[发明专利]一种铁模水玻璃砂覆型精密成形工艺

说明书

本发明涉及铸造与壳型制备技术领域，具体涉及一种铁模水玻璃砂覆型精密成形工艺。其以改性水玻璃为粘结剂，以硅砂为骨料，加入增强剂，采用加压水平或垂直射砂工艺，制备铁模水玻璃砂覆型铸型、进行浇注。本发明可用于绿色智能铸造领域，解决铸造的环保和中小件批产问题，其铸件的外观尺寸精度达CT8级以上，表面粗糙度Ra值为6.3～12.5。

技术领域

本发明涉及铸造与壳型制备技术领域，具体涉及一种铁模水玻璃砂覆型精密成形工艺。

背景技术

铁模覆砂铸造(Iron based coated sand)是有别于砂型铸造、消失模实型铸造、V法铸造、金属型铸造、壳型铸造、石蜡铸造、陶瓷铸造、钢丸铸造等铸造方法的一种半精密铸造方法，该方法采用与铸件外形近形的铸铁型腔作为砂箱铁型，近形的铁型上覆盖一层3~10㎜的覆膜砂砂胎形成铸型用于浇注成铸件--此即铁型覆砂铸造。

我国铁模覆砂铸造的应用研究起步于20世纪70年代，稍晚于国外。自1979年浙江省机电设计研究院与永康拖拉机厂合作首次将铁型覆砂铸造成功应用于S195曲轴的批量生产以来，都是采用射砂法覆模造型，选用流动性好的热固性酚醛树脂砂（覆膜砂）作铁模覆型材料。覆膜砂内型具有厚度小、强度高、发气大、溃散性好性能，结合外型铁模的可控冷却、可控凝固顺序的优点，大幅度提高铸件的质量，目前铁模覆砂铸造已经成为铸造生成主流工艺之一。然而，覆膜砂在固化及金属液浇注、凝固过程中均会放出大量的有毒气体，严重污染环境，一些发达国家已禁止使用。我国“13.5”已把解决环保问题提到重要位置，传统铁模覆砂（树脂砂覆型）有被淘汰的趋势，开发绿色环保型铁模覆砂已势在必行。水玻璃砂具有不燃烧、耐高温、不析出有毒物质的绿色铸造用砂，铁模水玻璃砂覆型必是21世纪的铁模覆砂的首选工艺。

发明内容

本发明针对目前广泛使用的铁模覆膜树脂砂造型发气大、有毒物排放问题，提供一种绿色环保型的铁模水玻璃砂覆型的造型工艺，从环保以及铸件质量两方面都具有推广价值，可以预见其会成为未来主流铸造工艺技术。

为达到上述目的，本发明的技术方案是一种铁模水玻璃砂覆型精密成形工艺，其是以改性水玻璃为粘结剂，以硅砂为骨料，加入一定量的增强剂，采用加压水平或垂直射砂工艺，制备铁模水玻璃砂覆型铸型、砂芯及其浇注的系统。

其以改性水玻璃为粘结剂，以硅砂为骨料，加入增强剂，采用加压水平或垂直射砂工艺，制备铁模水玻璃砂覆型铸型，进行浇注。

该方法的具体步骤如下：

步骤1：以两级粒度硅砂为骨料，以1.5～4.5%绿色环保型的改性水玻璃为无机高温粘结剂，加入0.1～2%的固化剂，在混砂机中高速搅拌混砂，混砂时间为20～60S；

所述改性水玻璃为沈阳汇亚通铸造材料有限责任公司出售的通用型号为W304的改性水玻璃。

步骤2：将步骤1混合好的水玻璃砂定量加入到射砂机中，采用加压方式将水玻璃砂射入模型，形成适宜厚度的带有水玻璃内砂套的铁模水玻璃砂覆型铸型；以防止水玻璃的快速固化，影响射砂效果；

步骤3：采用热固化或吹气固化的方法，快速固化模型中的型砂，然后喷涂醇基涂料；使铁模水玻璃砂覆型铸型具有高强度、高表面光洁度，满足铸造要求。

步骤4：进行浇注。

基于上述技术方案，浇注后，铸件尺寸和表面精度高，水玻璃壳型易于溃散，而且不扬尘、不生成有毒有害气体。有效解决水玻璃砂溃散性差，难以清理的问题，最重要的是解决了通用树脂覆膜砂有毒物排放问题。该工艺可应用于大批量中小件的高效率自动化生产，使智能绿色铸造成为可能。