[發明專利]一種鎂合金鑄造陶瓷石膏復合鑄型的制備工藝

有效

• 申請號: 201310043031.0
• 申請日: 2013-02-04
• 公開（公告）號: CN103111585B
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 陳強;陶健全;黃志偉;樊富友;陳明;朱春華
• 申請（專利權）人: 中國兵器工業第五九研究所
• 主分類號: B22C9/04
• 分類號: B22C9/04
• 代理公司: 重慶強大凱創專利代理事務所(普通合伙)50217
• 代理人: 黃書凱

技術領域

本發明涉及一種鑄造鎂合金用陶瓷石膏復合鑄型的制備工藝，屬于鎂合金熔模精密鑄造領域。

背景技術

鎂合金鑄件質量輕，在航空航天領域應用廣泛。砂型鑄造方法生產的鎂合金鑄件尺寸精度低，表面較粗糙；同時砂型導熱較快，使得鎂合金熔體散熱速度快，砂型鑄造只能生產厚大的鎂合金鑄件，再通過加工才能達到使用要求。

熔模鑄造能生產結構復雜的鎂合金鑄件，同時能滿足鑄件的表面粗糙度和尺寸公差要求。但是，傳統的熔模鑄造鑄型均含有SiO₂粘結劑。由于鎂合金熔體化學性質異?；顫?，能與SiO₂發生化學反應，導致鎂合金熔體氧化甚至燃燒，大大限制了其應用。因此本發明采用在非平衡狀態下不與鎂合金熔體發生化學反應的耐火材料和含有ZrO₂的鋯溶膠粘結劑型殼作為鑄型的面層。同時，常規熔模鑄造型殼因其材質導熱率較高，殼體厚度較薄的特點，使得在澆鑄過程中散熱較快的鎂合金熔體，在大型薄壁復雜鎂合金殼體類鑄件澆鑄時難以成型。因此，本發明采用保溫性能好，強度較高的石膏作為鑄型背層，不但可以加固面殼，而且可以大大降低鎂合金熔體充型過程中的散熱速率。本發明的陶瓷石膏復合鑄型能防止鎂合金熔體在澆注過程中的燃燒，同時提高鑄件的尺寸精度和表面質量。

發明內容

本發明提供一種鑄造鎂合金用陶瓷石膏復合鑄型的制備工藝，目的在于介紹一種鎂合金熔模精密鑄造方法，以提高鎂合金鑄件的表面質量。

本發明的一種鎂合金鑄造陶瓷石膏復合鑄型的制備工藝，包括：

1.1 制備陶瓷型殼

（A）配制涂料

稱量適量的鋯溶膠溶液，其中ZrO₂質量百分比約為20%~25%，在不銹鋼容器中使用涂料攪拌機攪拌，攪拌速度為200~300r/min, 向溶液中加入表面活性劑和消泡劑，活性劑質量為電熔白剛玉微粉的0.035%，消泡劑質量為電熔白剛玉微粉的0.035%，攪拌均勻，向溶液中加入粒度為300~325目的電熔白剛玉微粉，粉液質量比為2：1~4：1，連續攪拌2~4小時，靜置4~6小時，靜置溫度為15~25℃；

（B）制備蠟模，并組焊模組，清洗、晾干；

（C）對模組進行涂料、撒砂，形成陶瓷型殼；

用淋涂或者刷涂的方法，在模組內外表面制取涂料層，待模組內外表面涂料均勻且無流紋后，進行人工撒砂；待干燥后，將上述涂料層制作和撒砂工序再重復1~2次，從而得到2~3層的陶瓷型殼；撒砂材料為電熔白剛玉砂，粒度為80~120目，并進行層間干燥；

1.2 制備石膏

（D）石膏混合粉料中各組分配比為：高強度α石膏20~30wt%，鋁礬土粉35~45wt%，粒度為270目~320目，鋁礬土砂25~35wt%，粒度為20目~70目，另外加入質量為石膏混合粉料的1~3%的硼酸；質量為石膏混合粉料的0.003%的檸檬酸；質量為石膏混合粉料的0.02~0.03%正辛醇，水粉質量比為25：100~30:100；

（E）在不銹鋼桶中加入稱量好的水，加入硼酸、檸檬酸和正辛醇，攪拌均勻，再一邊攪拌，一邊加入石膏混合料，攪拌速度為600~1000r/min，攪拌時間3~4min；

（F）將已形成陶瓷面殼的模組置于相應砂箱中，模組與砂箱底板平穩良好接觸，然后將攪拌好的石膏漿料澆灌至砂箱中，將帶有陶瓷面層模組完全淹沒，澆灌石膏漿料后，使砂箱靜置12~24小時；

1.3 脫蠟、焙燒鑄型

（G）將鋼制砂箱中的復合鑄型吊入專用石膏型焙燒爐，按照石膏型脫蠟焙燒工藝進行焙燒，脫蠟溫度為200~350℃，最高焙燒溫度控制在650~700℃，焙燒時間為80~120小時，鑄型焙燒完成后的出爐溫度為250~350℃。

優選地，制備蠟模采用的蠟料為中高溫蠟料。

優選地，焙燒采用階梯升溫的方式。

優選地，在吹風條件下，層間干燥8~12小時，在自然條件下，層間干燥12~24小時。

附圖說明

圖1為本發明制備的陶瓷型殼；

圖2為本發明陶瓷石膏復合鑄型示意圖；

圖3為本發明陶瓷石膏復合鑄型澆注的鎂合金鑄件。

具體實施方式

采用本發明制備鎂合金鑄件熔模精密鑄造復合鑄型。

（A）配制涂料