一种基于单体熔盐的可溶型芯及其制备方法与应用技术

本发明专利技术“一种基于单体熔盐的可溶型芯及其制备方法与应用”，属于铸造技术领域。所述可溶型芯包括单体熔盐、二氧化硅、硅酸；所述单体熔盐为水溶性单体熔盐，且其熔点为40‑1500℃；所述单体熔盐、二氧化硅、硅酸的重量份配比为：单体熔盐80‑99份；二氧化硅1‑20份；硅酸1‑5份。本发明专利技术的可溶型芯水溶性好，铸件质量高，可溶型芯容易清除，脱芯时间短，常温下通过水即可清除，且熔盐除去水后可重复使用，成本低，节能环保。

Soluble core based on monomer molten salt and its preparation method and Application

The invention relates to a soluble core based on monomer molten salt and its preparation method and application, which belongs to the casting technology field. The soluble core includes monomer molten salt, silica and silicic acid; the monomer molten salt is water soluble monomer molten salt, and its melting point is 40 1500 degrees C; the weight ratio of the monomer molten salt, silica and silicic acid is: 80 monomer molten salt 99 copies; silica 1 1 20 copies; silicic acid 1 5 copies. The soluble core of the invention has good water solubility, high quality of castings, easy to remove the soluble core, short core removal time, clear water through water at normal temperature, and can be reused after the molten salt is removed, and the cost is low, and the energy saving and environmental protection is low.

