[发明专利]一种水溶型芯的快速成形系统及成形方法

说明书

技术领域：

本发明属于材料成形技术领域,具体涉及一种水溶型芯的快速成形系统及成形方法，该方法尤其适用于以可溶性无机盐溶液为粘结剂的型芯的快速成形制造。

背景技术：

在汽车、工程机械以及航空航天领域存在大量带有复杂内腔及弯曲孔道的铝合金铸件。这些复杂的铝合金铸件可采用内置金属芯、树脂砂芯以及水溶型芯的方式生产。由于金属芯制芯工艺复杂，且采用化学除芯易造成环境污染，这促使综合性能优异的有机树脂砂芯被大量应用于此类铸件的生产。近年来，随着工艺技术的发展，铝合金铸件的成型温度降低，原本易溃散的有机树脂砂芯的溃散性能减弱。另外，树脂砂芯在浇铸过程中会产生有毒有害气体，且旧砂再生存在污水治理困难、能耗高或砂粒破碎严重等问题。因此，水溶型芯以其优异的水溶溃散性能在带有复杂内腔及弯曲孔道的铸件生产中有着很好的应用前景。

中国专利CN1208149C公开了一种用于高压铸造的溃散芯的方法，该方法将一种水溶性盐单独或与细硬粉结合，待其溶化后浇入芯模待其凝固，或将其加工成细粉，然后以一定压力使其在芯模中成形。中国专利CN1314498C公开了一种挤压铸造用可溶盐芯及其制作方法，其方法是：将70％-85％的市售食用盐焙烧后与7％-16％的高铝矾土干混均匀，以及加入6％-10％的水玻璃充分混合，加入2％-5％的水充分混合，静置5分钟以上后，将混合物加入所需复杂内腔形状的金属模具中，在压力机上挤压紧实，待吹CO₂气体后起模，最后将所制得的可溶盐芯在150℃以上烘烤2小时以上。中国专利CN1994615B公开了一种发动机活塞盐芯及制备方法，该型芯以70％-80％的水溶性金属盐和20％-30％的辅料组成，盐的粒度达到60-120目，辅料的粒度要达到至少200目。其制备方法是将金属盐置于高温箱式炉内加热焙烧2小时，然后倒入混砂机内混碾5-8分钟，经筛分、配料、称量后，在盐芯模具型腔内用压力机压制成型，最后烧结、钻孔得到所需型芯。中国专利CN101269401B公开了一种可溶性复合材料盐芯及制备方法，其方法是：将金属盐、粘结剂、氧化物纤维和金属复合盐晶须分别置于100℃-300℃的箱式炉中保温2-4小时，经碾磨筛分后按一定的比例配料，然后置于型腔中以10MPa-30MPa的压力压制成形，最后按照一定的加热制度烧结出炉。中国专利CN101391280B公开了一种压力铸造用异形盐芯的制造方法，该方法以氯化钠粉、金红石型氧化钛粉及氧化铝粉为原料，在钢制模具中以1000MPa-2000MPa的压力压制成形，然后在700℃-740℃的温度下烧结4-5小时。中国专利CN101869963B采用水溶性金属卤化盐、高岭土或滑石粉及Na₂SiO₃·H₂O、K₂SiO₃·H₂O或(NH₄)₂SiO₃·H₂O为原料，经混合、模压后，在100℃±5℃的温度下烘干，然后在680℃的温度条件下烧结10小时，最终制得一种铸造用水溶性复合盐芯。

上述方法在制备水溶型芯的过程中普遍需要先制出型芯的成形模具，这使得新产品的设计制造周期较长，成本偏高。且上述这些成形方法需要在较高的温度下熔融或烧结，因此其能耗较大。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是弥补现有水溶性型芯需采用模具成形以及需要较高烧结温度的不足，提供一种水溶型芯的快速成形系统及成形方法。