一种二氧化硅含量为90%以上的陶瓷型芯的脱除方法技术

技术编号:25338377 阅读:34 留言:0更新日期:2020-08-21 16:53
本发明专利技术公开了一种二氧化硅含量为90%以上的陶瓷型芯的脱除方法,属于熔模铸造金属成型技术领域。本发明专利技术中碱液与二氧化硅发生化学反应,温度升高,反应速度加快,温度升高至170℃进行保温,同时在保温时进行高低压切换,借助压差使陶芯开裂,通过化学分解与物理剥离双管齐下的方式进行脱芯,在节约成本的前提下,不仅节约了脱芯的时间与频次,同时也提高了脱芯的效率,单次脱芯成功率达到97%。

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化硅含量为90%以上的陶瓷型芯的脱除方法
本专利技术涉及一种二氧化硅含量为90%以上的陶瓷型芯的脱除方法,属于熔模铸造金属成型

技术介绍
熔模精密铸造是生产高精度、低粗糙度、复杂形状铸件的有效方法,特别适合铸造昂贵金属和难加工金属,作为生产带陶芯人工关节、高温合金动导叶片和复杂结构件的一种主要方法,已成为先进制造技术的重要内容之一。熔模铸造的内腔大多是与外形一起通过挂涂料、撒型砂等方法形成的。当铸件内腔过于窄小或形状比较复杂,或内腔无法干燥硬化时,必须借助预先制备的陶瓷型芯来形成铸件内腔。在精铸空心产品时,陶瓷型芯在很大程度上决定了产品的尺寸精度、合格率和铸造成本。因此,陶瓷型芯一定是化学成分稳定、耐高温、强度高,但是随之而来的问题是:这类的陶芯非常难以脱除,且结构越复杂,脱芯难度越大。这个问题制约了带型腔复杂产品的生产。
技术实现思路
为了提高脱芯的效率,降低成本,克服复杂型腔有陶芯残留的问题,本专利技术提供了一种针对二氧化硅含量为90%以上、三氧化二铝含量为10%以下的陶瓷型芯的脱除方法。在节约成本的前提下,缩短脱芯的时间,提高脱芯的效率。本专利技术的技术方案如下:一种陶瓷型芯的脱除方法,所述脱除方法包括以下步骤:(1)将带有陶瓷型芯的零件固定在料框内,脱芯通道竖直向下放置;(2)在脱芯釜内加入碱液,使零件浸没在碱液中,关闭釜盖,加热使温度上升至170℃-190℃;(3)保温,同时在釜体内进行高低压切换,高压保持3-5min后切换为低压保持1-3min,高压为8-9bar,低压为3-5bar;(4)釜体中的剩余液体进入回用槽,清洗槽内的冷却水进入釜体,对釜体进行冲洗冷却,釜体温度低于50℃时打开釜盖,卸载料框,清洗脱芯釜内壁、零件表面及内腔后烘干,若有残芯,回到步骤(1)再脱芯。进一步地,步骤(1)开始前,先使用高压水枪清理料框底部的反应物,水枪压力为15-20bar,确保釜体内无白色物质。进一步地,步骤(2)中所述碱液为质量浓度为20%-25%的NaOH溶液。进一步地,第一次脱芯时,保温时间为9-10h。进一步地,再脱芯时,保温时间为5-6h。进一步地,所述陶瓷型芯的二氧化硅含量为90%以上,三氧化二铝含量为10%以下。本专利技术有益的技术效果:陶芯的主要成分是二氧化硅(酸性氧化物),使用的脱芯溶液主要是浓度为20%-25%的氢氧化钠溶液。常温下二氧化硅与氢氧化钠就能产生反应,高温蒸煮更能加速反应。现脱芯使用的温度为170℃-190℃。二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水,脱芯结束后,釜体中的剩余液体进入回用槽(剩余液体包括:氢氧化钠、硅酸钠、水),因为硅酸钠与氢氧化钠不产生反应,氢氧化钠与硅酸钠这两种物质中阳离子相同,区别在于阴离子不同,而硅酸根与氢氧根不会发生反应。二氧化硅与氢氧化钠发生化学反应产生的硅酸钠模数较小,分子结构较为稳定,易溶于水。所以不需要去定期清理或更换碱液槽中的槽液,只需添加即可。每次脱芯完成后,使用过的氢氧化钠冲入回用槽,回用槽中有一道溢流分栏,清液会溢流至隔壁槽体待下一次使用。因此,本专利技术提供的针对二氧化硅含量为90%以上、三氧化二铝含量为10%以下的陶瓷型芯的脱除方法具有以下优点:(1)节约了90%的物料成本,脱芯溶液可重复使用,只需定期补充消耗的液体;(2)减少了危废的产生,降低了处理危废的成本,冲洗水也能循环利用,每隔100炉整体更换一次;(3)在脱芯过程中还进行了高低压切换,巨大的压差使陶芯开裂,且溶液处于沸腾状态,又因脱芯通道竖直向下,极利于陶芯自然脱落;(4)通过化学分解与物理剥离双管齐下的方式对陶芯进行处理,在节约成本的前提下,不仅节约了脱芯的时间与频次,同时也提高了脱芯的效率,与以往的脱芯工艺(如公开号为CN110328341A的专利申请中记载的脱芯工艺)成本相比,本专利技术的脱芯成本仅为以往脱芯工艺的10%左右,针对二氧化硅含量为90%以上、三氧化二铝含量为10%以下的陶瓷型芯,单次脱芯成功率达到97%。