[發明專利]一種可溶型芯及其制備方法

無效

• 申請號: 200810011895.3
• 申請日: 2008-06-18
• 公開（公告）號: CN101607301A
• 公開（公告）日: 2009-12-23
• 發明（設計）人: 姜衛國;樓瑯洪;劉鳴;胡壯麒
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: B22C9/10
• 分類號: B22C9/10
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司
• 代理人: 張 晨

技術領域

本發明屬于鑄造技術領域，特別涉及熔模精密鑄造用可溶型芯及其制備方法。?

背景技術

隨著電子、汽車工業及航空航天領域對精密鑄造零件的要求越來越高，零件形狀也越來越復雜，特別是復雜的內腔結構給熔模精密鑄造帶來了很大的難度。若采用陶瓷型芯形成內腔結構，則成本高、耗時長，特別是形成鑄件后陶瓷型芯脫除比較困難，另外，在脫除陶瓷型芯時化學物質對鑄件本身也有損害；如果零件內腔比較寬大，則內腔可采用可溶型芯形成，這可大大降低精密鑄造用蠟模的制造難度，這種方法制備的蠟模失去可溶型芯后就可形成空腔結構，蠟模空腔表面在涂料過程中形成類似型殼的結構，在澆注后把內殼去除就可形成鑄件的空腔，而去除型殼比較容易，因此采用可溶型芯生產復雜空腔結構鑄件具有成本低、質量好及生產效率高的特點。?

采用可溶型芯制備蠟模的工藝過程如下：先制備可溶型芯，然后把可溶型芯置入蠟模模具中，制得整體蠟模，將整體蠟模放進水性介質中，使可溶型芯溶解掉，得到形成帶內腔的蠟模，最后通過涂料、制殼、澆注等工序制得鑄件。由于在制備蠟模時，蠟模的注射溫度在50℃-80℃之間，這就要求可溶型芯必須在這個溫度范圍內，具有一定的強度和一定韌性，可以耐蠟料的沖擊，保持良好的尺寸穩定性；同時在制成整體蠟模后，可溶型芯在不損傷蠟模的條件下可以較容易的失去。

通常使用的可溶型芯主要有尿素類、熔融鹽類及聚乙二醇類等。尿素類熱穩定性差，形成的內腔尺寸精度低，表面質量差，強度低，脆性大，同時還釋放氨氣，不但污染環境、腐蝕模具，而且對人體有害；熔融鹽類容易產生冷縮、開裂，脆性大，加工困難，尺寸精度不高；聚乙二醇類質量好，但是價格較高，因此有必要開發價格低廉且可保證生產具有內腔結構鑄件要求的新型可溶型芯。工業用硅溶膠價格低廉，穩定性好，應用廣泛，如采用硅溶膠做粘結劑可顯著降低可溶型芯成本，同時硅溶膠在空氣中硬化，可提高型芯的強度，因此，本發明采用硅溶膠做粘結劑制備可溶型芯。?

發明內容

本發明的目的是提供了一種可溶型芯及其制備方法，該可溶型芯在室溫～100℃之間具有較高的強度和一定的韌性，可保證蠟模的順利成型，在不損害蠟模性能及形狀的條件下，又可較容易的在水性介質中失去。?

本發明提供了一種可溶型芯，該型芯的主要成分包括硅溶膠粘結劑、云母粉填料、活性劑、增塑劑；其中，硅溶膠粘結劑與云母粉填料的質量比為20∶80～30∶70，活性劑占硅溶膠粘結劑與云母粉填料總質量的10-30％，增塑劑的含量占硅溶膠粘結劑、云母粉填料和活性劑總質量的1-5％，增塑劑中：石蠟和聚乙烯的質量比為5∶95～20∶80。?

本發明提供的可溶型芯，所述硅溶膠的粒度為10～100nm。?

本發明提供的可溶型芯，所述云母粉的粒度為為100-400目。?

本發明提供的可溶型芯，所述活性劑為碳酸鈉或碳酸氫鈉。?

本發明提供了一種可溶型芯的制備方法，在硅溶膠粘結劑中加入活性劑，活性劑占硅溶膠粘結劑與云母粉填料總質量的10-30％，攪拌均勻后，加入聚乙烯和石蠟，石蠟和聚乙烯的質量比為5∶95～20∶80，石蠟與聚乙烯占硅溶膠粘結劑、云母粉填料和活性劑總質量的1-5％，然后加入云母粉填料，硅溶膠粘結劑與云母粉填料的質量比為20∶80～30∶70，充分混合后，采用注射成型或模壓方式制備成可溶型芯，待型芯在空氣中干燥硬化后，將制備好的可溶型芯放入蠟模模具中，壓制蠟模，把壓制好的蠟模放入2～10％的鹽酸水溶液中，將可溶型芯溶解掉，最后制成蠟模，蠟模經涂料、制殼、澆注工序得到鑄件。?

本發明利用價格較低的硅溶膠及硅溶膠在空氣中遇二氧化碳反應硬化的特性，使用工業硅溶膠做粘結劑、用廉價的云母粉做填料和利用碳酸鈉或碳酸氫鈉與酸容易反應的特性做活性劑；同時，為增加型芯塑性可添加一定量的聚乙烯，這樣可制備低成本并具有較好性能的可溶型芯。?

本發明的優點在于可溶型芯具有較高的強度和一定的韌性，可保證蠟模的順利成型，在不損害蠟模性能及形狀的條件下，又可較容易的在水性介質中失去，能滿足制造較高質量鑄件的要求。?

具體實施方式

實施例1：?