硅溶胶精密铸造型壳改性氧化硅粉及制备、烧结成型工艺的制作方法

本发明涉及铸造型壳技术领域，具体涉及一种硅溶胶精密铸造型壳改性氧化硅粉及其制备工艺和烧结成型工艺。

背景技术：

硅溶胶精密铸造型壳被全球精密铸造领域公认为生产精密铸造件的最佳工艺方案，其主要特点包括铸件表面质量高、返修率低、废品率低、品质稳定性好、材质适用性广等。

我国自二十世纪九十年代引进了“中温蜡-硅溶胶”铸造型壳工艺，目前已经在多家精密铸造厂家广泛应用。但是现有技术中，硅溶胶精密铸造型壳工艺成本高、生产周期长、脱壳性差，这三大缺点是硅溶胶精密铸造型壳工艺至今无法在我国全面取代水玻璃和复合型壳的主要原因，无法满足本领域的生产要求。另外，将硅溶胶精密铸造型壳应用到各类阀门铸件上时，现有技术中硅溶胶精密铸造型壳的显气孔率和强度都存在改进的空间，无法满足本领域的产品质量要求。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种硅溶胶精密铸造型壳改性氧化硅粉及其制备工艺和烧结成型工艺，所要解决的技术问题包括如何改进硅溶胶精密铸造型壳的显气孔率和强度，改善脱壳性。

本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种硅溶胶精密铸造型壳改性氧化硅粉，包括：10％-35％重量份的改性氧化硅粉中间料，25％-55％重量份的氧化硅粉体，9％-10％重量份的锆英砂，5％-15％重量份的矿化剂，2％-4％重量份的铝粉，10％-20％重量份的增塑剂，和2％-3％的分散剂；其中，所述的改性氧化硅粉中间料通过以下改性工艺获得：

将氧化硅粉体颗粒加入耐高温金属氧化物溶胶中，在55℃下，采用磁力搅拌，溶胶浴反应2h，得到溶胶浴后的氧化硅粉体颗粒；将溶胶浴后的氧化硅粉体颗粒置于100℃烘干，烘干后，置于球磨机中进行球磨处理，得到一次球磨后的改性氧化硅粉；

按照上述改性工艺重复3次以上进行改性柔化，得到改性氧化硅粉中间料。

优选地，所述的耐高温金属氧化物溶胶，为以耐高温氧化钇为固体成分的耐高温金属氧化物溶胶。

所述的以耐高温氧化钇为固体成分的耐高温金属氧化物溶胶中，耐高温氧化钇的固含量为30wt.％。

所述的耐高温氧化钇的粒径为30nm。

所述的耐高温氧化钇溶胶的ph为7。

所述的耐高温氧化钇溶胶的杂质总质量百分比＜0.01％。

本发明还提供一种硅溶胶精密铸造型壳改性氧化硅粉的制备工艺，包括以下步骤：

第一、改性工艺：将氧化硅粉体颗粒加入耐高温金属氧化物溶胶中，在55℃下，采用磁力搅拌，溶胶浴反应2h，得到溶胶浴后的氧化硅粉体颗粒；将溶胶浴后的氧化硅粉体颗粒置于100℃烘干，烘干后，置于球磨机中进行球磨处理，得到一次球磨后的改性氧化硅粉；按照上述改性工艺重复3次以上进行改性柔化，得到改性氧化硅粉中间料；

第二、融合工艺：将10％-35％重量份的改性氧化硅粉中间料，25％-55％重量份的氧化硅粉体，9％-10％重量份的锆英砂，5％-15％重量份的矿化剂，2％-4％重量份的铝粉，10％-20％重量份的增塑剂，和2％-3％的分散剂进行融合，得到浆料，用于进行制壳作业。

本发明还提供一种硅溶胶精密铸造型壳改性氧化硅粉的烧结成型工艺，包括以下步骤：

采用融合工艺中得到的浆料制备型壳，对制备好的型壳进行干燥，脱蜡，然后在浇铸前进行烧结，烧结温度为1350℃，烧结时间为2-3h，得到能够用于浇铸的型壳。

有益效果

与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用本发明所述的硅溶胶精密铸造型壳改性氧化硅粉，型壳显气孔率为22.37％，进行高温试验，在1540℃时，强度可到达23mpa以上，浇铸完成后，脱壳无需过强震动即可脱壳。本发明所述的硅溶胶精密铸造型壳改性氧化硅粉及其制备工艺，可以在各类阀门铸件上为申请人所在公司新增销售收入200万元左右，年新增利润55万元，年新增纳税50万元左右，提高了生产效率，降低了成本，确保了产品质量，同时具有节能降耗功能。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的具体实施方式一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1是本发明所述硅溶胶精密铸造型壳改性氧化硅粉的制备、烧结成型工艺的流程框图。

