一种新型消失模铸造型壳制造技术

本实用新型专利技术属于消失模技术领域，具体的讲涉及一种新型消失模铸造型壳。其包括耐火涂料构成的面层，耐火涂料和型砂骨料构成的背层以及设置在面层和背层之间的复合层；其中，所述耐火涂料包括耐火粉末、粘结剂、润湿剂、悬浮剂和消泡剂，所述复合层由耐火涂料与纤维布交替层叠构成。该新型消失模铸造型壳特别适用于大型厚壁钢件的消失模铸造，可以有效避免因型壳涂料强度不足导致的塌箱问题。涂料强度不足导致的塌箱问题。涂料强度不足导致的塌箱问题。

【技术实现步骤摘要】
一种新型消失模铸造型壳


[0001]本技术属于消失模
，具体的讲涉及一种新型消失模铸造型壳。

技术介绍

[0002]消失模壳型铸造是指使用泡沫作为模型材料，在模样表面包覆若干层耐火材料制成型壳，再将泡沫模样熔化排出型壳，从而获得无分型面的铸型，经高温焙烧后即可填砂浇注的铸造方案，具有铸件表面尺寸精度高和粗糙度低等优点，可以减少加工余量，适用于生产形状复杂、精度要求高、或很难进行机械加工的小型零件，如涡轮发动机的叶片等。
[0003]受到型壳强度的限制，消失模铸造一般用于薄铸钢件，型壳涂料的主要组成部分为耐火材料、粘结剂、载体、悬浮剂及其他助剂，其作用是熔化排出，能使金属液流入铸造型腔前，消失模热解的气体和液态产物沿型壳气隙顺利通过；再就是隔离作用，可有效防止铸件粘砂、砂眼等铸造缺陷；三是增强作用，能够提高泡沫模型的强度和刚度，防止模样在运输、填砂震动时产生变形和破坏。涂料的强度分为室温强度和高温强度，室温下，涂料需和泡沫型紧密结合，以提高模样的刚度和强度，防止涂层被破坏；浇注过程中（温度在1500℃左右），涂料成为隔离金属液和干砂的重要屏障，需要高温时具有足够的强度以获得合格铸件。但是对于大型厚铸钢件在实际浇注过程中需先烧泡沫模型，这是由于铸钢的凝固温度与出炉温度差较小，若不烧模则其会影响铸钢的充型能力，但先烧泡沫模型，其燃点在427℃左右，消失模型壳涂料中起常温强度的有机材料在400
‑
500℃左右易失去强度，导致塌箱等问题。

