[发明专利]一种熔模铸造耐热合金滑块型壳的制备方法

说明书

技术领域  

本发明涉及精密铸造技术领域，尤其涉及一种熔模铸造耐热合金滑块型壳的制备方法。

背景技术  

轧钢工厂中的推钢式加热炉的滑块是钢坯加热炉中的关键部件，它在钢坯加热过程中起到支撑和传递钢坯的作用。当其性能和冶金质量得到充分保证时，加热炉才能正常、有效和经济地运转，并确保轧件的质量。目前，滑块主要采用奥氏体耐热钢（ZGCr28Ni48W5、ZGCr25Ni20、ZGCr25Ni35、ZGCr28Ni48W、ZGCo20、ZGCo40、ZGCo50等）、铬镍高温合金来制造。无论是普通的焊接滑块还是卡式复合连接滑块，其与水管连接的部位和与支撑部位的壁厚差别很大，而且整个表面皆为平面，缺少孔洞和肋台，因此，滑块的质量对加热炉正常运转显得尤其重要。以往滑块一般采用砂型铸造方式生产，但由于其表面精度低，产品尺寸不稳定的影响，成品合格率较低，后渐渐采用熔模铸造方式生产，熔模铸造相比砂型铸造，熔模铸造主要有以下优点：1、熔模铸造使用易熔模制好型壳（铸型）后很容易将熔模去除，不用将型壳分开取出模型；2、液体涂料能很好地复印熔模，所制型壳比砂型铸造的铸型要精确而且表面光洁。但是，如果没有高强度的型壳，熔模铸造生产高精度的产品是不可能实现的，型壳的强度除了与结构有关系外，黏结剂也是一个很重要的因素。黏结剂是型壳的主要原料，分硅酸乙酯水解液、硅溶胶、水玻璃三种；由于水玻璃黏结剂价格低廉，所配涂料性能稳定，制壳周期短，国内目前仍然有80%的工厂均采用低温蜡料水玻璃生产型壳，特别是长江三角洲地区，每年出口大量此类工艺生产的铸造件替代国外砂型铸件或结构件。然而，水玻璃由于一方面黏结剂黏度大，所配涂料粉液比很低，再加上其与熔模润湿性差，涂层不致密，生产的铸件表面粗糙；另一方面其含Na2O，型壳高温强度低，抗变形能力差，生产的铸件表面易产生橘子皮、结疤等缺陷，且尺寸精度低。尽管国内熔模铸造使用水玻璃黏结剂已经有50多年历史，但由于其本身的缺陷，即使工艺改进也很难解决生产像滑块这样壁厚不均，存在较大平面的零件尺寸精度、表面粗糙度超标的问题。同时，现有技术中也出现了熔模铸造硅溶胶加锆砂的制壳工艺，虽然型壳毛坯高温强度高，质量得到了提高，但是也大大提高了生产成本。  

发明内容  

为解决现有技术不足，本发明旨在提供一种采用硅溶胶黏结剂生产出具有较高的室温强度、高温强度以及良好的内表面质量、且生产成本低、经济效益好的熔模铸造耐热合金滑块型壳的制备方法。

本发明是通过以下技术方案来实现的：一种熔模铸造耐热合金滑块型壳的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

一、配制涂料，原料包括硅溶胶、耐火粉料、表面活性剂、消泡剂；面层涂料包括硅溶胶、耐火粉料，耐火粉料为电熔刚玉，其粉液比为2.65－3.0，流杯粘度为22－35s；过渡层和背层涂料包括硅溶胶、耐火粉料，耐火粉料为熔融石英、高岭土熟料、铝矾土熟料中的任意一种，其粉液比为1.4－4.0，流杯粘度为13－19/s。

二、先将面层涂料涂覆在蜡模上，撒100－120目的电熔刚玉砂料，干燥，此过程在面层反复2次；再将过渡层涂料涂覆在面层上，撒30－60目的熔融石英、高岭土熟料、铝矾土熟料砂中的任意一种、干燥，然后如此反复5次，最后再涂覆一层背层涂料，撒16－30目的熔融石英、高岭土熟料、铝矾土熟料砂中的任意一种、干燥。

三、脱蜡，焙烧。

步骤一中所述的面层涂料的耐火粉料采用粒度为270－350目的电熔刚玉，过渡层的耐火粉料采用粒度为200－270目的熔融石英、高岭石熟料、铝矾土熟料中的任意一种。

步骤一中所述的面层涂料中表面活性剂占涂料总重量百分比为2‰－5‰，消泡剂占涂料总重1‰－4‰。

步骤一中所述的面层涂料的配制过程在室温下进行；先加入硅溶胶，再加表面活性剂，在缓慢搅拌中加入耐火粉料，最后加入消泡剂；搅拌12－24h后，静置2－4h。

步骤二中所述的撒砂过程采用雨淋式撒砂。

步骤二中所述的蜡模在湿度为60%－70%、恒温22－25℃条件下浸涂涂料、撒砂、干燥；浸涂涂料时，将蜡模在涂料桶中缓慢转动、上下移动，使得熔模各处都均匀涂上涂料，取出后转动5s使多余涂料滴下；前两层采用面层涂料，雨淋式撒砂，在空气中自然晾干4h；第3－7层采用过渡层涂料，用6－8m/s的吹风干燥8h－12h；最后仅涂一层背层涂料，用6－8m/s的吹风干燥14h。