一种复合精铸硅溶胶型壳的制壳方法技术

本发明专利技术公开了一种复合精铸硅溶胶型壳的制壳方法，包括以下步骤：S1、面层制壳；S2、过渡层制壳；S3、加固层制壳；S4、封浆层制壳；S5、脱蜡、焙烧。其中，加固层涂料包括下述原料：硅溶胶，锆英粉，碳酸钙包覆含碳纤维，碳酸钙晶须；封浆层涂料包括下述原料：硅溶胶，莫来石粉，锆英粉，碳酸钙包覆含碳纤维，碳酸钙晶须。本发明专利技术复合精铸硅溶胶型壳的制壳方法，制得的硅溶胶型壳兼具优良的透气性和耐高温强度。

A shell making method of composite investment casting silica sol shell

【技术实现步骤摘要】
一种复合精铸硅溶胶型壳的制壳方法
本专利技术涉及铸造造型制作
，尤其涉及一种复合精铸硅溶胶型壳的制壳方法。
技术介绍
熔模铸造也称为失蜡铸造，是指用蜡做成模型，在其外表包裹多层耐火材料、粘结剂等，加热使蜡熔化流出，从而得到由耐火材料形成的空壳，再将金属熔化后灌入空壳，冷却后得到铸件。在熔模铸造工艺中，型壳的透气性对铸件的质量有很大的影响。如果型壳透气性不好，型腔中气体排出困难,则在浇注过程中金属液中气体无法及时排出，就会在铸件上形成气孔等缺陷，造成铸件报废。因此，提高型壳的透气性至关重要。目前，通常在型壳中加入尼龙纤维、涤纶纤维、芳纶纤维、木纤维等含碳纤维，型壳焙烧时纤维分解，在型壳内部形成微孔隙，从而提高型壳的透气性。但是，这种方法对型壳的耐高温强度产生不良影响，限制了型壳的使用范围。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种复合精铸硅溶胶型壳的制壳方法，使制得的硅溶胶型壳兼具优良的透气性和耐高温强度。本专利技术提出的一种复合精铸硅溶胶型壳的制壳方法，包括以下步骤：S1、面层制壳：配制面层涂料，将组树后蜡模浸入所述面层涂料中涂挂，然后撒砂、干燥；S2、过渡层制壳：配制过渡层涂料，将面层干燥后的蜡模浸入所述过渡层涂料中涂挂，然后撒砂、干燥；S3、加固层制壳：配制加固层涂料，所述加固层涂料包括下述原料：硅溶胶，锆英粉，碳酸钙包覆含碳纤维，碳酸钙晶须；将过渡层干燥后的蜡模浸入所述加固层涂料中涂挂，然后撒砂、干燥；S4、封浆层制壳：配制封浆层涂料，所述封浆层涂料包括下述原料：硅溶胶，莫来石粉，锆英粉，碳酸钙包覆含碳纤维，碳酸钙晶须；将加固层干燥后的蜡模浸入所述封浆层涂料中涂挂，干燥；S5、脱蜡、焙烧：将步骤S4得到的型壳经过脱蜡、焙烧，然后冷却至常温，即得复合精铸硅溶胶型壳。优选地，所述碳酸钙包覆含碳纤维的制备方法为：将含碳纤维浸入0.1-0.2mol/L的氯化钙溶液中，通入二氧化碳，在25-30℃条件下搅拌反应1-2h，然后将纤维洗涤、烘干，即得碳酸钙包覆含碳纤维；所述含碳纤维与氯化钙的重量比为1:(3-5)。优选地，所述含碳纤维选自尼龙纤维、涤纶纤维或者芳纶纤维,所述含碳纤维的长度为3-4mm，直径为5-10μm。优选地，所述碳酸钙晶须的直径为3-5μm，长径比为10-20。优选地，所述面层涂料包括下述原料：硅溶胶，石英粉，聚乙烯醇，润湿剂，消泡剂；优选地，所述面层涂料包括下述重量份的原料：硅溶胶20-25，石英粉80-100，聚乙烯醇1-1.5，润湿剂0.2-0.3，消泡剂0.5-1。优选地，所述过渡层涂料包括下述原料：硅溶胶，石英粉，聚乙烯醇；优选地，所述过渡层涂料包括下述重量份的原料：硅溶胶20-25，石英粉80-100，聚乙烯醇1.5-2。