[发明专利]一种增加熔模铸造陶瓷型壳透气性的方法

说明书

技术领域

本发明属于熔模铸造领域，主要涉及一种增加熔模铸造陶瓷型壳透气性的方法。

背景技术

越来越多的复杂结构件和壁厚不足1mm的薄壁零件需要使用铸造方式成型，型壳由粉料和砂料紧密连接构成，几乎没有空隙，如果在浇注时，型壳受潮，或者是合金中气体含量过高，型壳中的气体无法排出，就会在铸件表面形成气孔或冷隔等缺陷，造成铸件报废。

因此，有必要通过技术改进解决浇注过程中气体无法从型壳中排出的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术中的问题，提供了一种增加熔模铸造陶瓷型壳透气性的方法。该方法是通过在制作型壳过程中向涂料中添加涤纶等含碳纤维，制壳后通过焙烧消除纤维，得到带有排气通道的网状结构陶瓷型壳，既可保证型壳的强度，又可以提高型壳的透气性，从而保证铸件在浇注过程中合金或型壳中的气体可以排出，消除铸件表面由于排气不畅造成的缺陷，保证铸件的表面质量，提高铸件的合格率。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种增加熔模铸造陶瓷型壳透气性的方法，具体操作步骤如下：

(1)制备型壳的含碳纤维涂料

向型壳的第二层即加固层的第一层的粉料和随后各加固层粉料中加入含碳纤维，最后封浆层粉料不添加含碳纤维；即将粘结剂、加固层各层粉料和含碳纤维加入搅拌桶，搅拌速度400-500r/min，搅拌24～30小时，再加入消泡剂和润湿剂，并用去离子水将上述混合物粘度调整到加固层各层涂料所需范围，即得到各层加入含碳纤维的加固层涂料；

其中，所述含碳纤维为涤纶、芳纶等，加入量为加固层各层粉料质量的0.5-3wt％，规格为直径长度2-5mm；

所述的加固层粉料为电熔莫来石粉、电熔刚玉粉或铝矾土等耐火材料，优选320#电熔莫来石粉和320#电熔刚玉粉；所述粘结剂为硅溶胶、硅酸乙酯等，优选GRJ26型硅溶胶；消泡剂为正丁醇等；润湿剂为硬脂酸等；

所述加固层各层粉料与各层粘结剂的质量比为3.5～4.5:1；所述消泡剂加入量为各层粘结剂质量的0.5％～1.0wt％；所述润湿剂加入量为粘结剂质量的0.5％～1.0wt％；

(2)制备型壳

按照常规制壳工艺在蜡模上涂制型壳的第一层即表面层的涂料，该层涂料不添加含碳纤维，并撒砂干燥后；再用步骤(1)制得的各层加固层涂料完成挂涂、撒砂、干燥的过程，最后再涂制不添加含碳纤维的封浆层涂料并干燥，得到型壳；型壳经过脱蜡，在电炉或燃气炉等焙烧炉中按照常规方式焙烧，并且在700℃-800℃时保温2-3小时将含碳纤维烧掉后，再继续升温至终烧温度，得到带有排气通道的网状结构陶瓷型壳。

本发明与现有技术相比，其优势在于：

1、在制壳的涂料中添加含碳纤维，目的是在型壳中形成排气通道。即经过焙烧后，含碳纤维分解，形成网状孔隙结构，为浇注时型壳中少量气体的排出提供了通道，避免了铸件表面由于气体排出不畅造成的气孔、凹坑等缺陷，保证了铸件的表面质量，提高了铸件的铸造合格率。

2、加入的含碳纤维直径为长度为2-5mm，纤维较细小，易均匀混合在涂料中，纤维不会沉淀在涂料浆的底部，并且混合过程简单；而且在高温焙烧后，型壳中空隙结构细密，既可以提高型壳的透气性又可保证型壳的强度。

3、本方法在型壳的第一层即表面层涂料中不添加含碳纤维，如果添加纤维会使型壳空隙变大，降低型壳表面光洁度，并使铸件粘砂，造成铸件的更多缺陷。

4、本方法特别适用于定向、单晶叶片及具有较小壁厚零件铸造。

附图说明

图1为型壳示意图。

图2为普通型壳制壳后截面放大示意图。

图3为添加含碳纤维后型壳截面放大示意图。

具体实施方式

实施例1

制作10件某小型薄壁结构件，外廓尺寸约为60mm×100mm×250mm。

将加固层各层耐火材料粉料320#铝矾土粉与GRJ26型硅溶胶按照质量比4-4.5:1的比例称取材料，连同涤纶纤维加入搅拌桶中混合，搅拌速度400-500r/min，搅拌24h，再加入占各层硅溶胶质量0.5～1wt％的消泡剂正丁醇和占各层硅溶胶质量0.5～1wt％的润湿剂硬脂酸，并用去离子水将涂料粘度调整到加固层各层涂料所需范围，得到各层加入涤纶纤维的加固层涂料，最后的封浆层涂料不加涤纶纤维；其中，涤纶纤维加入质量为加固层各层粉料质量的0.5～0.7wt％，纤维直径为长度为2-5mm；