[發明專利]基于鹽的型芯及其制備方法

在審

• 申請號: 200980136389.X
• 申請日: 2009-07-20
• 公開（公告）號: CN102159342A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: D·蒂曼;G·希勒;D·克費爾;P·斯廷格爾;H·赫德勒
• 申請（專利權）人: 陶瓷技術有限責任公司
• 主分類號: B22C9/10
• 分類號: B22C9/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 石克虎;林森

本發明涉及型芯及該型芯的制備方法，該型芯通過射芯(Kernschieβen)由鹽制成以在制備金屬鑄件時（優選經壓鑄技術）制備金屬鑄件時用作空腔定位件，該型芯可完全溶于溶劑而不留固體殘渣，并因此可完全和順利由工件中去除。

例如與在砂型鑄造或低壓-金屬型鑄造時所用的型芯相比，對在壓鑄金屬工件時插入模具中以在用熔體充填模具時保留在工件中設置的空腔的型芯有明顯更高的要求。該型芯必須易于制造并是尺寸穩定的和輪廓精確的，而且用于該型芯制造的材料以及將其溶解的溶劑應既不影響鑄造品質也不有害于環境，并且對健康又不產生危害。

如果對工件的空腔的表面和輪廓精確度有特別的要求，則該型芯的表面必須特別光滑和輪廓精確，并且該型芯必須可完全溶于合適的溶劑中和可不留固體殘渣地從工件的空腔中容易地去除。含不可溶成分如石英砂的型芯的殘渣可對待調質的表面產生損傷或引起機組停機，例如在型芯殘渣導致柴油機組的蓄氣罐進氣噴油系統(Einspritzdüse?im?Commonrailsystem)中的堵塞。

本發明的目的是制備由鹽制成的型芯，其在壓鑄工件時具有必要的強度，并可容易和完全地從工件中去除。

至今用現有技術還不能按所謂的射芯法制備鹽型芯，也稱為射砂(geschossene)的鹽型芯，其可承受例如在鋁-壓鑄中出現的極端要求。即該型芯一方面必須具有高強度，且另一方面在鑄造后還可容易地從鑄件中去除。按現有技術可制備含水玻璃作為粘合劑的砂型芯，其最大強度為500?N/cm²。本發明的型芯要達到明顯更高的值，而在鑄造后仍容易且無殘渣地去除該型芯。

該目的是由相應于第一權利要求的型芯以及用權利要求12的制備該型芯的方法實現的。本發明的一些有利實施方案在從屬權利要求中要求保護。

本發明的型芯由鹽組成，可向該鹽混入粘合劑和可選擇的填料、添加劑和催化劑。該型芯擬用于按壓鑄法由非鐵金屬如鋁、黃銅或銅澆鑄的工件。本發明的型芯由這樣的物質組成，該物質可完全溶于（由于環保原因）作為優選溶劑的水中并且能夠由該工件的空腔中無殘渣去除。

本發明的型芯的優點在于，其由這樣的物質組成，所述物質在恰如其分的處理下在制備中和在澆鑄過程中均無有害于環境的析出氣體的反應。由于在澆鑄過程中不形成氣體，所以改進了鑄件的質量，由此可避免尤其由于產生的型芯氣體所產生的澆鑄缺陷如縮孔、氣孔等。在由工件中去除型芯時不形成需要特別處置的殘渣。視其組成，該物質能通過合適的方法由液相中回收，如鹽通過噴霧干燥或蒸發回收。

該型芯材料的所有本發明的組成均可在常用的射芯機中以射芯作為成形法加工。該型芯的幾何形狀的復雜性決定了射芯參數以及用于制備型芯的模具和射芯機的射擊頭(Schieβkopf)的結構和構造設計。與通過壓制成形也即將型芯材料充填進成形模具和再經壓力密實的方法不同，該射芯法可制備幾何形狀非常復雜構造的型芯，并且其表面有優良的輪廓精確度以及有均勻密度和強度的均勻結構。

堿金屬和堿土金屬元素的水溶性鹽如特別是氯化鈉、氯化鉀和氯化鎂，堿金屬和堿土金屬元素的水溶性硫酸鹽和硝酸鹽如特別是硫酸鉀、硫酸鎂，以及水溶性銨鹽如特別是硫酸銨均適合用作本發明的型芯的材料。這些物質可單獨使用也可混合使用，只要其不相互反應并由此對所需特性產生不利影響，該型芯材料在型芯制備時不應經受對其溶解度有不利影響的物質轉變。通常其分解點或熔點高于該液態金屬熔體溫度的易溶解的鹽是適用的。與砂相比，該型芯材料容易或簡單地劃分為所需粒度或粒級。通過所選粒度分布特別影響該型芯的表面特性。粒度越小，表面越光滑。通常力求盡可能高的充填度，這能通過混合不同的鹽和任選的具有不同分布曲線的額外物質來實現，如通過混合物的雙峰或三峰粒度分布實現。

按待澆鑄工件的材料、所需表面質量和輪廓精確度，本發明的粒度選為0.01?mm直至2?mm。

任選地，水溶性填料可以以至多30體積的部分代替鹽，只要由此對密度和強度無不利影響。該填料的粒度宜與該鹽的粒度或粒度分布相適配。