优选地，所述加固层涂料包括下述重量份的原料：硅溶胶20-25，锆英粉80-100，碳酸钙包覆含碳纤维0.5-1，碳酸钙晶须0.5-1。优选地，所述封浆层涂料包括下述重量份的原料：硅溶胶20-25，莫来石粉20-30，锆英粉50-60，碳酸钙包覆含碳纤维0.5-1，碳酸钙晶须0.5-1。优选地，所述步骤S4中，脱蜡具体为：在压力为0.3-0.5Mpa的条件下蒸汽脱蜡10-15min。优选地，所述步骤S4中，焙烧具体为：先在500-600℃保温0.5-1h，然后升温至1050-1200℃保温1-2h。本专利技术的有益效果如下：本专利技术通过碳酸钙原位包覆含碳纤维，与碳酸钙晶须共同添加至加固层涂料、封浆层涂料中进行制壳。其中，碳酸钙原位包覆含碳纤维，在型壳的焙烧过程中，含碳纤维高温烧失，在型壳内部形成孔隙，提高型壳的透气性，而含碳纤维的碳酸钙包覆层和碳酸钙晶须与型壳中的SiO2在高温下发生如下反应：CaCO3+SiO2＝CaSiO3+CO2，其中，碳酸钙包覆层与SiO2反应生成的CaSiO3作为主网络骨架，碳酸钙晶须与SiO2反应生成的CaSiO3分布在型壳中，提高网络骨架的整体连续性，从而在型壳中形成交织的CaSiO3掺杂骨架，有利于提高型壳的高温强度；同时由于焙烧时CO2的释出，进一步提高型壳中的孔隙，从而提高型壳的透气性。通过上述方法，使制得的硅溶胶型壳兼具优良的透气性和耐高温强度。具体实施方式下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1一种复合精铸硅溶胶型壳的制壳方法，包括以下步骤：S1、面层制壳：配制面层涂料，其中面层涂料包括下述重量份的原料：硅溶胶20，石英粉80，聚乙烯醇1，润湿剂0.2，消泡剂0.；将组树后蜡模浸入面层涂料中涂挂，然后撒砂、干燥；S2、过渡层制壳：配制过渡层涂料，其中过渡层涂料包括下述重量份的原料：硅溶胶20，石英粉80，聚乙烯醇1.5；将面层干燥后的蜡模浸入过渡层涂料中涂挂，然后撒砂、干燥；S3、加固层制壳：配制加固层涂料，其中加固层涂料包括下述重量份的原料：硅溶胶20，锆英粉80，碳酸钙包覆尼龙纤维0.5，碳酸钙晶须0.5；将过渡层干燥后的蜡模浸入加固层涂料中涂挂，然后撒砂、干燥；S4、封浆层制壳：配制封浆层涂料，其中封浆层涂料包括下述重量份的原料：硅溶胶20，莫来石粉20，锆英粉50，碳酸钙包覆尼龙纤维0.5，碳酸钙晶须0.5；将加固层干燥后的蜡模浸入封浆层涂料中涂挂，干燥；S5、脱蜡、焙烧：将步骤S4得到的型壳在压力为0.3Mpa的条件下蒸汽脱蜡10min，然后先在500℃保温0.5h，再升温至1050℃保温1h，冷却至常温，即得复合精铸硅溶胶型壳。其中，碳酸钙包覆尼龙纤维的制备方法为：将尼龙纤维浸入0.1mol/L的氯化钙溶液中，通入二氧化碳，在25℃条件下搅拌反应1h，然后将纤维洗涤、烘干，即得；所述尼龙纤维与氯化钙的重量比为1:3。尼龙纤维的长度为3mm，直径为10μm；碳酸钙晶须的直径为4μm，长径比为15。