具体实施方式

在下文中更详细地描述了本发明以有助于对本发明的理解。

本发明所述的硅溶胶精密铸造型壳改性氧化硅粉包括：10％-35％重量份的改性氧化硅粉中间料，25％-55％重量份的氧化硅粉体，9％-10％重量份的锆英砂，5％-15％重量份的矿化剂，2％-4％重量份的铝粉，10％-20％重量份的增塑剂，和2％-3％的分散剂；其中，所述的改性氧化硅粉中间料通过以下改性工艺获得：(改性氧化硅粉中间料是为了和题目中的改性氧化硅粉区分)

将氧化硅粉体颗粒加入耐高温金属氧化物溶胶中，在55℃下，采用磁力搅拌，溶胶浴反应2h，得到溶胶浴后的氧化硅粉体颗粒；将溶胶浴后的氧化硅粉体颗粒置于100℃烘干，烘干后，置于球磨机中进行球磨处理，得到一次球磨后的改性氧化硅粉；

按照上述改性工艺重复3次以上进行改性柔化，得到改性氧化硅粉中间料。

优选地，所述的耐高温金属氧化物溶胶，为以耐高温氧化钇为固体成分的耐高温金属氧化物溶胶。

所述的以耐高温氧化钇为固体成分的耐高温金属氧化物溶胶中，耐高温氧化钇的固含量为30wt.％。

所述的耐高温氧化钇的粒径为30nm。

所述的耐高温氧化钇溶胶的ph为7。

所述的耐高温氧化钇溶胶的杂质总质量百分比＜0.01％。

如图1所示，本发明还提供一种硅溶胶精密铸造型壳改性氧化硅粉的制备工艺，包括以下步骤：

第一、改性工艺：将氧化硅粉体颗粒加入耐高温金属氧化物溶胶中，在55℃下，采用磁力搅拌，溶胶浴反应2h，得到溶胶浴后的氧化硅粉体颗粒；将溶胶浴后的氧化硅粉体颗粒置于100℃烘干，烘干后，置于球磨机中进行球磨处理，得到一次球磨后的改性氧化硅粉；按照上述改性工艺重复3次以上进行改性柔化，得到改性氧化硅粉中间料；

第二、融合工艺：将10％-35％重量份的改性氧化硅粉中间料，25％-55％重量份的氧化硅粉体，9％-10％重量份的锆英砂，5％-15％重量份的矿化剂，2％-4％重量份的铝粉，10％-20％重量份的增塑剂，和2％-3％的分散剂进行融合，得到浆料，用于进行制壳作业。

如图1所示，本发明还提供一种硅溶胶精密铸造型壳改性氧化硅粉的烧结成型工艺，包括以下步骤：

采用融合工艺中得到的浆料制备型壳，对制备好的型壳进行干燥，脱蜡，然后在浇铸前进行烧结，烧结温度为1350℃，烧结时间为2-3h，得到能够用于浇铸的型壳。

实施方式一：

本实施方式中，将10％重量份的改性氧化硅粉中间料，55％重量份的氧化硅粉体，10％重量份的锆英砂，5％重量份的矿化剂，4％重量份的铝粉，13％重量份的增塑剂，和3％的分散剂进行融合，得到浆料，用于进行制壳作业。

实施方式二：

本实施方式中，将35％重量份的改性氧化硅粉中间料，25％重量份的氧化硅粉体，9％重量份的锆英砂，15％重量份的矿化剂，2％重量份的铝粉，12％重量份的增塑剂，和2％的分散剂进行融合，得到浆料，用于进行制壳作业。

实施方式三：

本实施方式中，将20％重量份的改性氧化硅粉中间料，40％重量份的氧化硅粉体，10％重量份的锆英砂，10％重量份的矿化剂，3％重量份的铝粉，15％重量份的增塑剂，和2％的分散剂进行融合，得到浆料，用于进行制壳作业。

以上描述了本发明优选实施方式，然其并非用以限定本发明。本领域技术人员对在此公开的实施方案可进行并不偏离本发明范畴和精神的改进和变化。