[发明专利]金属高温精密浇注用模芯

说明书

本发明涉及一种金属件的高温精密浇注用模芯。

金属件例如不锈钢阀门等通常采用浇注成型，对于一些高精度要求的金属件，例如用于控制流量的不锈钢阀板，其内腔表面需达到一定的光洁度和精度要求，而型腔体积通常较小有时其结构还相对复杂，浇注成型后不适宜对型腔作进一步的机械加工，因此，整个浇注过程属精密浇注。金属件内的型腔以模具成型，由于液体金属的膨胀系数大，浇注完成后，型腔模具被金属件紧紧箍住，不易取出，故在金属件浇注中，采用一次性模芯以成型型腔，也就是说，浇注结束后只需击碎模芯即可获得所需型腔。常见的一次性模芯是由堇青石制得，但由于堇青石不耐高温，其在1390℃时就会发生变形、破碎，从而丧失了模芯作用，故堇青石一般适用于低温浇注，而不适宜金属件(例如不锈钢等)的高温浇注(浇注温度超过1400℃)。为了能耐高温，出现了以锆英砂作材质的一次性模芯，该种模芯虽能耐高温，但材质本身致密性差，以此制得的模芯在高温浇注状态下受其膨胀影响，表面会开裂，液体金属容易渗入模芯，模芯被击碎后，形成的型腔表面不光滑，达不到精密浇注的光洁度要求，粗糙的型腔另需配套后道工序，以二次精加工的方式来满足其光洁度要求，而型腔本身体积不大有时结构还相对复杂，增加了二次精加工的难度，从而直接影响了产品的生产周期，导致金属件的生产成本高。

本发明正是为了克服上述缺限，提供一种耐高温、易击碎的且使用后无需二次精加工的金属高温精密浇注用模芯。

本发明的构思主要是选择耐高温的致密耐火材料一陶瓷，作模芯材质，保证该模芯材质的烧结温度高于金属件浇注时的工作温度，成型模芯处于半烧结态。具体地说，金属高温精密浇注用模芯，其特征在于模芯由烧结温度高于浇注温度的陶瓷制得，整体呈半烧结态。用于高温浇注的陶瓷能耐高温，耐高温陶瓷的品种繁多，例如市售的有80瓷、85瓷、90瓷、95瓷等，它们的烧结温度较高，通常在1650℃-1750℃之间。陶瓷模芯于浇注前处于半烧结状态，其首先具备一定的强度，能起到定型作用，但由于没有被全部烧结，模芯强度又不是很高，较容易被击碎，用于浇注时，工作温度又低于模芯的烧结温度，使得模芯在整个浇注过程中不被烧结，也就是说，浇注完成后，陶瓷模芯的强度仍不足够高，容易击碎；另外，陶瓷作为一种致密耐火材料，由于其良好的致密性，其材质模芯表面光洁，浇注时液体金属不易渗入模芯，产生的型腔表面一次就能达到光滑度要求，无需二次精加工。

本发明根据金属件的浇注温度，选择烧结温度高于浇注温度的耐高温陶瓷，具体操作时，以成本大小，选择烧结温度相对较低的但又超过浇注温度的耐高温陶瓷为佳，但烧结温度与浇注温度之间的温差又不能太小，因为两者温差越小，浇注温度越接近陶瓷的烧结临界线，浇注过程中易使模芯变硬，太硬的模芯不易击碎，从而影响生产，因此，从生产成本和可操作性两方面考虑，一般取烧结温度高于浇注温度80-180℃的陶瓷作模芯材质。

本发明所述的模芯既耐高温又容易击碎，浇注后的型腔表面光洁，无需后序精加工，既缩短了产品的生产周期，又大大降低了生产成本，特别适宜于金属件的高温精密浇注。

下面结合非限制性实施例进一步说明本发明。

实施例1，浇注不锈钢阀板，浇注温度为1570℃，成型阀板型腔的模芯由市售95瓷热压注制得，模芯整体呈半烧结态(95瓷的烧结温度为1750℃)，浇注结束后用外力击碎模芯，成型的型腔表面平滑，其光洁度达△₆-△₇，无需进行二次精加工。

实施例2，浇注不锈钢阀板，浇注温度为1570℃，成型阀板型腔的模芯由市售80瓷热压注制得，模芯整体呈半烧结态(80瓷的烧结温度为1650℃)，浇注结束后用外力击碎模芯，成型的型腔表面平滑，其光洁度达△₆，无需进行二次精加工。