[发明专利]一种表面致密的钢件的制备方法

说明书

本发明公开了一种表面致密的钢件的制备方法：步骤一，将蜡按照待加工钢件形状制成模壳；步骤二，在蜡制模壳外层涂刷一层石蜡粘结剂，然后喷涂一层聚氨酯泡沫；步骤三，再重复涂刷一层石蜡粘结剂、撒型砂进行干燥步骤，制得型壳；步骤四，将步骤三中制得的型壳加热，剥离聚氨酯泡沫层，保持上述温度使型壳脱蜡，脱蜡完毕后经焙烧、保温、随炉冷却后得到最终所需的型壳；步骤五，利用步骤四中的型壳进行钢制件的型模铸造。本发明中利用蜡制模壳的初步定型作用然后制备出尺寸稳定且具有有序气孔结构的型壳，制备出的型壳具有有序气孔，铸造过程中对钢熔液表面具有较低的表面能，从而使钢件表面平滑致密。

技术领域

本发明属于钢材制造加工领域，具体涉及一种表面致密的钢件的制备方法。

背景技术

汽车制造用的钢制件非常多，且多为结构制件，在使用过程中，不仅要承受外部环境对钢制构件的全面侵蚀，如风沙雨雪带来的全面腐蚀，还要承受在使用过程中的摩擦、内应力、外部力所带来的局部腐蚀，如使用过程中的应力开裂、使用次数过多后产生的疲劳腐蚀等。传统工艺中车用钢制件许多使用锻造合金技术进行制造，相比起成本高、低效率的锻造技术，实型铸造工艺具有近终成型性好、生产成本低、加工工时短、抗裂纹扩展能力强等特点，但是在铸造过程中，由于结构制件尺寸过大或者形状复杂所带来的原料凝固过程不均匀，从而易产生缺陷点，尤其是在铸造过程中一旦操作工艺不能控制得当，则很容易在铸件内部或者表面产生气孔，形成缺陷点。

因此，研发一种具有致密形态的钢制构件的成型方法是取代低效传统锻造工艺的有效途径，对于钢材制造加工领域来说具有非常重大的意义。

发明内容

为了解决所述现有技术的不足，本发明提供了一种表面呈现非常致密的形态的钢件的制备方法。

本发明所要达到的技术效果通过以下方案实现：

本发明中提供的表面致密的钢件的制备方法，包括如下步骤：

步骤一，将蜡按照待加工钢件形状制成模壳；

步骤二，在蜡制模壳外层涂刷一层石蜡粘结剂，然后喷涂一层聚氨酯泡沫；

步骤三，在蜡制模壳内部涂刷一层石蜡粘结剂，然后撒型砂干燥，再重复涂刷一层石蜡粘结剂、撒型砂进行干燥步骤2-3次，制得型壳；

所述干燥的工艺为，将蜡制模壳置于密封的箱体内，并对箱体进行抽真空至箱体真空度为100-1000Pa，并在上述真空度条件下保持6-8h；

步骤四，将步骤三中制得的型壳置于真空炉中加热至85-110℃，待蜡制模壳外层的聚氨酯泡沫与蜡制模壳本体脱离后剥离聚氨酯泡沫层，保持上述温度使型壳脱蜡，脱蜡完毕后经焙烧、保温、随炉冷却后得到最终所需的型壳；

步骤五，利用步骤四中的型壳进行钢制件的型模铸造。

本发明中利用蜡制模壳的初步定型作用然后制备出尺寸稳定且具有有序气孔结构的型壳。首先将蜡按照待加工钢件形状制成模壳，相比起现有技术中往往将蜡制成蜡型，本发明另辟蹊径，优选采用利用对待加工钢件3D建模，然后利用增材制造技术或者快速成型机制成模壳。本发明中的模壳可采用两半式或者多片式，所有的模壳拼接后内部能够形成模腔，模壳的数量以及厚度可根据实际需要进行设计，在本发明中，由于需要利用模壳制造后续实际需要留存的型壳，故优选将蜡制模壳厚度设为与型壳厚度相同。

蜡制的模壳制备完毕后即进行型壳的制备，在蜡制模壳外层涂刷一层石蜡粘结剂，然后喷涂一层聚氨酯泡沫，其目的在于阻挡后续步骤三中干燥步骤中型砂的脱落。步骤三中利用涂刷一层石蜡粘结剂，然后撒型砂干燥的重复步骤形成整齐有序的型砂结构，在干燥步骤中，多层型砂由于粒度分布不同，粗颗粒构成整体架构，细颗粒则主要作为填充，石蜡粘结剂均匀粘结所有型砂，使多层型砂形成分布均匀的整体，干燥后更为致密，外层聚氨酯泡沫层透气性好能够促进干燥的同时阻止型砂掉落。