[发明专利]一种用于制造壳模的方法

说明书

本发明涉及一种从待制造的零件的蜡或其它类似材料的模型(6)制造壳模(1)的方法，所述壳模具有包括至少一个接触层(2)的若干层(2、3、4、5)，该方法包括将模型(6)浸入包括无机或有机粘合剂和粉末的接触浆料形成接触层(2)的步骤，其中粉末是莫来石‑氧化锆复合物。

本发明涉及以称为“失蜡”的方法制造铸造模具，所述铸造模具用于制造精密金属零件。这种类型的模具也称为壳模。

“失蜡”模具的生产是众所周知的并且被广泛使用，所述模具特别是用于制造具有复杂几何形状的精密零件或非常小或甚至独特系列的精密零件。

为了制造失蜡模具，要制造的零件的模型首先由蜡或可移除材料制成，其可以容易地从制造的模具熔化或移除。

该模型依次回火、喷砂和/或被涂覆增强介质并干燥。淬火操作在一个或多个浆料中进行。喷砂操作，也称为灰泥操作，在于增强由淬火期间沉积在模型上的浆料层构成的沉积物。在每次淬火和喷砂和/或涂覆操作之后，从不同的层中除去水。然后，例如在高压釜中通过期间(压力和温度处理)除去模型。最后，对模具进行热处理，以使其具有铸造金属所需的特性。

对于精密金属零件的制造，铸造熔融金属时模具必须是稳定的。稳定意味着熔融金属不得使模具材料反应而变形。

为了使模具具有完美的表面光洁度以生产零件，重要的是与模型接触的第一层(通常称为接触层)的组合物在化学上是相容的并且精确地匹配模型轮廓。该接触层是将模型浸泡在接触浆料中的结果。接触层必须是均匀的、稳定的、流畅的、致密的，与待制造的精密零件的熔融金属不反应并且与模具的后续层相容。另外，构成模具的接触层和后续层的膨胀系数必须是相容的，以避免由层的热膨胀差异引起的任何损坏。

包括氧化铝、锆石或电熔二氧化硅的不同浆料材料的使用在本领域中是已知的。这些化合物中的每一种都具有至少一个特别的缺点。例如，氧化铝与构成要生产的精密金属零件的某些合金不相容，电熔二氧化硅缺乏耐火性，而锆石除了放射性之外，随着熔融合金的温度增加而失去稳定性。

本发明更具体地旨在为这些问题提供简单、有效和合算的解决方案。

为此，本发明提出了一种从待制造的零件的蜡或其它类似材料的模型制造多层壳模的方法，该多层壳模包括至少一个接触层，该方法包括将模型侵入包括粘合剂和粉末的接触浆料形成接触层的步骤，粉末包括莫来石-氧化锆复合物。

使用莫来石-氧化锆复合物粉末限制了壳模和通过铸造引入到壳模中的金属合金之间的化学相互作用。上述复合物优选主要或几乎完全由莫来石和氧化锆组成。当然，应理解它可包括可忽略量的杂质。这些杂质可包括钙或钠。根据本发明的特征，粘合剂可以是无机或有机或有机和无机化合物的混合物。

莫来石-氧化锆复合物粉末使得可以产生具有良好流变稳定性、对熔融合金具有良好化学惰性并且允许受控制造的接触浆料。

应该记住，复合物是由几种基本组分组成的材料，其组合赋予整个性质，单独的组分都不具备。

采用莫来石前体如氧化铝和/或二氧化硅和氧化锆前体如氧化锆进行化学合成可获得莫来石-氧化锆复合物粉末。然后粉末颗粒由莫来石和氧化锆的聚集体形成。

优选地，莫来石-氧化锆复合物粉末的颗粒具有5至20μm的平均尺寸和从亚微米尺寸到100μm尺寸的尺寸分布。

根据另一个特征，接触层可以具有1mm或更小的厚度。期望限制接触层的厚度以避免由于氧化锆的存在而机械地削弱壳模。

为了获得良好质量的接触浆料，粉末中的氧化锆含量为5％至90％w/w，优选10％至50％w/w，甚至更优选30％至50％w/w。

有利地，粘合剂是硅胶。

为了促进模型表面上的接触层的润湿，接触浆料还包括至少一种润湿剂和/或至少一种消泡剂。