【技术实现步骤摘要】
一种基于单体熔盐的可溶型芯及其制备方法与应用
本专利技术属于铸造
，特别是涉及一种基于单体熔盐的可溶型芯及其制备方法与应用。
技术介绍
型芯俗称“泥芯”、“芯子”。铸造时用以形成铸件内部结构，常由原砂和粘结剂(水玻璃、树脂等)配成的芯砂，在芯盒中手工或机器(如吹芯机、射芯机等)制成。芯盒用木材或金属制成。在浇铸前装置在铸型内，金属液浇入冷凝后，出砂时将它清除，在铸件中即可形成空腔。为增加型芯强度，通常在型芯内安置由铁丝或铸铁制成的骨架，称“芯骨”(俗称“泥芯骨”或“芯铁”)。在金属型铸造中，常用金属制的型芯，在金属凝固后及时拔除。在成批或大量生产较复杂的铸件(如气缸头等)、生产大型铸件时，型芯亦用以组成铸型，即称“组芯造型”。过去常用黏土、植物油、合脂作型芯黏结剂，现已组逐步被淘汰。现在，小批量生产铸件用自硬树脂、自硬水玻璃组作型芯黏结剂，大批量生产铸件用热芯盒、冷芯盒、覆膜砂工艺做型芯。型芯被应用于各个领域的零件制造中。型芯又可分为金属型芯、陶瓷型芯和可溶型芯。对于开口小的内腔，金属型芯往往无法抽芯，而且对于深孔抽芯时容易划伤表面,或需放宽加工余量。陶瓷型芯能够形成形状复杂、开口细小的内腔。然而陶瓷型芯的制备过程长而复杂，成本高，型芯从铸件脱除时，采用高温碱溶液会腐蚀铝合金铸件的表面，所以铝合金铸件不能采用陶瓷型芯。可溶型芯是采用能在常温下溶于溶剂的材料制成的。型芯在制模时放入压型型腔，然后注蜡。制好的熔模放在水或溶液里把型芯除掉，形成熔模的内腔。可溶型芯的使用工艺简单，可以制造金属型芯无法形成的内腔和避免使用金属型芯所带来的缺点。可溶型芯按其成形方法可分成两类：浇注成形的和压注成形的。浇注成形的可溶型芯通常是用尿素作主要原料。尿素型芯的强度高，收缩率小，但存在脆性大，吸湿性强，熔点高和污染作业环境等缺点。压注成形的可溶性型芯使用的材料是类似半固态蜡料的可溶性混合料。这种型芯脆性小，存放性好，型芯的尺寸精度和表面光洁度容易控制，适用于制造形状复杂的型芯。航天工业中所用的零件内腔尺寸精度要求严(±0.03～0.05mm)，表面光洁度要求高，精密制造中，通过机械加工，焊接成型，这样的部件质量差，效率低。而可溶性型芯可有效的解决上述问题。可溶芯比一般砂芯的强度高，耐热性好，不发气，可降低铸件的夹砂，气孔缺陷，导热性好，冷却快，减少局部应力的产生。低熔点合金铸造成可熔型芯，需要使用感应线圈加热的方式熔化掉型芯，过程复杂。因此，本领域亟需开发基于全新材料的可溶型芯，在保证尺寸精度高、表面光洁度好的同时，方便溶解脱芯，以便能更加便捷广泛地应用于各类制造行业，尤其是航天领域。
技术实现思路
基于本领域存在的上述客观问题及需求，本专利技术的目的在于提供一种基于单体熔盐的可溶型芯及其制备方法与应用。本专利技术所提供的可溶型芯具有很好的分散度、机械强度，能有效的提高可溶芯的机械性能，同时由于单体熔盐的水溶性好，能够方便的清洗掉可溶型芯和铸件表面残留物。本专利技术的技术方案如下：一种可溶型芯，其特征在于，包括单体熔盐、二氧化硅、硅酸；所述单体熔盐为水溶性单体熔盐，且其熔点为40-1500℃；所述单体熔盐、二氧化硅、硅酸的重量份配比为：单体熔盐80-99份；二氧化硅1-20份；硅酸1-5份。所述单体熔盐包括单体硝酸盐、单体碳酸盐、单体硫酸盐、单体硅酸盐、或单体氯化盐；或它们各自的含水结晶盐；所述单体硝酸盐包括：硝酸钾、硝酸钠、亚硝酸钠、硝酸锂、或硝酸钙等；或它们各自的含水结晶盐；例如，所述硝酸钙的含水结晶盐可以是四水硝酸钙等；所述单体碳酸盐包括：碳酸钾、碳酸钠、或碳酸锂等；或它们各自的含水结晶盐；例如，碳酸钠的含水结晶盐可以是一水碳酸钠、七水碳酸钠、或十水碳酸钠；所述单体硫酸盐包括：硫酸镁、硫酸钠等；或它们各自的含水结晶盐；例如，硫酸镁的含水结晶盐可以是七水硫酸镁；所述硫酸钠可以是十水合硫酸钠；所述单体硅酸盐包括：硅酸钠、硅酸锂、偏硅酸钠或二硅五氧酸钠等；或它们各自的含水结晶盐；例如，所述偏硅酸钠的含水结晶盐可以是五水偏硅酸钠、或九水偏硅酸钠；所述单体氯化盐包括：氯化钙、氯化钠、氯化镁等。或它们各自的含水结晶盐；例如，氯化镁的含水结晶盐可以是六水氯化镁。所述二氧化硅选自纳米二氧化硅，和/或水合二氧化硅。一种可溶型芯的制备方法，其特征在于，包括：将单体熔盐加热至熔融状态，形成熔融的单体熔盐体系；将二氧化硅和硅酸添加至所述熔融的单体熔盐体系中；所述单体熔盐为水溶性单体熔盐，且其熔点为40-1500℃；所述单体熔盐、二氧化硅、硅酸的重量份配比为：单体熔盐80-99份；二氧化硅1-20份；硅酸1-5份。所述的制备方法还包括：将二氧化硅和硅酸添加至所述熔融的单体熔盐体系中后继续加热保温12小时。所述的制备方法还包括：待添加了二氧化硅和硅酸的熔融的单体熔盐体系凝固后即制成所述可溶型芯。所述熔融的单体熔盐体系通过搅拌形成均一的熔融的单体熔盐体系；所述加热指梯度加热至熔融状态。所述单体熔盐包括单体硝酸盐、单体碳酸盐、单体硫酸盐、单体硅酸盐、或单体氯化盐；或它们各自的含水结晶盐；所述单体硝酸盐包括：硝酸钾、硝酸钠、亚硝酸钠、硝酸锂、或硝酸钙等；或它们各自的含水结晶盐；例如，所述硝酸钙的含水结晶盐可以是四水硝酸钙等；所述单体碳酸盐包括：碳酸钾、碳酸钠、或碳酸锂等；或它们各自的含水结晶盐；例如，碳酸钠的含水结晶盐可以是一水碳酸钠、七水碳酸钠、或十水碳酸钠；所述单体硫酸盐包括：硫酸镁、硫酸钠等；或它们各自的含水结晶盐；例如，硫酸镁的含水结晶盐可以是七水硫酸镁；所述硫酸钠可以是十水合硫酸钠；所述单体硅酸盐包括：硅酸钠、硅酸锂、偏硅酸钠或二硅五氧酸钠等；或它们各自的含水结晶盐；例如，所述偏硅酸钠的含水结晶盐可以是五水偏硅酸钠、或九水偏硅酸钠；所述单体氯化盐包括：氯化钙、氯化钠、氯化镁等。或它们各自的含水结晶盐；例如，氯化镁的含水结晶盐可以是六水氯化镁；所述二氧化硅选自纳米二氧化硅，和/或水合二氧化硅。所述的可溶型芯和/或所述的制备方法在铸造、模具领域的应用。本专利技术首先提供一种可溶型芯，其包括熔盐、二氧化硅、硅酸；所述熔盐、二氧化硅、硅酸的重量份配比为：熔盐80-99份；二氧化硅1-20份；硅酸1-5份。本专利技术采用熔盐作为型芯的基体材料，主要利用熔盐在高温下具有很好的流动性，粘度低，能很好的填充芯盒内腔结构，而在冷却后，又能凝固形成坚硬固体，且固体具有很高的强度这一特性，同时熔盐凝固后形成的固体又能溶解于水，即基于包含熔盐的基体材料制成的型芯通过水就能达到清除的目的。通过加入纳米二氧化硅、硅酸、水合二氧化硅提高型芯的抗弯强度。熔盐的熔点则可以通过调节二元熔盐和三元熔盐的组分，调节相应熔盐体系的熔点，以适应不同铸件材料的熔点特性需求。加入纳米二氧化硅、硅酸、水合二氧化硅的好处在于可提高型芯的抗弯强度。在具体的实施例中，所述熔盐选自单体熔盐或多元复合熔盐。在一些优选的实施例中，所述二氧化硅选自纳米二氧化硅，和/或水合二氧化硅。本专利技术的另一个方面还提供一种可溶型芯的制备方法，其特征在于，包括：将熔盐加热至熔融状态，形成熔融的熔盐体系，将二氧化硅和硅酸添加至所述熔融的熔盐体系中；所述熔盐为水溶性熔盐，且其熔点为40-1500℃；所述熔盐、二氧化硅、硅酸的重量份本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可溶型芯，其特征在于，包括单体熔盐、二氧化硅、硅酸；所述单体熔盐为水溶性单体熔盐，且其熔点为40‑1500℃；所述单体熔盐、二氧化硅、硅酸的重量份配比为：单体熔盐80‑99份；二氧化硅1‑20份；硅酸1‑5份。