技术实现思路

[0004]本技术的目的就是提供一种增强结构的新型消失模铸造型壳，可消除大型厚壁铸钢件因型壳涂料强度不足导致的塌箱问题。
[0005]为实现上述目的，本技术所采用的技术方案为：
[0006]一种新型消失模铸造型壳，其特征在于：包括耐火涂料构成的面层，耐火涂料和型砂骨料构成的背层以及设置在面层和背层之间的复合层；其中，所述耐火涂料包括耐火粉末、粘结剂、润湿剂、悬浮剂和消泡剂，所述复合层由耐火涂料与纤维布交替层叠构成。
[0007]构成上述一种新型消失模铸造型壳的附加技术特征还包括：
[0008]——所述纤维布为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维或者陶瓷纤维复合材料构成；
[0009]——所述面层的耐火涂料中耐火粉末为镁砂、珠光粉和云母粉；所述背层的型砂骨料为莫来石砂、宝珠砂或改性水玻璃砂；
[0010]——所述耐火涂料的粘接剂为硅溶胶或者水玻璃溶胶；
[0011]——所述耐火涂料的粘结剂为氧化铝溶胶，耐火粉末为氧化铝粉或白刚玉粉。
[0012]本技术所提供的一种新型消失模铸造型壳同现有技术相比，具有以下优点：由于该新型的消失模铸造型壳是由耐火涂料构成的面层、背层以及设置在面层和背层之间的复合层构成的增强结构，其中，复合层由耐火涂料与纤维布交替层叠构成，可有效解决在
铸钢消失模烧模阶段型壳涂料强度低的问题，同时还可以阻挡由于漏包浇铸对壳型的冲击作用，显著降低塌箱几率，并且复合层中的耐火涂料包括耐火粉末、粘结剂、润湿剂、悬浮剂、消泡剂等助剂，增强了纤维布的韧性强度，且保持较好的透气排出功能，在进行大型厚壁钢件消失模铸造工艺中，型壳结构稳定，铸造成型质量好，尺寸精度、表面平整度优异，铸造成型的钢件内部致密，不存在气孔缺陷。
附图说明
[0013]图1为本技术消失模铸造型壳的结构示意图。
具体实施方式
[0014]下面结合附图对本技术所提供的一种新型消失模铸造型壳的结构和工作原理作进一步的详细说明。
[0015]参见图1，构成该新型消失模铸造型壳的结构包括耐火涂料构成的面层，耐火涂料和型砂骨料构成的背层以及设置在面层1和背层2之间的复合层3；其中，耐火涂料包括耐火粉末、粘结剂、润湿剂、悬浮剂和消泡剂，复合层3由耐火涂料31与纤维布32交替层叠构成。
[0016]其工作原理为：将耐火涂料包括耐火粉末、粘结剂、润湿剂、悬浮剂和消泡剂均匀混合后涂刷在消失模型a的表面形成型壳的面层1，在面层1的外部涂刷耐火涂料和纤维布交替层叠形成复合层3，在复合层3外侧耐火涂料上填充（喷洒）型砂骨料，形成型壳的背层2，即构成了具有增强结构的消失模型壳，在进行大型厚壁钢件消失模铸造时，型壳结构强度高、透气性好，不易出现塌箱问题。
[0017]在构成上述新型消失模铸造型壳的结构中，
[0018]——一个实施例中，在厚壁钢铸件消失模a的外侧依次设置面层1、复合层3和背层2构成的型壳，由于该铸钢件吨重在7吨左右，设计其铸造毛坯吨重在10吨左右，根据吨重设计，型壳复合层3内耐火涂料31和纤维布32交替层叠至少在重复三次以上，以保证铸钢件在浇注过程中不塌箱；
[0019]复合层3的耐火涂料31和纤维布32为层状相间结构，即一层涂料一层纤维布，其中耐火涂料31的厚度约为0.5mm，面层1的耐火涂料中耐火粉末为镁砂、珠光粉和云母粉，背层2的型砂骨料为莫来石砂、宝珠砂或改性水玻璃砂，经消失模铸造，该铸件并未塌箱，并且表面质量良好；
[0020]——优选地，上述纤维布32为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维或者陶瓷纤维复合材料构成，纤维复合材料是由纤维材料与基体材料（树脂）按一定的比例混合后形成的高性能型材料，具有质轻而硬，不导电，机械强度高，回收利用少，耐腐蚀等等诸多优点，在对消失模型壳进行结构强化后，型壳弹性模量降低，抗拉强度、抗剪切强度明显提高，但是重量没有较大变化，型壳透气性良好；
[0021]——上述耐火涂料31的粘接剂为硅溶胶或者水玻璃溶胶，在本实施例中，也可以在型壳面层1使用硅溶胶，在背层2中使用水玻璃溶胶，形成复合结构的陶瓷型壳，优选地，耐火涂料31的粘结剂选择氧化铝溶胶，耐火粉末为氧化铝粉或白刚玉粉，此种搭配特别适用于铝锂合金的消失模铸造，该涂料使得焙烧后的型壳面层1只有纯净的氧化铝，减少了夹杂缺陷，且氧化铝和锂金属反应比较微弱，只有很薄的一层致密的界面层1,仅有8～12um，
对于厚壁铸件表面粗糙度和尺寸精度几乎没有影响，避免了界面层1呈现凹凸不平的状态，减少了后续机械加工的工作量。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型消失模铸造型壳，其特征在于：包括耐火涂料构成的面层，耐火涂料和型砂骨料构成的背层以及设置在面层和背层之间的复合层；其中，所述复合层由耐火涂料与纤维布交替层叠构成。2.根据权利要求1所述的一种新型消失模铸造型壳，其特征在于：所述纤维布为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维或者陶瓷纤维复合材料构成。3.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆艳，王杰，于凯伦，罗立阳，赵红图，田宇，孟晓玉，马丽，李明，石新英，安晓楠，
申请(专利权)人：衡水中裕铁信装备工程有限公司，
类型：新型
国别省市：