附图说明图1:本专利技术所用脱芯设备示意图。具体实施方式检测是否有残芯的手段从准确性高低来排序依次为:1、灌粉拍片检查,即往零件中灌入与零件材料相同的金属粉末,需完成填充零件内腔,最后用胶带封堵灌入口,拍片检查。2、内窥镜检查,即使用1mm直径的光导探头深入产品内腔进行检查,实时图像传回检查仪。3、强光手电检查,即使用3000LUX的手电观察产品内腔。下面结合实施例,对本专利技术进行具体描述。本专利技术所用脱芯设备示意图见图1。实施例1先使用高压水枪清理料框底部的反应物,水枪压力为20bar,确保釜体内无白色物质,同时脱芯前对脱芯溶液进行化学分析,确保所使用的氢氧化钠浓度控制在20%。装炉前需把零件固定在料框内且脱芯通道必须向下放置。上述三个条件均准备充分后,往脱芯釜内加入氢氧化钠溶液,关闭釜盖,开始加热温度上升至170℃,保温后在釜体内进行高低压切换,高压保持4min后切换为低压保持2min,高压为10bar,低压为4bar。单次脱芯保温时间为10h。保温结束后,剩余液体先回回用槽,然后清洗槽内的冷却水进入釜体,对釜体进行冲洗冷却,釜体温度低于50℃时,釜体内的溶液重回清洗槽。冷却水重回清洗槽后可打开釜盖。用悬臂吊卸载料筐。在料筐被卸载之后,立即用高压清洗机对脱芯釜内壁进行彻底的清洗。使用高压水枪对零件表面及内腔进行冲洗,冲洗结束后,进行超声波清洗,单件至少5min,随后烘干。烘干完成后,使用强光手电对每一处脱芯通道进行残芯检查如有残芯,进行脱芯返工。需再次执行上述操作,再脱芯保温时间为5h。如需检测复杂型腔的产品是否有残芯可使用灌粉拍片检查,即往零件中灌入与零件材料相同的金属粉末,需完成填充零件内腔,最后用胶带封堵灌入口。或使用内窥镜检查,即使用1mm直径的光导探头深入产品内腔进行检查,实时图像传回检查仪。实施例2先使用高压水枪清理料框底部的反应物,水枪压力为15bar,确保釜体内无白色物质,同时脱芯前对脱芯溶液进行化学分析,确保所使用的氢氧化钠浓度控制在25%。装炉前需把零件固定在料框内且脱芯通道必须向下放置。上述三个条件均准备充分后,往脱芯釜内加入氢氧化钠溶液,关闭釜盖,开始加热温度上升至180℃,保温后在釜体内进行高低压切换,高压保持5min后切换为低压保持3min,高压为9bar,低压为3bar。单次脱芯保温时间为9h。保温结束后,剩余液体先回回用槽,然后清洗槽内的冷却水进入釜体,对釜体进行冲洗冷却,釜体温度低于50℃时,釜体内的溶液重回清洗槽。冷却水重回清洗槽后可打开釜盖。用悬臂吊卸载料筐。在料筐被卸载之后,立即用高压清洗机对脱芯釜内壁进行彻底的清洗。使用高压水枪对零件表面及内腔进行冲洗,冲洗结束后,进行超声波清洗,单件至少5min,随后烘干。烘干完成后,使用强光手电对每一处脱芯通道进行残芯检查如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陶瓷型芯的脱除方法,其特征在于,所述脱除方法包括以下步骤:/n(1)将带有陶瓷型芯的零件固定在料框内,脱芯通道竖直向下放置;/n(2)在脱芯釜内加入碱液,使零件浸没在碱液中,关闭釜盖,加热使温度上升至170℃-190℃;/n(3)保温,同时在釜体内进行高低压切换,高压保持3-5min后切换为低压保持1-3min,高压为8-9bar,低压为3-5bar;/n(4)釜体中的剩余液体进入回用槽,清洗槽内的冷却水进入釜体,对釜体进行冲洗冷却,釜体温度低于50℃时打开釜盖,卸载料框,清洗脱芯釜内壁、零件表面及内腔后烘干,若有残芯,回到步骤(1)再脱芯。/n

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷型芯的脱除方法,其特征在于,所述脱除方法包括以下步骤:
(1)将带有陶瓷型芯的零件固定在料框内,脱芯通道竖直向下放置;
(2)在脱芯釜内加入碱液,使零件浸没在碱液中,关闭釜盖,加热使温度上升至170℃-190℃;
(3)保温,同时在釜体内进行高低压切换,高压保持3-5min后切换为低压保持1-3min,高压为8-9bar,低压为3-5bar;
(4)釜体中的剩余液体进入回用槽,清洗槽内的冷却水进入釜体,对釜体进行冲洗冷却,釜体温度低于50℃时打开釜盖,卸载料框,清洗脱芯釜内壁、零件表面及内腔后烘干,若有残芯,回到步骤(1)再脱芯。


2.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:高子程李彦华鲁茂波陈晓旦邓静
申请(专利权)人:无锡卡仕精密科技有限公司
类型:发明
国别省市:江苏;32

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