[發明專利]一種高壓鑄造用水溶性鹽芯

無效

• 申請號: 200710052535.3
• 申請日: 2007-06-22
• 公開（公告）號: CN101073819A
• 公開（公告）日: 2007-11-21
• 發明（設計）人: 萬里;徐鵬程
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B22C1/00
• 分類號: B22C1/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心
• 代理人: 曹葆青

技術領域

本發明屬于鑄造技術領域，具體涉及一種高壓鑄造(如壓力鑄造和擠壓鑄造)用水溶性鹽芯。

技術背景

為了擴大型芯在高壓力成形技術中的應用，必須要開發能耐高壓液態金屬沖擊的型芯，且通常型芯需要良好的潰散性、耐熱性(在輕合金成形中，需能耐600～700℃的高溫)。

在高壓力成形如壓力鑄造成形工藝中，將一種水溶性鹽芯應用于壓鑄模腔的內部，然后將液態金屬壓射入模具內部并在模具中凝固。此后，將鑄件投入水中，將鹽芯溶解，或采用高壓水對鑄件內腔中的鹽芯進行沖洗，鹽芯清理干凈后，鑄件的制造工藝便基本完成。

德國專利102004006600-A1提出了一種水溶性鹽芯制備方法為：將一種粒狀鹽與一種含磷酸鹽的難溶粘結劑均勻混合，然后把混合而成的鹽熔化澆入一個成形模具中，在高壓力和高溫度的條件下壓制成形。

上述方法的不足在于當采用熔融或壓制燒結成形時，作為基體材料的鹽的熔點比通常制芯材料如砂子的耐火度低，因此型芯的耐熱性差，強度低。且用熔融法制作鹽芯時，由于鹽多為脆性材料，凝固成形時容易發生開裂，成形性能差。

中國專利文獻200510131191.6披露了一種注射成形用水溶性失芯材料制備技術，該技術以水溶性無機鹽、熱固性樹脂為主體，輔以其他助劑制備型芯材料，200℃以下完成造型。該發明涉及的水溶性失芯材料的制備過程包括烘烤、研磨、混合、成形等過程。

中國專利文獻00809823.9公開了一種制造用于高壓鑄造的潰散芯的方法，該技術是用一種水溶性鹽制造的，該水溶性鹽選自KNO₃、KNO₂、NaNO₃、NaNO₂、CuCl₂、NaCl、KCl、LiCl、PbCl₂、MgCl₂、BaCl₂、CaCl₂及其混合物。其制造方法是用一種水溶性鹽單獨或與一種細硬粉結合，熔化并在一個芯模中凝固；其中，細硬粉可以為細的熱穩定硬顆粒如化學非反應金屬或陶瓷的粉末等。

然而這些方法中所采用的原材料如KNO₃、KNO₂、NaNO₃、NaNO₂、NaNO₃、KCO₃等熔點低，耐熱性差，在高熔點合金成形方面其應用受到限制。且所選用的增強相多為陶瓷顆粒，所制備的水溶性鹽芯強度雖有所提高，但幅度不大，且韌性偏低。專利文獻00809823.9提及了SiC、Si₃N₄晶須來增強鹽芯，但此類晶須價格很高，生產成本上升，在實際應用中難以使用。

發明內容

鑒于上述問題和考慮，本發明的目的提供一種高壓鑄造用水溶性鹽芯，該鹽芯具有價廉、強度高、韌性好的特點，解決了內腔復雜的鑄件的成形問題。

本發明提供的高壓鑄造用水溶性鹽芯，由金屬鹵化鹽和陶瓷晶須組成，其中金屬鹵化鹽與陶瓷晶須的質量比為：90～99∶1～10。

本發明高壓鑄造用水溶性鹽芯以內腔復雜的輕合金零件成形為應用背景，其抗彎強度可達到或超過17MPa，潰散時間一般小于1h，體收縮率可小于12.30％，吸濕率低于0.05％，與上述對比文獻相比，本發明所提供的鹽芯抗彎強度高，韌性好，耐高溫性能及抗吸濕性能好，收縮率低，成本低等優點，適用于內腔復雜的輕合金零件的壓鑄或擠壓鑄造成形。

具體實施方式

本發明提供的高壓鑄造用水溶性鹽芯，以金屬鹵化鹽為基體相，陶瓷晶須為增強相，采用重力金屬型澆注成形法制備鹽芯，并與陶瓷顆粒為增強相的鹽芯就使用性能進行了對比。其組分及質量比為：

水溶性鹽：90～99，其優選范圍為：91～98

陶瓷晶須：1～10，其優選范圍為：2～9

本發明的鹽芯的制備過程包括混合、熔化、澆注、成形等過程。首先將鹵化鹽和陶瓷晶須混合均勻放入烘箱中烘干后備用，烘箱溫度設置在130℃。然后將烘干的混合料放入電爐內的小石墨坩鍋中在熔化，在鹽完全熔化后，用攪拌棒開始手動攪拌，使鹵化鹽與晶須充分混合?？刂迫廴邴}的溫度超過鹽的熔點50℃(即過熱度為50℃)左右時停止攪拌，直接將熔融混合物迅速澆入室溫的標準試樣金屬模中。隨后凝固10s左右，將其迅速取出空冷，最后獲得鹽芯。