[发明专利]一种半固态压铸制备水溶盐芯的方法及水溶盐芯的使用方法

说明书

本发明公开了一种半固态压铸制备水溶盐芯的方法及水溶盐芯的使用方法，属于铸造技术领域。本发明首先对无机盐及添加剂进行烘干、混配以及球磨等预处理，进而将无机盐熔化，并通过添加纳米级无机盐粉末及控温冷却制备半固态熔盐浆料后实施高压压铸，高压压铸所得半成品经缓冷并加工去除浇冒系统，即获得备用或可直接使用的熔融盐芯。采用本发明的成型工艺可有效提高型芯的成型效率及熔盐的凝固收缩，提升型芯强韧性。

技术领域

本发明属于铸造技术领域，具体涉及一种利用高压铸造工艺制备水溶型芯的工艺及水溶盐芯的使用方法。

背景技术

复杂内腔及弯曲孔道铸件在现代工业中具有非常广泛的应用。由于树脂砂芯在制备复杂内腔铸件时，有机树脂在高温金属液的作用下会发生裂解产生大量气体，从而导致铸件内壁产生气孔以及有毒有害气体污染环境等问题，且在节能降耗的背景下，铸件低温浇铸又使得型芯溃散性能不佳，复杂内腔及弯曲孔道铸件脱芯十分困难。因此，具有优异水溶溃散性能以及环境友好特性的水溶型芯在此类铸件的成型中具有广泛的应用前景。

水溶型芯种类繁多，然而大多数型芯强度较低，一般仅适用于重力铸造，而用于压力铸造特别是高压铸造的水溶型芯的报道相对较少。从近年公布的专利文献来看，用于压力铸造的水溶盐芯成型工艺主要有压制烧结、熔融浇铸和压力铸造等几种典型的工艺形式。如：专利CN200710113017.8公布了一种以氯化钠粉、金红石型氧化钛粉、氧化铝粉等为原料用于制备油冷活塞用盐芯的工艺；专利CN201710117447.0也公布了一种用于铝合金活塞铸造用的耐高压盐芯。上述这类制备水溶盐芯的方法均为压制烧结工艺，而该工艺存在需要专用高压设备且仅适用于成型简单的结构型芯，且其成型工艺流程长。

专利CN202010703060.5、CN202010703905.0公布了一种以NaCl和Na₂SO₄等为原料制备水溶盐芯的工艺和方法，所得水溶盐芯的抗弯强度可达20MPa以上。樊自田等在《铝镁合金铸件用复合硫酸盐水溶性砂芯性能的研究》中亦介绍了以硫酸镁等为原料制备压铸用型芯的工艺方法。这些型芯的成型均采用熔融浇铸工艺，该工艺将熔融无机盐浇铸于型芯模具中，待其冷却后即可得到所需型芯。然而，由于盐芯存在吸潮问题，压制的型芯必须快速投入使用或置于干燥箱内保存，这导致该工艺存在使用效率较低，不能满足现代工业流程化生产要求的缺点。专利CN201810877770.2和CN202011125362.5分别公布了一种以NaCl为主要原料，通过熔融压铸成型制备型芯的方法，然而，由于压铸适合于成型薄壁铸件，且熔盐的凝固收缩较大，因此在制备较大尺寸盐芯时存在盐芯缩孔较大、致密度不够等问题，严重影响型芯的强度和服役性能。

发明内容

1.要解决的问题

本发明的目的在于解决现有水溶盐芯制备工艺存在的以上问题，提供了一种半固态压铸制备水溶盐芯的方法，该方法既可以实现水溶盐芯的高效成型，又能获得适用于压力铸造用高强韧易水溶溃散的水溶盐芯。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

本发明的一种半固态压铸制备水溶盐芯的方法，向熔融无机盐中添加对应微米级无机盐粉末，制备得到半固态熔盐浆料；然后采用压铸工艺使半固态浆料充填盐芯压铸模具，即成型得到水溶盐芯。

熔盐凝固过程中的液态收缩很大，其凝固时有较大的缩孔产生倾向，从而影响所得水溶盐芯的性能。而本发明采用半固态压铸技术，由于所浇铸的熔盐进入固液两相温度区间，且在一定压力下凝固，大大减小了液态收缩占整个凝固过程中的收缩比例，降低了缩松缩孔产生的可能性，提升了压铸盐芯的致密度，从而大大提升了制备所得水溶盐芯的性能。