[发明专利]一种微波固化水溶型芯的快速成形方法

说明书

本发明的一种微波固化水溶型芯的快速成形方法，属于铸造技术领域。本发明的方法步骤为S100、配置喷射液；S200、微滴喷射成形；S300、间歇式微波固化；S400、浸润或喷淋无机盐溶液；S500、二次间歇式微波固化；S600、烧结。本发明通过对型芯微波硬化预成型后，再对型芯进行无机盐溶液浸润、二次微波固化以及烧结，由于无机盐溶液的润湿性能极强，可以充分润湿填充预成型型芯的孔隙，并在二次微波固化过程中结晶析出无机盐，显著提高了型芯的强度。

技术领域

本发明属于铸造技术领域，具体来说是一种微波固化水溶型芯的快速成形方法。

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。然而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，同时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，具有高效水溶溃散性能和优异环境友好特性的水溶型芯在带有复杂内腔及弯曲孔道的铝合金铸件生产中有着广泛的应用前景。

目前，水溶型芯的生产主要有压制烧结法、流态浇注法等成形方法。压制烧结法主要是将制备型芯的原料进行混合后，在型芯模具中压制成形，然后在一定温度下进行烘烤、烧结。

经检索，发明创造名称为：一种用于制备精密器件的水溶芯模的制备方法(申请号为：201611087546.0，申请日为：2016.12.01)，该申请案采用尿素、氯化钠、硫酸镁、玉米粒、饱和氯化钠溶液、聚乙烯醇、纳米二氧化、碳纤维等为原料，经压制成型及二次加热获得抗弯性能强、水溶性高的型芯，能应用于铜壶工艺品的生产；但是该申请案的不足之处在于个性化水溶型芯产品成本极高，生产周期长，且新型水溶型芯产品的开发周期较长。

此外，发明创造名称为：一种陶瓷型芯快速成形制造方法(申请号为：201010222794.8，申请日为：2010.07.12)，该方法将低温强化剂和陶瓷粉料混合均匀后进行SLS快速成形，再对得到陶瓷型芯生坯预处理，然后脱除陶瓷芯生坯中的低温强化剂，浸渗高温粘接剂，进行预烧和脱脂；最后进行高温烧结，即获得最终的整体陶瓷芯产品。但该申请案的不足之处在于SLS成形设备昂贵，且不适宜与水溶型芯的快速成形。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于解决现有水溶型芯的传统成形方法制备周期较长，个性化产品生产成本较高且现有微滴喷射成形水溶型芯以无机盐溶液为喷射液，存在喷头容易腐蚀，使用寿命较短，且型芯强度较低的问题。提供一种微波固化水溶型芯的快速成形方法，能够缩短水溶型芯的制造周期，提升喷液装置的使用寿命。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种微波固化水溶型芯的快速成形方法，其特征在于，包括如下步骤：

S100、配置喷射液，将水与添加剂混合均匀，配置成粘度为1-10cps、pH值为7的的水溶液；

S200、微滴喷射成形，将型砂平铺在升降工作台上，喷液装置按型芯实体模型生成的滴液路径喷射S100所配置的水溶液，待该层面微液滴喷射完成，升降工作台下行0.01～1mm，依次完成后续离散层面的滴液工序，直至所有离散层面的滴液工序完成；

S300、间歇式微波固化，将完成喷射成形的型芯连同粉床取出，置于微波炉中进行间歇式微波加热，待型芯完全固化后取出；

S400、浸润无机盐溶液，将微波固化后的型芯取出，浸润无机盐溶液，时间不超过5min；