水泵葉輪用複合陶瓷型芯及其製法的製作方法
2023-06-10 07:17:36
專利名稱：水泵葉輪用複合陶瓷型芯及其製法的製作方法
技術領域：
本發明屬於材料加工工程技術領域，具體涉及一種水泵葉輪用複合陶瓷型芯及其 製法。
背景技術：
水泵葉輪在水泵機械中是重要的零件，其內部的複雜結構都是通過在鑄型中放置 型芯來鑄造出來的。以往製造水泵葉輪時用的型芯是樹脂砂或是油砂材料，雖然其製作過 程不複雜，但是製成的型芯由於室溫及高溫強度都比較低，容易出現裂紋和斷裂等缺陷，成 品率不高，而且由於使用的砂子粒度偏高，導致型芯的表面光潔度不高，所以得到的葉輪鑄 件的表面光潔度和尺寸精度也不高。
發明內容
本發明的目的是提供一種工藝簡單、便於操作，型芯光潔度和尺寸精度高的水泵 葉輪用複合陶瓷型芯及其製法。本發明是通過如下技術方案來實現的即一種水泵葉輪用複合陶瓷型芯，其特徵在於各組分在複合陶瓷型芯中所佔的質 量份數為SiO2質量分數為30%的矽溶膠12 14份；280目 400目的耐火材料粉料32 36份；長度為3 5mm的玻璃纖維短切原絲2 4份；消泡劑15 17份；潰散劑1 2份；晶粒細化劑1 2份；上述原料中的潰散劑為食用葡萄糖粉。耐火材料粉料為電熔剛玉和碳酸鈣，兩者的份數比為電熔剛玉碳酸鈣= 1 0. 1 1。消泡劑為有機矽消泡劑、正辛醇和乙二醇丁醚磷酸酯中的任一種。晶粒細化劑為鋁酸鈷及其氧化物、鋁酸鐵及其氧化物、鋁酸鎳及其氧化物和矽酸 鹽及其氧化物中的任一種。一種水泵葉輪用複合陶瓷型芯的製造方法，其特徵在於包括如下步驟①採用12 14份S^2質量分數為30%的矽溶膠作為複合陶瓷型芯塗料的粘結 劑，採用32 36份的觀0目 400目的耐火材料粉料作為複合陶瓷型芯塗料的基本材料， 再加入2 4份長度為3 5mm的玻璃纖維短切原絲、15 17份的消泡劑、1 2份潰散 劑、1 2份晶粒細化劑，配製出複合陶瓷型芯的塗料；②採用乾燥硬化的膠凝方法，步驟為上塗料、撒砂、乾燥，如此重複多次以得到所 需厚度的型芯；
③焙燒焙燒溫度為950 1050°C，時間為0. 5 1小時。焙燒好的型殼應為白色或薔薇色，經焙燒後的複合陶瓷型芯具有水溶性的特點， 可用水予以去除。本發明與現有技術相比，具有如下優點1)採用矽溶膠作為複合陶瓷型芯的粘結劑，矽溶膠使用方便，易配成高粉液比的 優質塗料，塗料穩定性好，可簡化型芯的製作工藝，所制型殼高溫性能好；2)採用高耐火度的耐火材料粉料作為複合陶瓷型芯制芯的基本材料，可有效避免 在葉輪鑄造過程中出現粘沙等鑄造缺陷；3)在複合陶瓷型芯的配方中加入玻璃纖維短切絲、消泡劑、潰散劑以及晶粒細化 劑等成分，可有效提高複合陶瓷型芯的製備和使用性能；4)複合陶瓷型芯的製備過程採用乾燥硬化的膠凝方法，步驟為上塗料、撒砂、幹 燥。如此重複多次以得到所需厚度的型芯，使得型芯的製造工藝比較簡單，便於操作；5)複合陶瓷型芯的焙燒過程採用950 1050°C溫度下，焙燒0. 5 1小時的焙燒 工藝，可得到高溫性能優良的複合陶瓷型芯。經焙燒後的複合陶瓷型芯具有水溶性的特點， 可用水予以去除。
