[发明专利]铸造石蜡

说明书

技术领域

在用于失蜡铸造的混合石蜡中对尺寸变化(收缩)的控制，这在熔模铸造领域是公知的，传统上一直通过加入惰性的低灰分有机填料来实现，以减小制剂的遭受收缩的体积。该制剂的其余部分包括少量石蜡组分、相容树脂、添加剂和染料。

现已发现了可以通过较低水平的填料来实现类似的结果，或者在一些应用中不使用填料，而是由结晶石蜡组分的几个单独的“馏分”小心混合，当“馏分”固化时，通过影响的程度、晶体的尺寸和结晶类型来实现尺寸变化的控制。

背景技术

US3,554,949(Burke)公开了可熔性固体石蜡，结合有刚性的、不可熔化的、不溶性交联的、胶体大小的乙烯基填料颗粒，所述颗粒能提供改善的物理性能，如增加的硬度和强度。

US5,518,537(Muschio)公开了包含热塑性纤维素乙酸酯树脂粉末的用于熔模石蜡的填料。

US6,326,429(Sturgis等人)公开了石蜡组合物，其包括聚合有机碳酸酯填料。这些填料能减少收缩，并减少在铸造过程中发生的成形和熔化过程的挥发性有机化合物的排放。

所谓的“失蜡”工艺被用于铸件制造已有数千年。基本上，该工艺包括：形成石蜡或各种适宜的石蜡和树脂的混合物的蜡模和制造其金属拷贝。通常，蜡模是通过将热的液体或糊状石蜡注射入可重复使用的模具产生。该注射过程经由任一个罐加载液压驱动注射活塞和喷嘴或通过固体石蜡锭剂的料斗、一个螺纹加载活塞和喷嘴组合进行。

操作员或工艺负责人对于注射装置有一定程度的控制，这使得以下因素，包括：存储石蜡的温度、待注射石蜡的温度、喷嘴温度、石蜡的压力和流速可被优化，以获得所用石蜡的最佳性能。

注射后，允许蜡模有足够的时间冷却到从模具中取出之前可被处理的状态。

然后将此成品蜡模用合适的介质，例如陶瓷或耐火浆料涂覆(invested)，然后将其固化并变成包被蜡模的模具。然后将蜡模材料或更常用的石蜡通过熔化和/或通过燃烧从模具中除去，并将熔融金属倒入现在的空模具中，以产生成品部件。

在失蜡铸造工艺中通常使用的石化衍生的石蜡，被注意到发生收缩已有好多年了，该收缩是从液体石蜡到固体结晶材料的摩尔体积变化中所固有的。

石蜡，特别地，具有初始结晶收缩和由晶体结构的转变引起的后续的收缩。

极性材料如尿素已被用于制造无固有收缩的铸模，但存在许多缺点。

因此，失蜡铸造业中使用有机填料作为混合石蜡制剂内收缩中性成分，以减小当它们从液体到固体进行相改变时与结晶石蜡组分收缩相关的尺寸变化的影响。

在用的所有类型的填料在性能、表现和成本方面均有其自身的优点和缺点。在过去的几年中，随着石油价格和用于制造填料的原材料的不稳定性，填料的成本已日渐成为一个负担。此外，如果填料包含在石蜡组合物内，石蜡组合物作为固体必须能被安全地处理，并且必须能够方便地通过熔化或燃烧流出模具。最优选的石蜡组合物具有低的灰分含量；即，小于约0.1％，优选在燃烧时按重量计约0.02％或更低。还需要这样的石蜡组合物具有足够的强度和在室温下足够硬，以使得蜡模能够自支撑，并可以无损处理。

发明内容

本发明包括通过仔细选择混合物中使用的石蜡馏分的数量和性质，减少石化石蜡混合物的固有收缩和使用传统填料的必要性的方法。

根据本发明，提供一种用于失蜡铸造的混合石蜡。

根据本发明，提供一种用于失蜡铸造的混合石蜡，包括三种或更多种石蜡或石化衍生类的石蜡馏分的混合物。

优选地，三种或更多种石蜡馏分中的每种具有不同的熔点，并且其中每种石蜡馏分的熔点与另一种石蜡馏分的熔点有3-6℃的差异。

优选地，所述三种或更多种石蜡馏分被配制为，其中一种石蜡馏分相对于另一种石蜡馏分的比例为1：1至11：1。

在一个实施方案中，所述混合石蜡包括四种石蜡或石化类衍生的石蜡馏分的混合物。在本实施方案中，第一石蜡馏分优选包括熔点在48-50℃范围内，第二石蜡馏分优选包括熔点在54-57℃范围内，第三石蜡馏分优选包括熔点在60-62℃范围内和第四石蜡馏分优选包括熔点在65-68℃范围内。

优选地，所述混合石蜡包括一种或多种有机树脂。所述一种或多种有机树脂可选自包括下述成分的组：松香、松香衍生物、松香酯。

优选地，所述混合石蜡包括一种或多种聚合物。更优选地，所述一种或多种聚合物包含烃类聚合物。