[發(fā)明專利]具有有機(jī)組分的改進(jìn)的熔模鑄造殼

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201180058975.4
• 申請(qǐng)日: 2011-12-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103260791B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 香卡·布哈塔查爾伽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 納爾科公司
• 主分類號(hào): B22C1/02
• 分類號(hào): B22C1/02;B22C1/20;C04B18/24;C04B16/06;C04B35/66
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11262
• 代理人: 高瑜,鄭霞

發(fā)明技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體涉及用于熔模鑄造的新的組合物。更具體地，本發(fā)明涉及包含提供改進(jìn)的特性的加入到粘合劑或漿料中的有機(jī)組分的這樣的組合物。本發(fā)明與展示增加的滲透性和較高載荷容量的具有有機(jī)組分的熔模鑄造殼的生產(chǎn)具有特定相關(guān)性。

發(fā)明背景

熔模鑄造，也被稱為失蠟法、一次模型(l0st?pattem)和精密鑄造，用于產(chǎn)生滿足相對(duì)狹小的尺寸公差的高品質(zhì)無(wú)縫金屬制品。通常，通過(guò)首先制造薄壁陶瓷模作為要制備的制品的陰模來(lái)進(jìn)行熔模鑄造。然后把熔化金屬引入到該模，該模還被稱為熔模鑄造殼。通過(guò)首先由要通過(guò)熔模鑄造制備的金屬物體的一次性基材制造復(fù)制本或模型來(lái)構(gòu)建殼。合適的可熔融基材材料包括例如蠟、聚苯乙烯或某些塑料制品。完全汽化或燒盡的其他一次性材料也用于形成這些模型。

然后，圍繞該一次性模型形成陶瓷殼。這種殼形成是通過(guò)如下來(lái)完成：首先把該模型浸漬到由液體耐火粘合劑(例如膠態(tài)二氧化硅或硅酸乙酯)和耐火粉末(例如石英、熔凝硅石、鋯石、氧化鋁和硅鋁酸鹽)的混合物制成的漿料中。然后，把被稱為灰泥的相對(duì)粗糙的干燥耐火顆粒過(guò)篩在剛剛浸漬的模型上并空氣干燥。重復(fù)浸漬、涂灰泥和空氣干燥的過(guò)程，直到達(dá)到所需的厚度。把殼構(gòu)建為高達(dá)在1/8至約1/2英寸范圍內(nèi)的厚度。通常不將灰泥應(yīng)用到被稱為密封涂層的最終漿料涂層。然后，徹底地空氣干燥濕殼。

然后使用不將過(guò)大的壓力施加在濕殼的方法除去一次性模型，這些方法通常包括蒸汽高壓釜處理和急驟燃燒。在高壓釜處理和急驟燃燒期間，把模型熔融掉，僅剩下殼和任何殘余的基材材料。然后把殼加熱到高到足以燃燒殘余有機(jī)基材材料并燒結(jié)陶瓷模的溫度。然后，用熔融金屬填充熱模。用于把熔融金屬引入到殼的各種方法包括重力、壓力、真空和離心力。當(dāng)鑄造模中的金屬已經(jīng)固化且殼已經(jīng)充分冷卻時(shí)，打破陶瓷模且分離出鑄件。

熔模鑄造已經(jīng)實(shí)踐了幾代。但其連續(xù)的生長(zhǎng)來(lái)源于對(duì)以精心的設(shè)計(jì)生產(chǎn)更復(fù)雜的部件的需求。該需求正在驅(qū)動(dòng)工業(yè)發(fā)展制造產(chǎn)生較少的缺陷且可以以更高效率和成本效益進(jìn)行生產(chǎn)的熔模鑄造殼的新途徑。此類努力已經(jīng)引起所設(shè)計(jì)殼系統(tǒng)的發(fā)展和已經(jīng)顯著地改善現(xiàn)今生產(chǎn)的殼的品質(zhì)的聚合物、纖維和其他添加劑的加入。例如，寬分布的耐火粉系統(tǒng)已經(jīng)增加了漿料固體含量，由此減少干燥時(shí)間且改善殼強(qiáng)度。纖維加入使得更均勻地構(gòu)建角和邊緣成為可能。聚合物加入已經(jīng)減少了來(lái)自干燥和處理的點(diǎn)火前殼破裂。這些改進(jìn)中大多集中在耐火粉上。除了聚合物加入之外，近幾十年來(lái)，一直在熔模鑄造中使用相同的粘合劑。

目前用于熔模鑄造殼的聚合物、玻璃、和陶瓷纖維幫助構(gòu)建均勻邊緣且基本上不增加殼強(qiáng)度和滲透性。在這些纖維和基質(zhì)之間的結(jié)合主要是物理的且相對(duì)較弱。所設(shè)計(jì)的粉系統(tǒng)常常使用寬尺寸分布粉顆粒，這允許提高漿料固體并產(chǎn)生具有相比之下較低的滲透性的相對(duì)稠密的殼。目前，加入少量的較粗糙的微硅粉，以便構(gòu)建較厚的殼并改善滲透性，這減少了一定的殼強(qiáng)度。殼強(qiáng)度和滲透性逆向影響殼物理性質(zhì)。

因此，存在對(duì)具有增加的殼強(qiáng)度和改進(jìn)的滲透性的熔模鑄造殼的工業(yè)需要。

發(fā)明概述

本發(fā)明因此提供具有有機(jī)添加劑的設(shè)計(jì)的粘合劑，該設(shè)計(jì)的粘合劑與硅質(zhì)組分化學(xué)結(jié)合以幫助產(chǎn)生耐火粉和設(shè)計(jì)的粘合劑的最終的熔模鑄造殼復(fù)合材料。在設(shè)計(jì)的粘合劑和有機(jī)添加劑之間的這樣的化學(xué)結(jié)合顯著地加強(qiáng)粘合劑-粉復(fù)合材料，同時(shí)給予均勻的邊緣建筑物(目前從塑料或玻璃纖維加入獲得)和改進(jìn)的殼滲透性的益處。

在一個(gè)方面，本發(fā)明是用于熔模鑄造殼的組合物。組合物包含設(shè)計(jì)的粘合劑和耐火粉的兩種必要組分。在設(shè)計(jì)的粘合劑內(nèi)的是至少一種類型的木漿、至少一個(gè)種類的纖維素纖維、或其組合。

在另一個(gè)方面，本發(fā)明是一種形成用于熔模鑄造殼的組合物的方法。該方法包括用耐火漿料涂布可犧牲的模型以產(chǎn)生涂布的模型；對(duì)涂布的模型涂灰泥以產(chǎn)生第一層；充分地干燥所述第一層以應(yīng)用另一耐火漿料涂層并用灰泥涂布以產(chǎn)生第二層；和任選地重復(fù)前述步驟至少一次以產(chǎn)生隨后的層；其中所述層中的至少一層包括所述至少一種有機(jī)組分。

本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是提供包含有機(jī)組分的新的熔模鑄造殼組合物。

本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是提供相比于目前商購(gòu)的漿料，同時(shí)顯示增加的滲透性、較高的載荷容量、和相等的或更好的脫蠟性能的新的熔模鑄造殼組合物。

本發(fā)明的另外的優(yōu)點(diǎn)是提供是觸變的且出乎意料地比目前商業(yè)漿料性能更好的熔模鑄造漿料，目前商業(yè)漿料包括具有纖維的漿料和不含纖維的那些以及包含微硅粉或不含微硅粉的那些。