[发明专利]熔模铸造用纤维增强复合硅溶胶型壳的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铸造用熔模制备方法，特别是涉及一种熔模铸造用纤维增强复合硅溶胶型壳的制备方法。

背景技术

熔模铸造生产中，型壳的质量决定了铸件的质量，一般要求型壳具有足够高的湿强度，防止搬运或者脱蜡时型壳开裂；较高的高温强度，防止焙烧和浇铸时型壳开裂；较低的残留强度，使铸件易于清理。

硅溶胶型壳具有良好的表面质量和较高的高温强度，广泛应用于熔模铸造铸件的生产，但其湿强度较低，干燥缓慢，制壳周期长。人们通常采取改良制壳工艺、使用多种粘接剂交替硬化、加快型壳干燥速率等方法，促使硅溶胶型壳快速建立湿强度。但是这些方法往往增强效果有限，不是操作复杂，就是成本过高，尤其在生产较大型铸件时由于型壳常温的湿强度不够而受到限制，难以获得较高的经济效益。众所周知，复合材料性能大大优于单一材料，纤维作为复合材料的常用增强材料可以有效的提高基体的力学性能，其应用已经非常普遍。

结合以上问题，特提出本发明，将纤维增强复合材料技术与熔模铸造型壳制备工艺相结合，开发一种熔模铸造用纤维增强硅溶胶型壳制备的方法，来替代或改善原有方法。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种熔模铸造用纤维增强复合硅溶胶型壳的制备方法。它能解决现有的熔模铸造用硅溶胶型壳湿强度低，残留强度高等技术问题。

为实现上述目的，本发明熔模铸造用纤维增强复合硅溶胶型壳的制备方法依次包括如下步骤：下述“h”也可用“小时”代替。

1)、面层涂料制备，按面层涂料中的耐火粉料锆英粉与硅溶胶质量比为2.8-3.4∶1将锆英粉加入到硅溶胶中，搅拌均匀，并加入适量的润湿剂和消泡剂，连续搅拌后备用；

2)、面层型壳制备，用蜡模清洗液清洗蜡模表面后将蜡模浸入步骤一所制备涂料中20-30s，取出后，撒砂并干燥，得到面层型壳；

3)、过渡层涂料及型壳制备，按过渡层涂料中的耐火粉料莫来粉与硅溶胶质量比为1.3-1.7∶1将莫来粉加入到硅溶胶中，搅拌12h后，将步骤二所制型壳浸入过度层涂料中20-30s，取出后撒砂并干燥，得到过渡层型壳；

4)、背层涂料制备，按背层涂料中的耐火粉料莫来粉与硅溶胶质量比为2.2-3.0∶1将莫来粉加入到硅溶胶中，获得膏状涂料，并搅拌；将有机合成纤维按背层涂料中的耐火粉料莫来粉质量的0.4％-2.0％加入到搅拌中的膏状涂料中，使其分散均匀，再加入硅溶胶，使得莫来粉与硅溶胶质量比降低为1.1-1.5∶1，继续搅拌2h备用；所述有机合成纤维选择直径为Φ30μm-Φ50μm，长度为2mm-6mm；

5)、背层型壳制备，将步骤三所获得过渡型壳沾入步骤四所制备涂料中，充分润湿20-30s后提出，撒砂，自然干燥，得到背层1型壳；制得的背层1型壳重复前述沾入、润湿、撒砂、干燥步骤得背层型壳或得到背层2型壳，制得的背层2型壳重复前述沾入、润湿、撒砂、干燥步骤得背层型壳；即背层2型壳制备操作过程与背层1型壳制备过程完全一致，获得背层型壳。

6)、封浆，将步骤五所制得背层型壳浸入步骤四所制涂料中20-30s，提出并干燥，完成封浆。

7)、焙烧，将步骤六所制得的型壳随炉升温至900℃，保温1.8-2.3h，随炉冷却至室温，出炉制得。依本上述发明方法制成的熔模铸造用纤维增强复合硅溶胶型壳经试验证明具有湿强度高，残留强度低的优点。更具体是本发明方法具有既能提高熔模铸造型壳的湿强度，小幅降低型壳残留强度，聚丙烯纤维高温烧失后又不影响其高温下的透气性，并有一定提高金属液充型能力的作用，且能减少涂挂层数，提高生产效率的优点。

作为优化，所述步骤1)中耐火粉料锆英粉与硅溶胶质量比为3.2∶1；所述步骤3)中耐火粉料莫来粉与硅溶胶质量比为1.5∶1；所述步骤4)中按背层涂料中是耐火粉料莫来粉与硅溶胶质量比为2.6∶1将莫来粉加入到硅溶胶中，所述步骤4)中是使得莫来粉与硅溶胶质量比降低为1.3∶1；所述步骤7中是保温2h；所述有机合成纤维为聚丙烯纤维。

作为优化，所述步骤1)是加入涂料质量0.2％的润湿剂和0.2％的消泡剂。

作为优化，所述润湿剂为乙烯烷基醇醚，所述消泡剂为正辛醇。

作为优化，所述步骤1)中连续搅拌时间为24h。

作为优化，所述步骤2)是撒砂并干燥24h。

作为优化，所述步骤3)是取出后撒砂并干燥24h；所述步骤5)是自然干燥2h。