[发明专利]陶壳快速干燥方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及精密铸造工艺，特别涉及一种陶壳快速干燥方法，及该方法专用的装置。

背景技术

精密铸造是相对于传统铸造工艺而言的一种铸造方法，它能够获得相对准确的形状和较高的铸造精度。精密铸造的工艺过程为：首先，制作蜡模，该蜡模与所需铸造的产品大小形状相一致，然后，在所制作的蜡模表面形成陶壳，随后，对所述陶壳进行脱蜡处理(将其内部的蜡模熔化后去除)，最后，向脱蜡处理后的陶壳内浇注金属材料，待金属材料冷却凝固后，破碎去除所述陶壳，得到的铸件即为所需的产品。

在上述工艺过程中，陶壳的制作至关重要，它的质量好坏决定了铸件的优劣。目前，陶壳制作通常采用的方法为：壳模法，具体地常采用水溶性硅溶胶制壳法，该方法在制作陶壳时，是使用耐火材料配制不同的浆料与砂，一层浆一层砂逐渐一层层的堆集在蜡模的表面，制成所需要厚度的陶壳。因此，陶壳在结构上可以分为面层、过渡层(二层)、支撑层(背层)及封闭层，其中，面层、过渡层和封闭层均只有一层，而支撑层通常具有多层。

硅溶胶是依赖脱水浓缩凝胶而产生强度的，因此，在水溶性硅溶胶制壳过程中，一个重要的工艺步骤即是对陶壳各层进行干燥。

传统的干燥方法是：将陶壳放置在恒温恒湿室中，让其自然晾干。该方法得到的陶壳质量较好，但是花费时间过长。对于普通6～8层的陶壳来说，每层大约需要8～24小时的时间进行干燥，整个陶壳大约需要一周的时间才能完成制作，耗费时间长，降低了生产效率。

为了实现陶壳的快速干燥，人们研究并使用了两种新的干燥方法：

第一种方法是：利用强力鼓风机进行除湿，使陶壳在2～12米/秒的风速下快速干燥，同时控制陶壳表面温度保持在室温下。该方法提高了陶壳的干燥效率，对于6层的陶壳6小时内即可完成干燥，但是，当铸件结构复杂有孔洞时，鼓风时会有迎风面与背风面的区别，孔内速度远小于一般表面，因此，会造成过度干燥与干燥不足同时存在，使陶壳干燥不均，影响了陶壳的质量。

第二种方法是：将陶壳包裹于多孔性强力吸湿材料中，利用毛细现象，将陶壳中的水分快速吸除。该方法也能提高陶壳的干燥速度，但是此法作业时，必需将陶壳表面吸附的吸湿材料完全去除后才可进行下一步浸浆，并且当铸件结构复杂有孔洞时，吸湿材料不易埋入，无法作业。

由上可知，现有技术中的陶壳干燥方法在陶壳结构复杂时，不能既保证陶壳的质量，又实现陶壳的快速干燥。

为了使陶壳干燥速度加快，且干燥均匀，且获得强度和透气性性能的结合性能较为平衡的陶壳，出现了新的干燥方法，具体见中国专利200910172987.4：A：将待干燥的陶壳放入密封腔体中；B：在控制所述陶壳处于恒温状态的前提下，将所述密封腔体抽成真空状态，并在预定时间内对所述密封腔体中的部分气体进行降温，使所述密封腔体中的湿气冷凝；C：对所述密封腔体进行真空放气，使所述密封腔体变回常压状态；循环执行步骤B、C多次；D、判断所述陶壳是否干燥，如果是，则结束；如果否，则转至步骤B。对每层壳体采用不同的真空度进行抽真空干燥以达到不同的效果：当对所述陶壳的面层进行干燥时，所述步骤b中密封腔体的真空度为650～550毫米水银柱，干燥所述陶壳的面层需要8-18分钟；当对所述陶壳的过渡层进行干燥时，所述步骤b中密封腔体的真空度为530～430毫米水银柱，干燥所述陶壳的过渡层需要20-40分钟；当对所述陶壳的支撑层进行干燥时，所述步骤b中密封腔体的真空度为430～330毫米水银柱，在该真空度下保持一定时间，干燥所述陶壳的支撑层需要40-60分钟，制得的陶壳的支撑层呈海绵状疏松结构；当对所述陶壳的封闭层进行干燥时，所述步骤b中密封腔体的真空度为430～330毫米水银柱，干燥所述陶壳的封闭层需要40-60分钟。

这种技术方案所使用的设备如图1、图2-1、图3-1所示：

密封腔体1，用于放置待干燥的陶壳，密封腔体1包括腔体本体11，腔体本体11上设置有封闭门12和进气口(图中未示出)；

加热装置3，用于控制陶壳处于恒温状态；

抽真空装置4，与密封腔体1相连接，用于对密封腔体1抽真空；

降温冷凝装置2，用于对密封腔体1中的部分气体进行降温，使密封腔体1中的湿气冷凝。