[发明专利]一种防止定向试棒弯曲变形的型壳制备方法

说明书

本发明公开了一种防止定向试棒弯曲变形的型壳制备方法，属于陶瓷型壳制备技术领域。该制备工艺包括蜡棒压制、型壳制备、型壳的脱蜡和型壳的焙烧四个过程；其中：在蜡棒压制过程中，在蜡型模具中增加一条防变形的加强筋，从而增强试棒抗变形及抗收缩能力，在组合过程中也起到防止变形及抗收缩作用；在型壳的脱蜡过程中，加强筋从型壳底部脱除，从而达到抗收缩及变形的目的。

技术领域

本发明涉及陶瓷型壳制备技术领域，具体涉及一种防止定向试棒弯曲变形的型壳制备方法。

背景技术

熔模铸造(通常也称为“消失模铸造”或者“精密铸造”)应用于生产中的历史悠久。这种方法通常被用来生产具有优质表面质量、尺寸精确和复杂形状的产品。特别适用于生产具有复杂和净尽形几何形状的产品，因为机械加工很难实施且太过浪费。熔模铸造技术同样也是制造工艺品最古老的方法之一。随着技术的进步，熔模铸造成为金属铸造方法中最先进和通用的一种。熔模铸造的工艺流程主要包括：蜡模的制备、耐火材料的涂挂、脱蜡、烧壳、冶炼、脱壳和后处理，这一工艺流程与铸件质量密切相关。

定向凝固铸造过程中固、液界面前沿的温度梯度显著影响铸件的微观组织、强度和质量。高的温度梯度和凝固速度可使铸件组织细密、缺陷较少。随铸件长度的增加传统定向凝固中的温度梯度会显著降低，导致铸件中极易出现缩孔、斑点、等轴晶等缺陷。同时在制壳过程中，随铸件长度加大，铸件弯曲变形问题突出，尺寸精度下降明显，尤为体现在冶炼后高温合金定向试棒弯曲变形严重，尺寸问题突出。

高温合金常用的以莫来石为主晶相的A1₂O₃-SiO₂系烧结耐火材料型壳，在定向凝固过程中，由于温度梯度较大，在高温区定向凝固过程时间长，常产生开裂或软化变形，进而进一步影响试棒铸件的弯曲变形及尺寸精度。因此，探索一种新工艺以改善制壳前蜡模变形的问题，同时保证冶炼过程型壳不开裂软化，这成为了科研生产中急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防止定向试棒弯曲变形的型壳制备方法，该工艺能够改善试棒蜡件在压蜡及组合过程中的变形问题，保证冶炼过程型壳不开裂软化，保证试棒尺寸和质量。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种防止定向试棒弯曲变形的型壳制备方法，该制备方法包括蜡棒压制、型壳制备、型壳的脱蜡和型壳的焙烧四个过程；其中：在蜡棒压制过程中，在蜡型模具的型腔中置入加强筋，从而增强蜡棒抗变形能力，在蜡棒组合过程中也起到防止变形作用；在型壳的脱蜡过程中，加强筋从型壳底部脱除。

所述加强筋的轴向截面为工字型，加强筋的长度为定向试棒长度的95％，加强筋的端部直径为定向试棒直径的95％，所述加强筋的材料与蜡型模具相同。

该制备方法具体包括如下步骤：

(A)蜡棒制备：

压蜡前将加强筋浸入液态蜡中再取出，降至室温后加强筋外面包裹一层蜡膜；将包裹蜡膜的加强筋放入模具型腔中，然后将蜡料射入模具型腔内；最后取出带有加强筋的蜡棒，放在泡沫平面上自然冷却后组合；

(B)型壳制备，包括如下步骤(B1)-(B4)：

(B1)面层料浆配置：

面层料浆的原料为：EC95(320目)、硅溶胶830、润湿剂JFC和消泡剂正辛醇；其中：硅溶胶与EC95的重量比例为1：(3.5～4.25)，润湿剂的体积占硅溶胶体积的0.1～0.15％，消泡剂的体积占硅溶胶体积的0.1～0.15％；

(B2)加固层料浆配制：