[發明專利]一種基于熔鹽的可溶型芯及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 201711086539.3
• 申請日: 2017-11-07
• 公開（公告）號: CN107931533A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 曾智勇;曾帆
• 申請（專利權）人: 深圳市愛能森科技有限公司
• 主分類號: B22C9/10
• 分類號: B22C9/10;B22C1/00
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司11129
• 代理人: 向群

技術領域

本發明屬于鑄造技術領域，特別是涉及一種基于熔鹽的可溶型芯及其制備方法與應用。

背景技術

型芯俗稱“泥芯”、“芯子”。鑄造時用以形成鑄件內部結構，常由原砂和粘結劑(水 玻璃、樹脂等)配成的芯砂，在芯盒中手工或機器(如吹芯機、射芯機等)制成。

芯盒用木材或金屬制成。在澆鑄前裝置在鑄型內，金屬液澆入冷凝后，出砂時將它清除， 在鑄件中即可形成空腔。為增加型芯強度，通常在型芯內安置由鐵絲或鑄鐵制成的骨架，稱 “芯骨”(俗稱“泥芯骨”或“芯鐵”)。在金屬型鑄造中，常用金屬制的型芯，在金屬凝固 后及時拔除。在成批或大量生產較復雜的鑄件(如氣缸頭等)、生產大型鑄件時，型芯亦用以 組成鑄型，即稱“組芯造型”。過去常用黏土、植物油、合脂作型芯黏結劑，現已組逐步被 淘汰。現在，小批量生產鑄件用自硬樹脂、自硬水玻璃組作型芯黏結劑，大批量生產鑄件用 熱芯盒、冷芯盒、覆膜砂工藝做型芯。

型芯被應用于各個領域的零件制造中。型芯又可分為金屬型芯、陶瓷型芯和可溶型芯。 對于開口小的內腔，金屬型芯往往無法抽芯，而且對于深孔抽芯時容易劃傷表面,或需放寬加 工余量。

陶瓷型芯能夠形成形狀復雜、開口細小的內腔。然而陶瓷型芯的制備過程長而復雜，成 本高，型芯從鑄件脫除時，采用高溫堿溶液會腐蝕鋁合金鑄件的表面，所以鋁合金鑄件不能 采用陶瓷型芯。

可溶型芯是采用能在常溫下溶于溶劑的材料制成的。型芯在制模時放入壓型型腔，然后 注蠟。制好的熔模放在水或溶液里把型芯除掉，形成熔模的內腔。可溶型芯的使用工藝簡單， 可以制造金屬型芯無法形成的內腔和避免使用金屬型芯所帶來的缺點。

可溶型芯按其成形方法可分成兩類：澆注成形的和壓注成形的。澆注成形的可溶型芯通 常是用尿素作主要原料。尿素型芯的強度高，收縮率小，但存在脆性大，吸濕性強，熔點高 和污染作業環境等缺點。壓注成形的可溶性型芯使用的材料是類似半固態蠟料的可溶性混合 料。這種型芯脆性小，存放性好，型芯的尺寸精度和表面光潔度容易控制，適用于制造形狀 復雜的型芯。

航天工業中所用的零件內腔尺寸精度要求嚴(±0.03～0.05mm)，表面光潔度要求高，精 密制造中，通過機械加工，焊接成型，這樣的部件質量差，效率低。而可溶性型芯可有效的 解決上述問題。可溶芯比一般砂芯的強度高，耐熱性好，不發氣，可降低鑄件的夾砂，氣孔 缺陷，導熱性好，冷卻快，減少局部應力的產生。低熔點合金鑄造成可熔型芯，需要使用感 應線圈加熱的方式熔化掉型芯，過程復雜。

因此，本領域亟需開發基于全新材料的可溶型芯，在保證尺寸精度高、表面光潔度好的 同時，方便溶解脫芯，以便能更加便捷廣泛地應用于各類制造行業，尤其是航天領域。

發明內容

基于本領域存在的上述客觀問題及需求，本發明的目的在于提供一種基于熔鹽的可溶型 芯及其制備方法與應用。本發明所提供的可溶型芯具有很好的分散度、機械強度，能有效的 提高可溶芯的機械性能，同時由于熔鹽的水溶性好，能夠方便的清洗掉可溶型芯和鑄件表面 殘留物。

本發明的技術方案如下：

一種可溶型芯，其特征在于，包括熔鹽、二氧化硅、硅酸；所述熔鹽為水溶性熔鹽，且 其熔點為40-1500℃；所述熔鹽、二氧化硅、硅酸的重量份配比為：熔鹽80-99份；二氧化硅 1-20份；硅酸1-5份。

所述熔鹽選自單體熔鹽、二元復合熔鹽、三元復合熔鹽、或多元復合熔鹽。

所述二氧化硅選自納米二氧化硅，和/或水合二氧化硅。