实施例2一种复合精铸硅溶胶型壳的制壳方法，包括以下步骤：S1、面层制壳：配制面层涂料，其中面层涂料包括下述重量份的原料：硅溶胶20，石英粉80，聚乙烯醇1.1，润湿剂0.25，消泡剂0.6；将组树后蜡模浸入面层涂料中涂挂，然后撒砂、干燥；S2、过渡层制壳：配制过渡层涂料，其中过渡层涂料包括下述重量份的原料：硅溶胶20，石英粉80，聚乙烯醇1.8；将面层干燥后的蜡模浸入过渡层涂料中涂挂，然后撒砂、干燥；S3、加固层制壳：配制加固层涂料，其中加固层涂料包括下述重量份的原料：硅溶胶20，锆英粉80，碳酸钙包覆尼龙纤维0.6，碳酸钙晶须0.8；将过渡层干燥后的蜡模浸入加固层涂料中涂挂，然后撒砂、干燥；S4、封浆层制壳：配制封浆层涂料，其中封浆层涂料包括下述重量份的原料：硅溶胶20，莫来石粉20，锆英粉60，碳酸钙包覆尼龙纤维1，碳酸钙晶须0.8；将加固层干燥后的蜡模浸入封浆层涂料中涂挂，干燥；S5、脱蜡、焙烧：将步骤S4得到的型本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合精铸硅溶胶型壳的制壳方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、面层制壳：配制面层涂料，将组树后蜡模浸入所述面层涂料中涂挂，然后撒砂、干燥；/nS2、过渡层制壳：配制过渡层涂料，将面层干燥后的蜡模浸入所述过渡层涂料中涂挂，然后撒砂、干燥；/nS3、加固层制壳：配制加固层涂料，所述加固层涂料包括下述原料：硅溶胶，锆英粉，碳酸钙包覆含碳纤维，碳酸钙晶须；将过渡层干燥后的蜡模浸入所述加固层涂料中涂挂，然后撒砂、干燥；/nS4、封浆层制壳：配制封浆层涂料，所述封浆层涂料包括下述原料：硅溶胶，莫来石粉，锆英粉，碳酸钙包覆含碳纤维，碳酸钙晶须；将加固层干燥后的蜡模浸入所述封浆层涂料中涂挂，干燥；/nS5、脱蜡、焙烧：将步骤S4得到的型壳经过脱蜡、焙烧，然后冷却至常温，即得复合精铸硅溶胶型壳。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合精铸硅溶胶型壳的制壳方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、面层制壳：配制面层涂料，将组树后蜡模浸入所述面层涂料中涂挂，然后撒砂、干燥；
S2、过渡层制壳：配制过渡层涂料，将面层干燥后的蜡模浸入所述过渡层涂料中涂挂，然后撒砂、干燥；
S3、加固层制壳：配制加固层涂料，所述加固层涂料包括下述原料：硅溶胶，锆英粉，碳酸钙包覆含碳纤维，碳酸钙晶须；将过渡层干燥后的蜡模浸入所述加固层涂料中涂挂，然后撒砂、干燥；
S4、封浆层制壳：配制封浆层涂料，所述封浆层涂料包括下述原料：硅溶胶，莫来石粉，锆英粉，碳酸钙包覆含碳纤维，碳酸钙晶须；将加固层干燥后的蜡模浸入所述封浆层涂料中涂挂，干燥；
S5、脱蜡、焙烧：将步骤S4得到的型壳经过脱蜡、焙烧，然后冷却至常温，即得复合精铸硅溶胶型壳。


2.根据权利要求1所述的复合精铸硅溶胶型壳的制壳方法，其特征在于，所述碳酸钙包覆含碳纤维的制备方法为：将含碳纤维浸入0.1-0.2mol/L的氯化钙溶液中，通入二氧化碳，在25-30℃条件下搅拌反应1-2h，然后将纤维洗涤、烘干，即得碳酸钙包覆含碳纤维；所述含碳纤维与氯化钙的重量比为1:(3-5)。


3.根据权利要求1或2所述的复合精铸硅溶胶型壳的制壳方法，其特征在于，所述含碳纤维选自尼龙纤维、涤纶纤维或者芳纶纤维,所述含碳纤维的长度为3-4mm，直径为5-10μm。


4.根据权利要求1-3任一项所述的复合精铸硅溶胶型壳的制壳方法，其特征在于，所述碳酸钙晶须的直径为3-5μm，长径比为10-20。

【专利技术属性】
技术研发人员：袁桂忠，
申请(专利权)人：东风精密铸造安徽有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34