[发明专利]浇铸浆料

说明书

用于制造壳模的浇铸浆料，其包含粉末颗粒和粘合剂，其特征在于，该浇铸浆料包含表面活性剂。这种浇铸浆料在制造壳模中的应用。

发明领域

本公开涉及铸造领域，特别是失蜡铸造工艺，更具体地涉及在这种工艺中使用的浆料，特别是用于制造铸壳模具。

现有技术

自古以来，称为失蜡铸造或消失模铸造的铸造工艺本身是已知的。它们特别适合于生产形状复杂的金属部件。例如，失蜡铸造尤其用于制造涡轮发动机叶片或转子叶片部分。在失蜡铸造工艺中，第一步通常是制造壳模，这通常涉及用熔点相对较低的材料(例如蜡或树脂)制作模型，然后在其周围形成耐火材料的壳。在破坏模型(通常通过从壳模内部抽出模型来进行，这些工艺由此得名)之后，将熔融金属倒入该模具中，以填充由于模具中的模型被抽出后形成的腔体。一旦金属冷却并固化，就可以打开或破坏模具，以回收符合模型形状的金属部件。

为了制造壳模，通常将蜡模浸入浇铸浆料中，然后涂上沙子并干燥。可以重复这些操作，以形成几层并获得所需的壳模厚度和机械强度。

在实践中，生产大量浇铸浆料以使用数月，但其性能会随着时间而劣化，这会影响壳模的质量。抵消这种降解的已知方法是通过用新近制造的浆料稀释旧浆料来再生浆料，这部分地恢复了浆料的性能。然而，该方法导致性质的明显波动，其作用是短暂的，并且相当大比例的旧浆料被丢弃。

或者，可以使用一些添加剂，但是这些添加剂都不能达到令人满意地程度，因为浆料的一个参数的改进被另一参数的不可接受的劣化所抵消。

因此，需要一种新型的随着时间推移具有增加的稳定性的浇铸浆料。

发明内容

为此目的，本发明涉及一种用于制造壳模的浇铸浆料，其包含粉末颗粒和粘合剂，其特征在于，其包含遮盖力稳定表面活性剂。

浇铸浆料是适用于形成向其中倒入熔融金属的壳模的浆料。特别地，与任何悬浮液不同，这种浆料包含粘合剂，即确保粉末颗粒之间的内聚并在未烧制时和烧结后赋予壳模以机械强度的化合物。粘合剂可以是无机的。粘合剂的例子将在下面给出。典型地，粉末颗粒可以是沙粒(也称为“粉”)，特别是耐火颗粒，通常具有1微米至100微米的直径。

表面活性剂，也称为表面剂，是改变两个表面之间，例如混合物中两种化合物之间的表面张力的化合物。出人意料的是，发明人发现向浇铸浆料中添加特定的表面活性剂明显稳定了浆料的遮盖力，即其在浸泡和沥干后保持在给定表面上的能力(以每单位面积的质量计)。相反，在没有稳定遮盖力的表面活性剂的情况下，现有技术的浆液的遮盖力随着时间推移往往增加而没有稳定。

已经知道一些表面活性剂被作为分散剂来使某些悬浮液流化，但是对于这些悬浮液，由于不存在粘合剂，它们不能稳定遮盖力。相反，在本公开的浆料中，遮盖力稳定表面活性剂改变了粘合剂与粉末颗粒之间的相互作用，从而使浆料的遮盖力稳定。通常，先前用作流化剂或分散剂的化合物对遮盖力没有影响。

另外，表面活性剂还稳定浆料的粘度。

因此，根据本公开的浆料具有一定的组成，其具有随时间稳定的关键参数(粘度，pH，密度等)，尤其是随时间稳定的遮盖力，从而改善了壳模制造工艺的可重复性并且极大地限制了与浆料的传统再生相关的废物量。

在一些实施方式中，表面活性剂的碳链包含至多4800个碳原子，优选至多2000个碳原子，更优选至多1000个碳原子，更优选至多500个碳原子，最优选至多100个碳原子。这防止了浆料变稠，因为粘合剂分子可能缠结在太长的碳链中。

在一些实施方式中，表面活性剂不包含氨离子。由于氨离子倾向于引起粘合剂胶凝，因此使用这种表面活性剂可以进一步稳定浆料。

在一些实施方式中，表面活性剂不改变浆料的pH，其变化保持在±5％以内。换句话说，在添加表面活性剂之前和之后，浆料的pH变化小于±5％。这使浆料与壳模制造工艺的其他规格兼容。