一種鋁合金熔模精密鑄件的製備方法及其使用的粘結劑與流程
2023-11-11 04:14:52
本發明屬於鋁合金熔模精密鑄件技術領域，涉及一種鋁合金熔模精密鑄件的製備方法；還涉及上述方法使用的粘結劑。
背景技術：
在鋁合金熔模精密鑄造中，當鑄件型腔複雜，無法採用常規制殼方法生產時，通常採用單獨制芯結合熔模鑄造進行生產。由於石膏製作型芯強度高，後期易脫芯且石膏成本低，因此是鋁合金熔模精密鑄造使用最為廣泛的制芯材料。由於石膏材料自身物理特性，硬化過程中石膏體積膨脹，所以石膏型芯不易出模，石膏型芯模具多以活塊結構為主，結構複雜。如果鑄件型腔結構複雜，石膏型芯模具無法完成整體型芯的製作，設計時，通常將型芯分割成幾個部分，然後通過適當的粘結劑進行連接，從而形成鑄件型芯。
石膏型芯常用粘結劑是水玻璃，但型芯在後期模殼焙燒過程中易出現發泡，以及白色矽酸鈉固體，且粘結部位強度低，鑄件澆注後易出現夾渣，偏芯等問題導致鑄件報廢。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種鋁合金熔模精密鑄件的製備方法，該方法採用上店粉與矽溶膠製成的粘結劑，解決了石膏型芯模殼焙燒後粘結強度低，及易出現的夾渣和偏芯的問題。
本發明的目的還在於提供上述方法中使用的粘結劑。
本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：
這種鋁合金熔模精密鑄件的製備方法，包括
步驟1，使用石膏粉和水質量比為3：1配比製得石膏灌製得到型芯模具，形成需要粘結的石膏型芯分部；
步驟2，將矽溶膠和上店粉以質量比為2.6-2.9:1配備製得粘結劑，並將粘結劑塗在石膏型芯分部進行粘結，然後靜置風乾，得到整體型芯；
步驟3，將整體型芯在150-250℃環境下進行低溫焙燒3h，得到第一整體型芯；
步驟4，將第一整體型芯放置在沸騰的石蠟中，浸蠟10-30min，冷卻後得到浸蠟的整體型芯；
步驟5，將浸蠟的整體型芯壓製成鑄件蠟模，並製備模組所需的澆道，將浸蠟的整體型芯與澆道進行組型，得到組型的模組；
步驟6，使用漿料和背砂對組型的模組進行分層塗掛，然後進行脫蠟；
步驟7，將脫蠟後的模殼進行高溫焙燒，得到模殼；
步驟8，對模殼進行熔模澆注，形成鑄件。
更進一步的，本發明的特點還在於：
其中步驟2中靜置風乾1-2h。
其中步驟12中的高溫焙燒為每升溫100℃保溫1h，持續升溫至730-750℃後，保溫2h。
其中步驟5中的鑄件蠟模的表面光潔。
其中步驟2中粘結之後去除多餘的粘結劑。
本發明還提供了一種用於上述製備方法的粘結劑，包括矽溶膠和上店粉混合製成，其中矽溶膠和上店粉的質量比為2.6-2.9：1，其中上店粉為325目的上店粉。
本發明的有益效果是：使用上店粉和矽溶膠配製的粘結劑能夠改善石膏型芯模塊焙燒後粘結強度低、夾渣及偏芯的問題，提高了鑄件成品的合格率；並且該粘結劑製造成本低，配製簡單，在降低了鑄件製備的生產成本，同時提高了生產效率和質量。
具體實施方式
下面結合具體實施方式對本發明做進一步詳細描述：
本發明提供了一種鋁合金熔模精密鑄件的製備方法，包括以下步驟：
步驟1，使用石膏粉和水質量比為3：1配比製得石膏灌製得到型芯模具，形成需要粘結的石膏型芯分部，並且對石膏型芯分部進行修補。
步驟2，將矽溶膠和上店粉以質量比為2.6-2.9:1配備製得粘結劑，並將粘結劑塗在石膏型芯分部進行粘結，並且去除多餘的粘結劑，然後靜置風乾1-2h，得到整體型芯。
步驟3，將整體型芯在150-250℃環境下進行低溫焙燒3h，得到第一整體型芯，同時確保第一整體型芯表面無裂紋、無缺肉、無毛刺。
步驟4，將第一整體型芯放置在沸騰的石蠟中，浸蠟10-30min，至第一整體型芯無氣泡產生，冷卻後得到浸蠟的整體型芯。
