[發明專利]制備熔模鑄造模具的方法

有效

• 申請號: 201780062627.1
• 申請日: 2017-10-06
• 公開（公告）號: CN109843470B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 克里斯托佛·A·懷特豪斯;小威廉·S·斯奈德
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: B22C1/16
• 分類號: B22C1/16;B22C9/04
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 穆德駿;安翔

本發明公開了制備熔模鑄造模具的各種實施方案。所述方法包括：用底漆層涂覆犧牲模型，所述底漆層包含第一耐火漿料和第一耐火灰墁；使所述底漆層至少部分地硬化；以及用中間層涂覆所述底漆層，所述中間層包含第二耐火漿料和第二耐火灰墁。所述方法還包括使所述中間層至少部分地硬化；用第一支撐層涂覆所述中間層，所述第一支撐層包含第一觸變劑，所述第一觸變劑包含第一聚合物乳液；用第二支撐層涂覆所述第一支撐層，所述第二支撐層包含第二觸變劑，所述第二觸變劑包含第二聚合物乳液；以及使所述第一支撐層和所述第二支撐層至少部分地硬化。

背景技術

熔模鑄造(有時稱為“失蠟”工藝)是一種眾所周知的制備具有錯綜復雜形狀部件的方法。該工藝用于各種不同的大規模及小規模應用，從制造超級合金氣體渦輪引擎部件到微小的定制正畸器具。

熔模鑄造工藝通常首先制備大小和形狀類似于待制造裝置的大小和形狀的犧牲蠟模。該蠟模可通過模制(快速成型工藝)或任何其他方法進行制備。該模型隨后經過脫殼工藝，其中模型按順序浸入包含通常為陶瓷漿料的涂覆材料的罐中。在下一次浸漬之前，使各層涂覆材料干燥一定時間。另外，可在浸漬之間施加干燥的耐火顆粒劑或灰墁以改善殼體的結構完整性。該工藝重復多次以逐漸形成具有多個陶瓷層的殼體。

這樣在形成殼體后，通常使用閃速爐或蒸汽高壓罐來加熱模型，以熔化蠟并從模具中提取出模具。最終得到具有中空腔體的模具，并且該模具準確復制模型的形狀。此時，可通過焙燒進一步提高模具的強度。隨后可將熔融的金屬合金注入模具腔以澆鑄所需的部件。最后，在合金充分冷卻后，可通過機械或化學方式碎裂模具，以使澆鑄部件與模具分離。

在常規的熔模鑄造法中，成品殼體包含六層或更多層，其中的每一層可包括兩個或更多個漿料或灰墁的子層。第一層(稱為底漆層)被直接施加至蠟模。底漆層通常包括耐火漿料和耐火灰墁兩者。下一層(稱為中間層)被施加至底漆層上方，并且也包括耐火漿料和耐火灰墁。在施加底漆層和中間層后，通常施加三個或更多個支撐層以增加殼體的厚度。每個支撐層通常也包括耐火漿料和耐火灰墁。在許多情況下，隨后將最終密封層施加到最終支撐層，以防止灰墁在進一步加工殼體期間從殼體脫落。

發明內容

一般來講，本公開提供了可用于制備熔模鑄造模具的漿料組分的各種實施方案以及制備此類模具的方法。此類方法可包括用第一支撐層和第二支撐層涂覆犧牲模型，該第一支撐層和第二支撐層可在一個或多個實施方案中填充犧牲模型的精細細部諸如角落、裂隙和裂縫，以提供具有所需規格的熔模鑄造模具。

在一個方面，本公開提供了一種制備熔模鑄造的方法。該方法包括：用包含第一耐火漿料和第一耐火灰墁的底漆層涂覆犧牲模型；使該底漆層至少部分地硬化；以及用中間層涂覆該底漆層,該中間層包含第二耐火漿料和第二耐火灰墁。該方法還包括至少部分地硬化該中間層；用第一支撐層涂覆中間層，該第一支撐層包含第一觸變劑，該第一觸變劑包含第一聚合物乳液；用第二支撐層涂覆該第一支撐層，該第二支撐層包含第二觸變劑，該第二觸變劑包含第二聚合物乳液；以及使該第一支撐層和該第二支撐層至少部分地硬化。

附圖說明

圖1為多層熔模鑄造模具的一個實施方案的示意性剖視圖。

圖2為圖1的熔模鑄造模具的插入部分的放大片段剖視圖。

圖3為多層熔模鑄造模具的另一個實施方案的示意性剖視圖。

圖4為多層熔模鑄造模具的另一個實施方案的示意性剖視圖。

圖5為示出作為剪切速率的函數的漿料剪切應力的實驗數據的曲線圖。

定義

如本文所用：

“耐火材料”是指耐火陶瓷材料；

“漿料”是指固體顆粒與液體的流體混合物；

“灰墁”是指粒徑通常不大于美國標準篩30目篩網的固體顆粒；