【技术特征摘要】
2017.11.02 CN 201711066420X1.一种可溶型芯，其特征在于，包括单体熔盐、二氧化硅、硅酸；所述单体熔盐为水溶性单体熔盐，且其熔点为40-1500℃；所述单体熔盐、二氧化硅、硅酸的重量份配比为：单体熔盐80-99份；二氧化硅1-20份；硅酸1-5份。2.根据权利要求1所述的可溶型芯，其特征在于，所述单体熔盐包括单体硝酸盐、单体碳酸盐、单体硫酸盐、单体硅酸盐、或单体氯化盐；或它们各自的含水结晶盐；所述单体硝酸盐包括：硝酸钾、硝酸钠、亚硝酸钠、硝酸锂、或硝酸钙等；或它们各自的含水结晶盐；例如，所述硝酸钙的含水结晶盐可以是四水硝酸钙等；所述单体碳酸盐包括：碳酸钾、碳酸钠、或碳酸锂等；或它们各自的含水结晶盐；例如，碳酸钠的含水结晶盐可以是一水碳酸钠、七水碳酸钠、或十水碳酸钠；所述单体硫酸盐包括：硫酸镁、硫酸钠等；或它们各自的含水结晶盐；例如，硫酸镁的含水结晶盐可以是七水硫酸镁；所述硫酸钠可以是十水合硫酸钠；所述单体硅酸盐包括：硅酸钠、硅酸锂、偏硅酸钠或二硅五氧酸钠等；或它们各自的含水结晶盐；例如，所述偏硅酸钠的含水结晶盐可以是五水偏硅酸钠、或九水偏硅酸钠；所述单体氯化盐包括：氯化钙、氯化钠、氯化镁等。或它们各自的含水结晶盐；例如，氯化镁的含水结晶盐可以是六水氯化镁。3.根据权利要求1所述的可溶型芯，其特征在于，所述二氧化硅选自纳米二氧化硅，和/或水合二氧化硅。4.一种可溶型芯的制备方法，其特征在于，包括：将单体熔盐加热至熔融状态，形成熔融的单体熔盐体系；将二氧化硅和硅酸添加至所述熔融的单体熔盐体系中；所述单体熔盐为水溶性单体熔盐，且其熔点为40-1500℃；所述单体熔盐、二氧化硅、硅酸的重量份配...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾智勇，曾帆，
申请(专利权)人：深圳市爱能森科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44