步驟5，將浸蠟的整體型芯壓製成鑄件蠟模，同時修整鑄件蠟模的表面，保證表面質量光潔；然後製備模組所需的澆道，將浸蠟的整體型芯與澆道進行組型，得到組型的模組，保證組型的模具無蠟流、無焊縫。
步驟6，使用漿料和背砂對組型的模組進行分層塗掛，然後在脫蠟釜中進行脫蠟。
步驟7，將脫蠟後的模殼進行高溫焙燒，具體過程是每升溫100℃保溫1h，持續升溫至730-750℃後，保溫2h，之後得到模殼。
步驟8，對模殼進行熔模澆注，形成鑄件。
本發明還提供了用於鋁合金熔模精密鑄件的製備方法的粘結劑，包括矽溶膠和上店粉混合製成，其中矽溶膠和上店粉的質量比為2.6-2.9：1；其中上店粉為325目的上店粉。
本發明的具體實施例是：
實施例1
製備某型發動機用鋁合金鑄件，其具體過程為：
步驟1，使用石膏粉和水質量比為3：1配比製得石膏灌製得到型芯模具，形成需要粘結的石膏型芯分部，並且對石膏型芯分部進行修補。
步驟2，將矽溶膠和上店粉以質量比為2.65:1配備製得粘結劑，並將粘結劑塗在石膏型芯分部進行粘結，並且去除多餘的粘結劑，然後靜置風乾1h，得到整體型芯。
步驟3，將整體型芯在200℃環境下進行低溫焙燒3h，得到第一整體型芯，同時確保第一整體型芯表面無裂紋、無缺肉、無毛刺。
步驟4，將第一整體型芯放置在沸騰的石蠟中，浸蠟10min，至第一整體型芯無氣泡產生，冷卻後得到浸蠟的整體型芯。
步驟5，將浸蠟的整體型芯壓製成鑄件蠟模，同時修整鑄件蠟模的表面，保證表面質量光潔；然後製備模組所需的澆道，將浸蠟的整體型芯與澆道進行組型，得到組型的模組，保證組型的模具無蠟流、無焊縫。
步驟6，使用漿料和背砂對組型的模組進行分層塗掛，然後在脫蠟釜中進行脫蠟，脫蠟參數為850℃，脫蠟20min。
步驟7，將脫蠟後的模殼進行高溫焙燒，具體過程是每升溫100℃保溫1h，持續升溫至750℃後，保溫2h，之後得到模殼。
步驟8，對模殼進行熔模澆注，形成鑄件。
製得的鑄件經過X光檢驗後，鑄件內部質量達到HB963Ⅱ類件標準，明顯改善了鑄件內部夾渣、偏芯等問題。
實施例2
製備某型發動機用鋁合金鑄件，其具體過程為：
步驟1，使用石膏粉和水質量比為3：1配比製得石膏灌製得到型芯模具，形成需要粘結的石膏型芯分部，並且對石膏型芯分部進行修補。
步驟2，將矽溶膠和上店粉以質量比為2.70:1配備製得粘結劑，並將粘結劑塗在石膏型芯分部進行粘結，並且去除多餘的粘結劑，然後靜置風乾1h，得到整體型芯。
步驟3，將整體型芯在200℃環境下進行低溫焙燒3h，得到第一整體型芯，同時確保第一整體型芯表面無裂紋、無缺肉、無毛刺。
步驟4，將第一整體型芯放置在沸騰的石蠟中，浸蠟20min，至第一整體型芯無氣泡產生，冷卻後得到浸蠟的整體型芯。
步驟5，將浸蠟的整體型芯壓製成鑄件蠟模，同時修整鑄件蠟模的表面，保證表面質量光潔；然後製備模組所需的澆道，將浸蠟的整體型芯與澆道進行組型，得到組型的模組，保證組型的模具無蠟流、無焊縫。
步驟6，使用漿料和背砂對組型的模組進行分層塗掛，然後在脫蠟釜中進行脫蠟，脫蠟參數為850℃，脫蠟20min。
步驟7，將脫蠟後的模殼進行高溫焙燒，具體過程是每升溫100℃保溫1h，持續升溫至730℃後，保溫2h，之後得到模殼。
步驟8，對模殼進行熔模澆注，形成鑄件。
製得的鑄件經過X光檢驗後，鑄件內部質量達到HB963Ⅱ類件標準，明顯改善了鑄件內部夾渣、偏芯等問題。
實施例3
製備某型發動機用鋁合金鑄件，其具體過程為：
步驟1，使用石膏粉和水質量比為3：1配比製得石膏灌製得到型芯模具，形成需要粘結的石膏型芯分部，並且對石膏型芯分部進行修補。
