[發明專利]一種微波固化水溶鹽芯的快速成形方法

有效

• 申請號: 201810409152.5
• 申請日: 2018-04-28
• 公開（公告）號: CN108380825B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 楊曉娜;黃貞益;梁珊;張龍;代龍飛
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: B22C9/10
• 分類號: B22C9/10;B22C9/12
• 代理公司: 34134 安徽知問律師事務所
• 代理人: 韋超峰;吳雪健

本發明的一種微波固化水溶鹽芯的快速成形方法，屬于鑄造技術領域。本發明的方法步驟為S100、無機鹽的預處理；S200、配置噴射液；S300、微滴噴射成形；S400、間歇式微波固化；S500、浸潤或噴淋無機鹽溶液；S600、二次間歇式微波固化；S700、燒結。本發明通過對鹽芯微波硬化預成型后，再對鹽芯進行無機鹽溶液浸潤、二次微波固化以及燒結，由于無機鹽溶液的潤濕性能極強，可以充分潤濕填充預成型鹽芯的孔隙，并在二次微波固化過程中結晶析出無機鹽，顯著提高了鹽芯的強度。

技術領域

本發明屬于鑄造技術領域，具體來說是一種微波固化水溶鹽芯的快速成形方法。

背景技術

水溶型芯因其優異的水溶潰散性能和環境友好特性在含有復雜內腔及彎曲孔道鑄件的生產中具有廣泛的應用。在鑄造工業領域，以可溶鹽為主體材料制得的水溶型芯稱為水溶鹽芯。

目前，水溶鹽芯的生產主要有壓制燒結法、熔融澆鑄法等成形方法。壓制燒結法主要是將制備鹽芯的原料進行混合后，在鹽芯模具中壓制成形，然后在一定溫度下進行烘烤、燒結。如：中國專利CN200810018179.8將金屬鹽、粘結劑、纖維和晶須按比例混合均勻后放入模具中壓制成鹽芯坯料，再將鹽芯坯料放入爐中進行焙燒，冷卻出爐后按鹽芯具體尺寸進行機械加工得到所需鹽芯；中國專利CN201010218306.6將金屬鹵化鹽和補強劑先進行烘干，再將烘干的鹵化鹽、補強劑和粘結劑混勻至相互包容，然后將混合物料制成鹽芯坯體，最后將坯體置于燒結爐中進行燒結，最后獲得鹽芯；中國專利CN200610125398.7首先將水溶性金屬鹽、輔料破碎到規定的粒度，然后按比例混合，稱量出一定重量放入粉末壓制模具中壓制出鹽芯壓胚，然后將鹽芯壓胚放入爐中進行焙燒，隨后加工出下芯用的定位孔。然而，這些僅經壓制的鹽芯初始強度較低，容易在搬運過程中發生斷裂或刮傷。部分研究者通過添加適量水以提升其粘結強度，這又造成鹽芯脫模困難等問題。熔融澆注法是將無機鹽熔化后，澆鑄到鹽芯模具中，帶熔融鹽冷卻凝固后脫模即可獲得所需鹽芯。如：中國專利CN201611186722.6以水溶性無機鹽(低熔點硝酸鉀和硝酸鈉、高熔點氯化鉀、氯化鈉、溴化鉀、溴化鈉，70-100％)和增強體(氧化鋁粉、高鋁礬土、高嶺土、石英粉、玻璃纖維粉、耐火泥粉、膨潤土、大林砂，200-1250目，0-30％)為原料。制備時，將鹽混合，熔化，澆注到金屬模具中得到復合鹽芯適用于低熔點合金鑄造；中國專利CN200710052535.3將金屬鹵化物與陶瓷晶須混合、熔化、澆注、成形，得到一種適用于高壓鑄造的水溶性鹽芯。然而，熔融無機鹽粘度低，容易從金屬模具的縫隙中流出，且存在熔鹽腐蝕性大、高溫熔融能耗較高等缺點。

事實上，不論是壓制燒結法還是熔融澆注法，鹽芯的成形都離不開成形模具。這使得傳統方法在制備個性化水溶鹽芯產品成本極高，也使得新型水溶鹽芯產品的開發周期較長。近年來，快速成形技術在砂型/砂芯中有廣泛應用。中國專利CN201010222794.8發明了一種陶瓷型芯快速成形制造方法，該方法將低溫強化劑和陶瓷粉料混合均勻后進行SLS快速成形，再對得到陶瓷型芯生坯預處理，然后脫除陶瓷芯生坯中的低溫強化劑，浸滲高溫粘接劑，進行預燒和脫脂；最后進行高溫燒結，即獲得最終的整體陶瓷芯產品。但SLS成形設備昂貴，且不適宜與水溶鹽芯的快速成形。中國專利CN201410267868.8發明了一種微滴噴射成形水溶型芯的系統及方法，可以用于水溶性砂芯的快速成形。該方法所噴射的液體為無機鹽溶液，由于其具有一定的腐蝕性，容易造成微滴噴射噴頭的腐蝕，所以需要采用具有防腐效應的微滴噴射噴頭，這使得成形設備成本增大。

發明內容

1.發明要解決的技術問題

本發明的目的在于解決現有水溶鹽芯的傳統成形方法制備周期較長，個性化產品生產成本較高且現有微滴噴射成形水溶鹽芯以無機鹽溶液為噴射液，存在噴頭容易腐蝕，使用壽命較短，且鹽芯強度較低的問題。提供一種微波固化水溶鹽芯的快速成形方法，能夠縮短水溶鹽芯的制造周期，提升微滴噴射噴頭的使用壽命。

2.技術方案

為達到上述目的，本發明提供的技術方案為：