[发明专利]制备熔模铸造模具的方法

说明书

本发明公开了制备熔模铸造模具的各种实施方案。所述方法包括：用底漆层涂覆牺牲模型，所述底漆层包含第一耐火浆料和第一耐火灰墁；使所述底漆层至少部分地硬化；以及用中间层涂覆所述底漆层，所述中间层包含第二耐火浆料和第二耐火灰墁。所述方法还包括使所述中间层至少部分地硬化；用第一支撑层涂覆所述中间层，所述第一支撑层包含第一触变剂，所述第一触变剂包含第一聚合物乳液；用第二支撑层涂覆所述第一支撑层，所述第二支撑层包含第二触变剂，所述第二触变剂包含第二聚合物乳液；以及使所述第一支撑层和所述第二支撑层至少部分地硬化。

背景技术

熔模铸造(有时称为“失蜡”工艺)是一种众所周知的制备具有错综复杂形状部件的方法。该工艺用于各种不同的大规模及小规模应用，从制造超级合金气体涡轮引擎部件到微小的定制正畸器具。

熔模铸造工艺通常首先制备大小和形状类似于待制造装置的大小和形状的牺牲蜡模。该蜡模可通过模制(快速成型工艺)或任何其他方法进行制备。该模型随后经过脱壳工艺，其中模型按顺序浸入包含通常为陶瓷浆料的涂覆材料的罐中。在下一次浸渍之前，使各层涂覆材料干燥一定时间。另外，可在浸渍之间施加干燥的耐火颗粒剂或灰墁以改善壳体的结构完整性。该工艺重复多次以逐渐形成具有多个陶瓷层的壳体。

这样在形成壳体后，通常使用闪速炉或蒸汽高压罐来加热模型，以熔化蜡并从模具中提取出模具。最终得到具有中空腔体的模具，并且该模具准确复制模型的形状。此时，可通过焙烧进一步提高模具的强度。随后可将熔融的金属合金注入模具腔以浇铸所需的部件。最后，在合金充分冷却后，可通过机械或化学方式碎裂模具，以使浇铸部件与模具分离。

在常规的熔模铸造法中，成品壳体包含六层或更多层，其中的每一层可包括两个或更多个浆料或灰墁的子层。第一层(称为底漆层)被直接施加至蜡模。底漆层通常包括耐火浆料和耐火灰墁两者。下一层(称为中间层)被施加至底漆层上方，并且也包括耐火浆料和耐火灰墁。在施加底漆层和中间层后，通常施加三个或更多个支撑层以增加壳体的厚度。每个支撑层通常也包括耐火浆料和耐火灰墁。在许多情况下，随后将最终密封层施加到最终支撑层，以防止灰墁在进一步加工壳体期间从壳体脱落。

发明内容

一般来讲，本公开提供了可用于制备熔模铸造模具的浆料组分的各种实施方案以及制备此类模具的方法。此类方法可包括用第一支撑层和第二支撑层涂覆牺牲模型，该第一支撑层和第二支撑层可在一个或多个实施方案中填充牺牲模型的精细细部诸如角落、裂隙和裂缝，以提供具有所需规格的熔模铸造模具。

在一个方面，本公开提供了一种制备熔模铸造的方法。该方法包括：用包含第一耐火浆料和第一耐火灰墁的底漆层涂覆牺牲模型；使该底漆层至少部分地硬化；以及用中间层涂覆该底漆层,该中间层包含第二耐火浆料和第二耐火灰墁。该方法还包括至少部分地硬化该中间层；用第一支撑层涂覆中间层，该第一支撑层包含第一触变剂，该第一触变剂包含第一聚合物乳液；用第二支撑层涂覆该第一支撑层，该第二支撑层包含第二触变剂，该第二触变剂包含第二聚合物乳液；以及使该第一支撑层和该第二支撑层至少部分地硬化。

附图说明

图1为多层熔模铸造模具的一个实施方案的示意性剖视图。

图2为图1的熔模铸造模具的插入部分的放大片段剖视图。

图3为多层熔模铸造模具的另一个实施方案的示意性剖视图。

图4为多层熔模铸造模具的另一个实施方案的示意性剖视图。

图5为示出作为剪切速率的函数的浆料剪切应力的实验数据的曲线图。

定义

如本文所用：

“耐火材料”是指耐火陶瓷材料；

“浆料”是指固体颗粒与液体的流体混合物；

“灰墁”是指粒径通常不大于美国标准筛30目筛网的固体颗粒；