步驟2，將矽溶膠和上店粉以質量比為2.60:1配備製得粘結劑，並將粘結劑塗在石膏型芯分部進行粘結，並且去除多餘的粘結劑，然後靜置風乾1h，得到整體型芯。
步驟3，將整體型芯在200℃環境下進行低溫焙燒3h，得到第一整體型芯，同時確保第一整體型芯表面無裂紋、無缺肉、無毛刺。
步驟4，將第一整體型芯放置在沸騰的石蠟中，浸蠟30min，至第一整體型芯無氣泡產生，冷卻後得到浸蠟的整體型芯。
步驟5，將浸蠟的整體型芯壓製成鑄件蠟模，同時修整鑄件蠟模的表面，保證表面質量光潔；然後製備模組所需的澆道，將浸蠟的整體型芯與澆道進行組型，得到組型的模組，保證組型的模具無蠟流、無焊縫。
步驟6，使用漿料和背砂對組型的模組進行分層塗掛，然後在脫蠟釜中進行脫蠟，脫蠟參數為850℃，脫蠟20min。
步驟7，將脫蠟後的模殼進行高溫焙燒，具體過程是每升溫100℃保溫1h，持續升溫至740℃後，保溫2h，之後得到模殼。
步驟8，對模殼進行熔模澆注，形成鑄件。
製得的鑄件經過X光檢驗後，鑄件內部質量達到HB963Ⅱ類件標準，明顯改善了鑄件內部夾渣、偏芯等問題。
實施例4
製備某型發動機用鋁合金鑄件，其具體過程為：
步驟1，使用石膏粉和水質量比為3：1配比製得石膏灌製得到型芯模具，形成需要粘結的石膏型芯分部，並且對石膏型芯分部進行修補。
步驟2，將矽溶膠和上店粉以質量比為2.80:1配備製得粘結劑，並將粘結劑塗在石膏型芯分部進行粘結，並且去除多餘的粘結劑，然後靜置風乾1h，得到整體型芯。
步驟3，將整體型芯在200℃環境下進行低溫焙燒3h，得到第一整體型芯，同時確保第一整體型芯表面無裂紋、無缺肉、無毛刺。
步驟4，將第一整體型芯放置在沸騰的石蠟中，浸蠟15min，至第一整體型芯無氣泡產生，冷卻後得到浸蠟的整體型芯。
步驟5，將浸蠟的整體型芯壓製成鑄件蠟模，同時修整鑄件蠟模的表面，保證表面質量光潔；然後製備模組所需的澆道，將浸蠟的整體型芯與澆道進行組型，得到組型的模組，保證組型的模具無蠟流、無焊縫。
步驟6，使用漿料和背砂對組型的模組進行分層塗掛，然後在脫蠟釜中進行脫蠟，脫蠟參數為850℃，脫蠟20min。
步驟7，將脫蠟後的模殼進行高溫焙燒，具體過程是每升溫100℃保溫1h，持續升溫至745℃後，保溫2h，之後得到模殼。
步驟8，對模殼進行熔模澆注，形成鑄件。
製得的鑄件經過X光檢驗後，鑄件內部質量達到HB963Ⅱ類件標準，明顯改善了鑄件內部夾渣、偏芯等問題。
實施例5
製備某型發動機用鋁合金鑄件，其具體過程為：
步驟1，使用石膏粉和水質量比為3：1配比製得石膏灌製得到型芯模具，形成需要粘結的石膏型芯分部，並且對石膏型芯分部進行修補。
步驟2，將矽溶膠和上店粉以質量比為2.90:1配備製得粘結劑，並將粘結劑塗在石膏型芯分部進行粘結，並且去除多餘的粘結劑，然後靜置風乾1h，得到整體型芯。
步驟3，將整體型芯在200℃環境下進行低溫焙燒3h，得到第一整體型芯，同時確保第一整體型芯表面無裂紋、無缺肉、無毛刺。
步驟4，將第一整體型芯放置在沸騰的石蠟中，浸蠟25min，至第一整體型芯無氣泡產生，冷卻後得到浸蠟的整體型芯。
步驟5，將浸蠟的整體型芯壓製成鑄件蠟模，同時修整鑄件蠟模的表面，保證表面質量光潔；然後製備模組所需的澆道，將浸蠟的整體型芯與澆道進行組型，得到組型的模組，保證組型的模具無蠟流、無焊縫。
步驟6，使用漿料和背砂對組型的模組進行分層塗掛，然後在脫蠟釜中進行脫蠟，脫蠟參數為850℃，脫蠟20min。
步驟7，將脫蠟後的模殼進行高溫焙燒，具體過程是每升溫100℃保溫1h，持續升溫至750℃後，保溫2h，之後得到模殼。
步驟8，對模殼進行熔模澆注，形成鑄件。
製得的鑄件經過X光檢驗後，鑄件內部質量達到HB963Ⅱ類件標準，明顯改善了鑄件內部夾渣、偏芯等問題。