备工艺
[0001]
技术领域
[0002]本发明属于铸造技术领域，具体涉及一种阻燃陶瓷型壳的制备工艺。
[0003]
【背景技术】
[0004]熔模铸造是目前国际上较为先进的铸造工艺之一。在镁合金铸造的整个发展历程中，适合于砂型铸造的镁合金也同样适合于熔模铸造。但是镁合金熔模铸型材料和粘结材料存在大量的氧化物，使得镁与熔模陶瓷型壳之间存在高活性反应，从而大大地限制了镁合金熔模铸造的应用。生产镁合金薄壁件时，需要预热铸型以便镁液填充薄壁部位，然而预热温度和浇注温度过高将促进镁合金与铸型间的反应，恶化铸件的表面质量，影响镁合金的成型性能。所以，目前镁合金熔模铸造厂家很少，随着镁合金零部件需求的不断增加，力口上人们对此有了更深、更多的了解后，在未来其数量必会有所增长。
[0005]
【发明内容】
[0006]为了克服现有技术领域存在的上述技术问题，本发明的目的在于，提供一种阻燃陶瓷型壳的制备工艺。与常规熔模铸造工艺相比，制壳的关键之处在于往面层涂料中添加碳粉、硫铁矿粉、硼酸阻燃剂，在浇注时阻燃剂对镁合金熔体起到保护作用，阻止熔体与型壳发生化学反应，进而阻止熔模铸件自身发生氧化燃烧反应。其中，碳粉、硼酸是从市场上购买来的工业用品，而硫铁矿粉则是通过硫铁矿石破碎研磨成粉制得。
[0007]本发明提供的一种阻燃陶瓷型壳的制备工艺，包括以下步骤:
1.阻燃剂制取一配制涂料、硬化剂，准备用砂；
2.设计制造压型一压制蜡模一修模、组蜡、脱脂；
3.挂涂料、撒砂、硬化、干燥；(重复数次)
4.脱蜡一型壳烘烤、焙烧；
5.脱蜡后产生的模料进行回收处理，通过配制模料之后压制成蜡模或压制浇口之后修模、组腊、脱脂。
[0008]本发明提供的一种阻燃陶瓷型壳的制备工艺，其有益效果在于，
1.本涂料具有良好的悬浮性，触变性和流平性。在刷涂或喷涂时，涂料不流淌，厚度均匀；
2.涂料的粘度优良，耐磨性和附着性良好。
[0009]3.涂层附着性(涂敷性)较好，涂料能牢固的粘附在塑料薄膜上形成致密的涂层。
【具体实施方式】
[0010]下面结合一个实施例，对本发明提供的一种阻燃陶瓷型壳的制备工艺进行详细的说明。
实施例
[0011]本实施例的一种阻燃陶瓷型壳的制备工艺，包括以下步骤:
I)熔模制作:采用低温模料，其中石蜡和硬脂酸重量比各占50%，配制时，采用电热水浴式熔化装置，具体操作步骤为:①按比例称取石蜡与硬脂酸；②将石蜡和硬脂酸放入干净的水浴式不锈钢或铝制坩埚内，通电熔化待模料熔化后，搅拌均匀，模料最高温度应控制在90°C左右；④用100?140目筛过滤熔融的模料，去除杂质；?将过滤的模料浇成锭块，然后磨成蜡粉；⑥将蜡粉加入熔融的模料中调成糊状模料待用。
[0012]2)涂料挂壳:采用硅酸乙酯粘结剂做面层(1、2层)涂料，而加固层(3-6层)则采用水玻璃做粘结剂，型壳制造过程包括涂挂涂料、撒砂、硬化与干燥等步骤。
[0013]a.采用硅酸乙酯32 (Si02含量为32%)、浓度为36%的盐酸、比重为2.8g/cm3的酒精和水，配制成Si02含量为18%、HC1含量为0.3%、模数为0.25的水解液。水解时，将水和盐酸倒入酒精溶剂中，搅拌I?2分钟，然后在不断搅拌下将硅酸乙酯32慢慢注入水解液中。由于水解是放热反应，操作中应控制硅酸乙酯32的注入速度，并把水解反应温度控制在42?52°C。当硅酸乙酯全部加完，继续搅拌直至水解液温度接近室温为止。水解液在使用前须在室温下密封保存一段时间，使水解一缩聚反应继续进行，一般隔天才用它来配制涂料。
[0014]b.硅酸乙酯耐火涂料配制前，先根据涂料配比称取硅酸乙酯水解液、刚玉粉、阻燃剂(碳粉、硫铁矿粉、硼酸)，再用搅拌机不断搅拌水解液，逐渐加入刚玉粉和阻燃剂，待全部加完后再继续搅拌半小时。搅拌初期涂料粘度很高，以后逐渐下降，最后粘度趋于稳定。冷却至室温，并检查粘度是否合格。配制时需加入0.1?0.3%表面活性剂，同时加入一定量的正新醇(C8H170H)消泡剂去除表面层涂料中的气泡。
[0015]c.水玻璃耐火涂料配制方法:先称取一定重量的、模数符合要求的水玻璃，加水搅拌调整至规定的比重；再根据铝矾土粉和水玻璃的配比，逐步加入干燥的铝矾土粉，用搅拌机进行充分搅拌均匀。搅拌时伴有温度升高现象，需间歇式搅拌并静置冷却涂料。涂料制备好后，加盖存放，静置一定的时间(至少4小时)，使耐火粉料颗粒与粘结剂充分润湿，增大分散性。添加0.03%的正新醇起消泡作用。使用前还应将涂料搅拌均匀并测试粘度，如发现粘度过于增大时，则可补加低比重(d=l.28)的水玻璃进行稀释。
