[發明專利]鹽基型芯、其制造方法和用途

在審

• 申請號: 201080060681.0
• 申請日: 2010-11-05
• 公開（公告）號: CN102695572A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: T.哈蒂希;G.希勒
• 申請（專利權）人: 埃米爾·米勒有限責任公司
• 主分類號: B22C1/18
• 分類號: B22C1/18;B22C9/10;B22C21/14
• 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

本發明涉及鹽基型芯、制造鹽基型芯的方法以及這種型芯在金屬澆鑄零件的制造中、優選在金屬型鑄造技術中作為型腔的空間占據器（Hohlraumplatzhalter）的用途澆鑄，其能夠完全而容易地從工件去除而不留下固體殘余物。

為了在用熔體填充模具時保留工件中預設的空腔，對于在模具中由金屬澆鑄工件時使用的、型芯有很高的要求。所述型芯必須能夠易于制造、形狀穩定和輪廓精密，并且用于制造它所使用的原料以及溶解它的溶劑不應損傷澆鑄質量，不應增加環境負擔，而且它們不應引起健康風險。

如果對工件中空腔的表面和輪廓精密度有特殊的要求，則型芯表面必須特別光滑且輪廓精密，并且型芯必須完全溶解在合適的溶劑中且能夠容易地從工件的型腔中完全去除且不留下固體殘余物。含有不可溶的組分例如石英砂的型芯殘余物會導致待精整處理的表面上的損傷，或者例如如果型芯殘余物導致柴油機組的共軌系統中入射噴嘴堵塞，會造成機組停止運轉。

因此，本發明的目的是制造具有孔隙率小、表面品質良好和強度盡可能高的鹽基型芯，其在澆鑄后能夠容易且完全地從工件中去除。

本發明的另一個目的在于通過盡可能簡單且低成本的成型方法、優選通過所謂的干壓工藝來制造這樣的型芯。

迄今為止，根據現有技術，還沒有獲得以所謂的干壓工藝制造而沒有隨后的燒結-或重結晶工藝能承受在用熔融液態金屬環繞澆鑄時出現的極端的熱度和機械應力的鹽基型芯。換句話說，迄今為止在現有技術中還沒有借助于所謂的干壓工藝制造出這樣的鹽基型芯，其一方面必須具有高強度，而另一方面可在鑄造成型后易于從模具中去除，以及在澆鑄件中留下盡可能好的、光滑的表面性質。

根據本發明，所述目的按照主權利要求以及按照根據權利要求22的方法得以實現。本發明的有利的實施方案描述在從屬權利要求中。

根據本發明的型芯可由鹽、粘合劑和任選的助劑如填料、添加劑、潤濕劑和催化劑一起混合組成。這些型芯優選被計劃用于在金屬型鑄造工藝中由非鐵金屬如鋁、黃銅或銅鑄造的工件。根據本發明的型芯由用水可由工件空腔無殘余物地去除的材料組成，出于環境保護原因，水作為優選的溶劑。

根據本發明的型芯具有這樣的優點，即它們由在適當處理時，不管是在制造過程中還是在澆鑄過程中，都不會表現出增加環境負擔的氣體解離反應的材料（＝型芯材料）組成。由于在澆鑄時沒有生成有機粘合劑的裂解產物，因此通過可以避免如由于生成型芯氣體而出現的縮孔、氣孔等鑄造缺陷的方法，鑄件的品質得以提高。在從工件去除型芯時，沒有產生需要特別清除的殘余物。根據材料的組成，所述材料可通過合適的方法從液相中，例如鹽通過噴霧干燥或蒸發來重新獲得。

可以以傳統的機械壓力或液壓通過壓縮來處理型芯材料的所有組合物。型芯幾何形狀的復雜性決定了制造參數以及型芯生產工具和壓力機的造型和結構布局。

作為用于根據本發明的型芯的型芯材料合適的是堿金屬-和堿土金屬元素的鹽如尤其是氯化鈉、氯化鉀和氯化鎂，堿金屬-和堿土金屬元素的硫酸鹽和硝酸鹽如尤其是硫酸鉀、硫酸鎂，以及銨鹽如尤其是硫酸銨。優選這些型芯材料的水溶性代表物。這些材料可單獨地或作為混合物使用，只要它們相互不反應并且不會因此負面影響所希望的性能，因為在型芯生產時，型芯材料不應發生負面影響其無殘余物除去的材料轉化。通常，分解點或熔點高于液態金屬熔體溫度的所有易溶性鹽都適合使用。可將型芯材料，可與沙相比，容易而簡單地分成所希望的粒度大小或粒度尺寸。通過選擇的粒度大小分布和選擇的壓縮度，尤其影響型芯的表面性質。粒度大小越小，表面越光滑。通常，尋求盡可能大的壓縮度，這可通過混合不同的鹽以及任選的具有不同分布曲線的添加材料（例如通過混合物中的雙峰或三峰粒度分布）來實現。

根據本發明，取決于型芯材料、希望的表面品質和待澆鑄的工件的輪廓精密度，優選0.01mm至2mm范圍的粒度大小。取決于所希望的壓縮度，以不同的比例混合0.01?mm至0.29?mm、0.3?mm至1.3?mm和/或1.31?mm至2.0?mm的粒度大小級份。

通過水作為溶劑也能完全或無殘余物除去的填料可如此多地代替部分鹽，只要它們不負面影響密度和強度。根據本發明已證實，最多30重量%的鹽可被適合的填料代替。填料的粒度大小適宜于與鹽的粒度大小和/或粒度大小分布一致。