一种环保铸造材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于金属熔模精密铸造技术领域，尤其是涉及一种环保铸造材料的制备方法。
【背景技术】
[0002]模精密铸造是一种先进的铸造成形工艺，多用于实现复杂、薄壁、精密铸件成形，在精密首饰、航空发动机以及其他精密成型件方面具有巨大的优势，传统的熔模精密铸造工艺是用易熔的材料(如蜡料)制成可熔性模型(简称熔模)，在其上涂覆若干层特制的耐火涂料，经过干燥和硬化形成一个整体模组，再从模组中熔失熔模从而获得中空的模壳，然后将模壳进行高温烧结，最后在其中浇注熔融的金属而得到的铸件的方法。目前在熔模精密铸造的生产过程中，多用陶瓷砂，铸造结束后打碎的模壳存在着型砂回收困难，对环境污染大的问题，因此，寻找一种高性能、环保的模壳制备方法非常有必要。
【发明内容】
[0003]基于以上技术问题，本发明公开了一种环保铸造材料的制备方法，可以高效的得到铸造模壳，并且采用环保材料，保护了环境与资源。
[0004]本发明完整的技术方案包括:
[0005]—种环保铸造材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤:
[0006](I)制备蜡模，根据所要得到铸件的形状制备相应的蜡模、浇注系统并粘结成蜡模组，一套浇注系统搭配四个铸件；
[0007](2)面层涂料制备，将细刚玉粉、硅酸乙酯、细木肩、正丁醇、铝酸钴混合搅拌制得面层涂料，所述的细刚玉粉粒度为300目，细木肩粒度为240目，上述涂料组分的重量配比为:细刚玉粉:硅酸乙酯:细木肩:正丁醇:铝酸钴=1900:150:150:1.5:2;
[0008](3)挂面砂:将所述蜡模组浸入面层涂料池中，随后取出，在旋转条件下向其表面吹风使其涂覆均匀，所述的吹风时间为30s-60s，优选为40s;随后在旋转条件下向其表面洒面砂，所述的面砂组分为氧化铝砂和细木肩，重量配比为氧化铝砂:细木肩= (10-15):1，氧化铝砂的粒度为80-100目，细木肩粒度为160-200目；将涂挂好面砂的蜡模组干燥12_18h，优选为15h;
[0009](4)背层涂料制备，将凹凸棒土粉、莫来石粉、农作物秸杆纤维、硅酸乙酯水解液混合搅拌制得背层涂料，所述的凹凸棒土粉粒度为240目，莫来石粒度为240目，农作物秸杆纤维直径为2-3mm，硅酸乙酯水解液二氧化硅含量为20%，上述涂料组分的重量配比为:凹凸棒土粉:莫来石粉:农作物秸杆纤维:硅酸乙酯水解液=(350-500): (1800-2000): (50-120):(2-4)；
[0010](5)挂背砂，将步骤(3)中干燥后的蜡模组浸入背层涂料池中，随后取出，在旋转条件下向其表面吹风使其涂覆均匀，所述的吹风时间为40s-80s，优选为60s;随后在旋转条件下向其表面洒背砂，所述的背砂组分为莫来石粗粉和农作物秸杆纤维，重量配比为莫来石粗粉:农作物秸杆纤维=(10-15):1，莫来石粗粉的粒度为40-60目，农作物秸杆纤维直径为4-6mm;将涂挂好背砂的蜡模组干燥12_18h，优选为15h;
[0011 ] (6)重复步骤(4)和步骤(5) 2-4次，直到模壳厚度达到6_10mm，优选为8mm，封浆后干燥；
[0012](7)将步骤(6)封浆干燥后的模壳进行蒸汽脱蜡焙烧，随炉冷却，得到环保铸造材料。
[0013]本发明相对现有技术，采用细木肩、农作物秸杆纤维作为制壳材料，降低了耐火材料的使用量，既有利于环保，并采用合理的配比，在保证型壳强度的前提下增加了透气性，背层涂料中的凹凸棒土为多孔材料，有利于排气，降低了铸件气孔缺陷，增加了成品率，同时使模壳降低了重量，并且原料易得。
【具体实施方式】
[0014]下面结合【具体实施方式】对本发明做进一步说明。
[0015]实施例1:
[0016]一种环保铸造材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤:
[0017](I)制备蜡模，根据所要得到铸件的形状制备相应的蜡模、浇注系统、冒口，并粘结成蜡模组；
[0018](2)面层涂料制备，采用硅酸乙酯作为粘结剂，将细刚玉粉、硅酸乙酯、细木肩、正丁醇、铝酸钴混合搅拌制得面层涂料，所述的细刚玉粉粒度为300目，细木肩粒度为240目，上述涂料组分的重量配比为:细刚玉粉:硅酸乙酯:细木肩:正丁醇:铝酸钴=1800:140:100:1:2；
[0019](3)挂面砂:将所述蜡模组浸入面层涂料池中，随后取出，在旋转条件下向其表面吹风使其涂覆均匀，所述的吹风时间为30s;随后在旋转条件下向其表面洒面砂，所述的面砂为面砂组分为氧化铝砂和细木肩，重量配比为氧化铝砂:细木肩=10: I，氧化铝砂的粒度为80目，细木肩粒度为160目；将涂挂好面砂的蜡模组干燥12;
[0020](4)背层涂料制备，将凹凸棒土粉、莫来石粉、农作物秸杆纤维、硅酸乙酯水解液混合搅拌制得背层涂料，所述的凹凸棒土粉粒度为240目，莫来石粒度为240目，农作物秸杆纤维直径为2-3mm，硅酸乙酯水解液二氧化硅含量为20%，上述涂料组分的重量配比为:凹凸棒土粉:莫来石粉:农作物秸杆纤维:硅酸乙酯水解液= 350:1800:50:2;
[0021](5)挂背砂，将步骤(3)中干燥后的蜡模组浸入背层涂料池中，随后取出，在旋转条件下向其表面吹风使其涂覆均匀，所述的吹风时间为40s-80s;随后在旋转条件下向其表面洒背砂，所述的背砂组分为莫来石粗粉和农作物秸杆纤维，重量配比为莫来石粗粉:农作物秸杆纤维=10:1，莫来石粗粉的粒度为40目，农作物秸杆纤维直径为4mm;将涂挂好背砂的蜡模组干燥12h;
[0022](6)重复步骤(4)和步骤(5)2-4次，直到模壳厚度达到6mm，封浆后干燥；
[0023](7)将步骤(6)封浆干燥后的模壳进行蒸汽脱蜡，脱蜡压力为0.4MPa，脱蜡时间为6min，送入高温电阻炉中，以2 °C /min的升温速率升温至300 °C，保温1.5h，随后以6 °C /min的升温速率升温至750°C，保温1.5h，随后以2°C/min的升温速率升温至1100°C，保温4h，随炉冷却，得到环保铸造材料。
[0024]实施例2:
[0025]—种环保铸造材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤:
[0026](I)制备蜡模，根据所要得到铸件的形状制备相应的蜡模、浇注系统、冒口，并粘结成蜡模组；
[0027](2)面层涂料制备，采用硅酸乙酯作为粘结剂，将细刚玉粉、硅酸乙酯、细木肩、正丁醇、铝酸钴混合搅拌制得面层涂料，所述的细刚玉粉粒度为300目，细木肩粒度为240目，上述涂料组分的重量配比为:细刚玉粉:硅酸乙酯:细木肩:正丁醇:铝酸钴=2000:160:200:2:5；
[0028](3)挂面砂:将所述蜡模组浸入面层涂料池中，随后取出，在旋转条件下向其表面吹风使其涂覆均匀，所述的吹风时间为60s;随后在旋转条件下向其表面洒面砂，所述的面砂为面砂组分为氧化铝砂和细木肩，重量配比为氧化铝砂:细木肩=15:1，氧化铝砂的粒度为100目，细木肩粒度为200目；将涂挂好面砂的蜡模组干燥18h;
[0029](4)背层涂料制备，将凹凸棒土粉、莫来石粉、农作物秸杆纤维、硅酸乙酯水解液混合搅拌制得背层涂料，所述的凹凸棒土粉粒度为240目，莫来石粒度为240目，农作物秸杆纤维直径为3mm，硅酸乙酯水解液二氧化硅含量为20 %，上述涂料组分的重量配比为:凹凸棒土粉:莫来石粉:农作物秸杆纤维:硅酸乙酯水解液=500: 2000:120:4；