[0016]3)型壳脱蜡:型壳制备好后需停放6?8小时，使其进一步干燥、硬化，方可进行脱蜡。由于模料的熔点为50?51°C，适宜采用热水脱蜡。脱蜡时，先把浇口顶端的涂料层及浮砂清除掉，然后把型壳放入90?98°C热水中慢煮，脱蜡时间15?20分钟。型壳脱完蜡后，取出并用热水冲洗型腔，去除残余蜡料及粘附在型壳内表面上的皂化物，最后将浇口朝下倒立令其自然干燥。
[0017]4)型壳焙烧:硅酸乙酯、水玻璃粘结剂制成的复合熔模型壳，在室温下进炉，快速升温至最高焙烧温度880?920°C，保温I?2小时，最后炉冷至100°C以下方可取出冷却待用。
【主权项】
1.一种阻燃陶瓷型壳的制备工艺，其特征在于:包括以下步骤:(一)熔模制作:采用低温模料，其中石蜡和硬脂酸重量比各占50%，配制时，采用电热水浴式熔化装置，具体操作步骤为:①按比例称取石蜡与硬脂酸；②将石蜡和硬脂酸放入干净的水浴式不锈钢或铝制坩埚内，通电熔化待模料熔化后，搅拌均匀，模料最高温度应控制在90°C左右；④用100?140目筛过滤熔融的模料，去除杂质；⑤将过滤的模料浇成锭块,然后磨成蜡粉；?将蜡粉加入熔融的模料中调成糊状模料待用；(二)涂料挂壳:采用硅酸乙酯粘结剂做面层(1、2层)涂料，而加固层(3-6层)则采用水玻璃做粘结剂，型壳制造过程包括涂挂涂料、撒砂、硬化与干燥等步骤；a.采用硅酸乙酯32(Si02含量为32%)、浓度为36%的盐酸、比重为.2.8g/cm3的酒精和水，配制成Si02含量为18%、HC1含量为0.3%、模数为0.25的水解液，水解时，将水和盐酸倒入酒精溶剂中，搅拌I?2分钟，然后在不断搅拌下将硅酸乙酯32慢慢注入水解液中，由于水解是放热反应，操作中应控制硅酸乙酯32的注入速度，并把水解反应温度控制在42?52°C，当硅酸乙酯全部加完，继续搅拌直至水解液温度接近室温为止，水解液在使用前须在室温下密封保存一段时间，使水解一缩聚反应继续进行，一般隔天才用它来配制涂料；b.硅酸乙酯耐火涂料配制前，先根据涂料配比称取硅酸乙酯水解液、刚玉粉、阻燃剂(碳粉、硫铁矿粉、硼酸)，再用搅拌机不断搅拌水解液，逐渐加入刚玉粉和阻燃齐U，待全部加完后再继续搅拌半小时，搅拌初期涂料粘度很高，以后逐渐下降，最后粘度趋于稳定,冷却至室温,并检查粘度是否合格,配制时需加入0.1?0.3%表面活性剂，同时加入一定量的正新醇(C8H170H)消泡剂去除表面层涂料中的气泡；c.水玻璃耐火涂料配制方法:先称取一定重量的、模数符合要求的水玻璃，加水搅拌调整至规定的比重；再根据铝矾土粉和水玻璃的配比，逐步加入干燥的铝矾土粉，用搅拌机进行充分搅拌均匀，搅拌时伴有温度升高现象，需间歇式搅拌并静置冷却涂料，涂料制备好后，加盖存放，静置一定的时间(至少4小时)，使耐火粉料颗粒与粘结剂充分润湿，增大分散性，添加0.03%的正新醇起消泡作用，使用前还应将涂料搅拌均匀并测试粘度，如发现粘度过于增大时，则可补加低比重(d=l.28)的水玻璃进行稀释；(三)型壳脱蜡:型壳制备好后需停放6?8小时，使其进一步干燥、硬化，方可进行脱蜡，由于模料的熔点为50?51°C，适宜采用热水脱蜡，脱蜡时，先把浇口顶端的涂料层及浮砂清除掉，然后把型壳放入90?98°C热水中慢煮，脱蜡时间15?20分钟，型壳脱完蜡后，取出并用热水冲洗型腔，去除残余蜡料及粘附在型壳内表面上的皂化物，最后将浇口朝下倒立令其自然干燥；(四)型壳焙烧:硅酸乙酯、水玻璃粘结剂制成的复合熔模型壳，在室温下进炉，快速升温至最高焙烧温度880?920°C，保温I?2小时，最后炉冷至100°C以下方可取出冷却待用。
【专利摘要】本发明公开了一种阻燃陶瓷型壳的制备工艺。与常规熔模铸造工艺相比，制壳的关键之处在于往面层涂料中添加碳粉、硫铁矿粉、硼酸阻燃剂，在浇注时阻燃剂对镁合金熔体起到保护作用，阻止熔体与型壳发生化学反应，进而阻止熔模铸件自身发生氧化燃烧反应。其中，碳粉、硼酸是从市场上购买来的工业用品，而硫铁矿粉则是通过硫铁矿石破碎研磨成粉制得。
【IPC分类】B22C9-04, B22C3-00
【公开号】CN104550672
【申请号】CN201310493364
【发明人】于永健
【申请人】青岛五洋铸机有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月21日