具體實施例方式以下是製作水泵葉輪用複合陶瓷型芯的具體操作步驟實施例11)採用12份矽溶膠(ω (SiO2 = 30% /Kg))作為複合陶瓷型芯塗料的粘結劑，採 用32份觀0目的高耐火度的耐火材料粉料(電熔剛玉碳酸鈣=1 0. 1)作為複合陶瓷 型芯塗料的基本材料，再加入2份低鹼的長度為3 5mm玻璃纖維短切原絲、15份消泡劑 (如ZF-100型有機矽消泡劑)、1份潰散劑(食用葡萄糖粉)以及1份晶粒細化劑(鋁酸鈷 及其氧化物)，將以上各組分均勻分散，充分相互混合和潤溼，採用低速連續式攪拌機來攪 拌塗料，經M小時不間斷的攪拌，配製出複合陶瓷型芯的塗料供制型芯時上塗料用。2)在複合陶瓷型芯的製備過程中採用採用乾燥硬化的膠凝方法。首先利用型芯模 具，將複合陶瓷型芯的塗料均勻塗抹在型芯模具的表面，然後撒砂(砂子的成分為電熔剛 玉及碳酸I丐，兩者的配比和塗料中兩者的配比相同)、再乾燥。如此重複多次可以得到所需 厚度的型芯。3)複合陶瓷型芯乾燥後需要經過焙燒的步驟，其焙燒過程採用950 1050°C焙燒 溫度，為使型芯燒透，達到溫度後應保溫0. 5 1小時。焙燒好的型殼應為白色或薔薇色， 經焙燒後的複合陶瓷型芯具有水溶性的特點，可用水予以去除。實施例21)採用13份矽溶膠(ω (SiO2 = 30% /Kg))作為複合陶瓷型芯塗料的粘結劑，採 用34份340目的高耐火度的耐火材料粉料(電熔剛玉碳酸鈣=1 0.5)作為複合陶瓷 型芯塗料的基本材料，再加入3份低鹼的長度為3 5mm玻璃纖維短切原絲、16份消泡劑 (正辛醇)、1.5份潰散劑(食用葡萄糖粉)以及1.5份晶粒細化劑(鋁酸鐵及其氧化物)， 將以上各組分均勻分散，充分相互混合和潤溼，採用低速連續式攪拌機來攪拌塗料，經M 小時不間斷的攪拌，配製出複合陶瓷型芯的塗料供制型芯時上塗料用。
2)在複合陶瓷型芯的製備過程中採用採用乾燥硬化的膠凝方法。首先利用型芯模 具，將複合陶瓷型芯的塗料均勻塗抹在型芯模具的表面，然後撒砂(砂子的成分為電熔剛 玉及碳酸I丐，兩者的配比和塗料中兩者的配比相同)、再乾燥。如此重複多次可以得到所需 厚度的型芯。3)複合陶瓷型芯乾燥後需要經過焙燒的步驟，其焙燒過程採用950 1050°C焙燒 溫度，為使型芯燒透，達到溫度後應保溫0. 5 1小時。焙燒好的型殼應為白色或薔薇色， 經焙燒後的複合陶瓷型芯具有水溶性的特點，可用水予以去除。實施例31)採用14份矽溶膠(ω (SiO2 = 30% /Kg))作為複合陶瓷型芯塗料的粘結劑，採 用36份400目的高耐火度的耐火材料粉料(電熔剛玉碳酸鈣=1 1)作為複合陶瓷型 芯塗料的基本材料，再加入4份低鹼的長度為3 5mm玻璃纖維短切原絲、17份消泡劑(消 泡劑GP (乙二醇丁醚磷酸酯))、2份潰散劑(食用葡萄糖粉)以及2份晶粒細化劑(鋁酸 鎳及其氧化物)，將以上各組分均勻分散，充分相互混合和潤溼，採用低速連續式攪拌機來 攪拌塗料，經M小時不間斷的攪拌，配製出複合陶瓷型芯的塗料供制型芯時上塗料用。2)在複合陶瓷型芯的製備過程中採用採用乾燥硬化的膠凝方法。