[0030](5)挂背砂，将步骤(3)中干燥后的蜡模组浸入背层涂料池中，随后取出，在旋转条件下向其表面吹风使其涂覆均匀，所述的吹风时间为80s;随后在旋转条件下向其表面洒背砂，所述的背砂组分为莫来石粗粉和农作物秸杆纤维，重量配比为莫来石粗粉:农作物秸杆纤维=15:1，莫来石粗粉的粒度为60目，农作物秸杆纤维直径为6mm;将涂挂好背砂的蜡模组干燥18h;
[0031](6)重复步骤(4)和步骤(5) 2-4次，直到模壳厚度达到I Omm，封浆后干燥；
[0032](7)将步骤(6)封浆干燥后的模壳进行蒸汽脱蜡，脱蜡压力为0.8MPa，脱蜡时间为8min，送入高温电阻炉中，以4°C/min的升温速率升温至450°C，保温1.5h，随后以10°C/min的升温速率升温至800 0C，保温1.5h，随后以4 °C/min的升温速率升温至1250 °C，保温4h，随炉冷却，得到环保铸造材料。
【主权项】
1.一种环保铸造材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)制备蜡模，根据所要得到铸件的形状制备相应的蜡模、浇注系统并粘结成蜡模组，一套浇注系统搭配四个铸件； (2)面层涂料制备，将细刚玉粉、硅酸乙酯、细木肩、正丁醇、铝酸钴混合搅拌制得面层涂料，所述的细刚玉粉粒度为300目，细木肩粒度为240目，上述涂料组分的重量配比为:细刚玉粉:硅酸乙酯:细木肩:正丁醇:铝酸钴=1900:150:150:1.5:2; (3)挂面砂:将所述蜡模组浸入面层涂料池中，随后取出，在旋转条件下向其表面吹风使其涂覆均匀，所述的吹风时间为30s-60s，优选为40s;随后在旋转条件下向其表面洒面砂，所述的面砂组分为氧化铝砂和细木肩，重量配比为氧化铝砂:细木肩= (10-15):1，氧化铝砂的粒度为80-100目，细木肩粒度为160-200目；将涂挂好面砂的蜡模组干燥12_18h，优选为15h; (4)背层涂料制备，将凹凸棒土粉、莫来石粉、农作物秸杆纤维、硅酸乙酯水解液混合搅拌制得背层涂料，所述的凹凸棒土粉粒度为240目，莫来石粒度为240目，农作物秸杆纤维直径为2-3mm，硅酸乙酯水解液二氧化硅含量为20%，上述涂料组分的重量配比为:凹凸棒土粉:莫来石粉:农作物秸杆纤维:硅酸乙酯水解液=(350-500):(1800-2000): (50-120): (2-4)； (5)挂背砂，将步骤(3)中干燥后的蜡模组浸入背层涂料池中，随后取出，在旋转条件下向其表面吹风使其涂覆均匀，所述的吹风时间为40s-80s，优选为60s;随后在旋转条件下向其表面洒背砂，所述的背砂组分为莫来石粗粉和农作物秸杆纤维，重量配比为莫来石粗粉:农作物秸杆纤维=(10-15):1，莫来石粗粉的粒度为40-60目，农作物秸杆纤维直径为4-6mm ；将涂挂好背砂的錯模组干燥12-18h，优选为15h ； (6)重复步骤(4)和步骤(5)2-4次，直到模壳厚度达到6-10_，优选为8_，封浆后干燥； (7)将步骤(6)封浆干燥后的模壳进行蒸汽脱蜡焙烧，随炉冷却，得到环保铸造材料。
【专利摘要】本发明公开了一种环保铸造材料的制备方法，包括制蜡模，面层涂料制备，挂面砂，背层涂料制备，挂背砂，蒸汽脱蜡，焙烧等步骤，本发明采用细木屑、农作物秸秆纤维作为制壳材料，降低了耐火材料的使用量，既有利于环保，并采用合理的配比，在保证型壳强度的前提下增加了透气性，并采用多孔材料凹凸棒土，有利于排气，降低了铸件气孔缺陷，增加了成品率，同时使模壳降低了重量。
【IPC分类】B22C1/00, B22C9/04, B22C3/00
【公开号】CN105618677
【申请号】CN201511008067
【发明人】徐苹, 陈衍玲, 陈隽颖
【申请人】青岛博泰美联化工技术有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年12月29日