首先利用型芯模 具，將複合陶瓷型芯的塗料均勻塗抹在型芯模具的表面，然後撒砂(砂子的成分為電熔剛 玉及碳酸I丐，兩者的配比和塗料中兩者的配比相同)、再乾燥。如此重複多次可以得到所需 厚度的型芯。3)複合陶瓷型芯乾燥後需要經過焙燒的步驟，其焙燒過程採用950 1050°C焙燒 溫度，為使型芯燒透，達到溫度後應保溫0. 5 1小時。焙燒好的型殼應為白色或薔薇色， 經焙燒後的複合陶瓷型芯具有水溶性的特點，可用水予以去除。以上3個實施例中矽溶膠塗料的塗料密度和塗料粘度值分列如下
權利要求
1.一種水泵葉輪用複合陶瓷型芯，其特徵在於各組分在複合陶瓷型芯中所佔的質量份 數為SiO2質量分數為30%的矽溶膠12 14份；280目 400目的耐火材料粉料32 36份；長度為3 5mm的玻璃纖維短切原絲2 4份；消泡劑15 17份；潰散劑1 2份；晶粒細化劑1 2份；上述原料中的潰散劑為食用葡萄糖粉。
2.根據權利要求1所述的水泵葉輪用複合陶瓷型芯，其特徵在於耐火材料粉料為電熔 剛玉和碳酸鈣，兩者的份數比為電熔剛玉碳酸鈣=1 0. 1 1。
3.根據權利要求1所述的水泵葉輪用複合陶瓷型芯，其特徵在於消泡劑為有機矽消泡 劑、正辛醇和乙二醇丁醚磷酸酯中的任一種。
4.根據權利要求1所述的水泵葉輪用複合陶瓷型芯，其特徵在於晶粒細化劑為鋁酸鈷 及其氧化物、鋁酸鐵及其氧化物、鋁酸鎳及其氧化物和矽酸鹽及其氧化物中的任一種。
5.一種水泵葉輪用複合陶瓷型芯的製造方法，其特徵在於包括如下步驟①採用12 14份SiO2質量分數為30%的矽溶膠作為複合陶瓷型芯塗料的粘結劑，採 用32 36份的觀0目 400目的耐火材料粉料作為複合陶瓷型芯塗料的基本材料，再加入 2 4份長度為3 5mm的玻璃纖維短切原絲、15 17份的消泡劑、1 2份潰散劑、1 2份晶粒細化劑，配製出複合陶瓷型芯的塗料；②採用乾燥硬化的膠凝方法，步驟為上塗料、撒砂、乾燥，如此重複多次以得到所需厚 度的型芯；③焙燒焙燒溫度為950 1050°C，時間為0.5 1小時。
全文摘要
本發明屬於材料加工工程技術領域，具體涉及一種水泵葉輪用複合陶瓷型芯及其製法，其特徵在於各組分的質量份數為SiO2質量分數為30％的矽溶膠12～14份；280目～400目的耐火材料粉料32～36份；長度為3～5mm的玻璃纖維短切原絲2～4份；消泡劑15～17份；潰散劑1～2份；晶粒細化劑1～2份；上述原料中的潰散劑為食用葡萄糖粉。本發明具有如下優點1)塗料穩定性好，所制型殼高溫性能好；2)可有效避免在葉輪鑄造過程中出現粘沙等鑄造缺陷；3)可有效提高複合陶瓷型芯的製備和使用性能；4)型芯的製造工藝比較簡單，便於操作；5)高溫性能優良。經焙燒後的複合陶瓷型芯具有水溶性的特點，可用水予以去除。
文檔編號C04B35/101GK102093040SQ20101057714
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月7日 優先權日2010年12月7日
發明者張勇, 王超 申請人:山東理工大學