[发明专利]高强度消失模空腔无碳铸型随铸件冷却自行溃散的方法

说明书

本发明公开了一种高强度消失模空腔无碳铸型随铸件冷却自行溃散的方法，包括：流态或湿态混凝料的配制与涂附：混凝料分面层料和背层料，以不同的组元分别配制；EPS模样与混凝料复合造型；铸型初凝；铸型干燥与EPS模样气化形成无碳空腔，得到空腔铸型；浇注金属液，获得铸件。这种方法可简化工序，工效和操作可靠性提高，环保少无污染，而且突破了石蜡熔模铸造和消失模EPS模样涂敷多层涂料的气化空壳法只能适应于生产小型铸件的局限性。

技术领域

本发明涉及消失模铸造技术领域，具体是一种高强度消失模空腔无碳铸型随铸件冷却自行溃散的方法。

背景技术

消失模铸造是21世纪轻型化高效率的一项先进工艺技术，在中国已有4000多家消失模铸造企业，其中已有1500家以上采用干砂负压下富氧先烧空后浇注金属液的工艺，如公开号为CN101690976A的中国专利公开的消失模铸造采用高性能涂层负压燃烧空壳浇注气流速冷消除碳缺陷法，此法比传统的实型浇注有了巨大的突破性和先进性，钢铁消失模铸件的增碳缺陷得到了比较好的消除和控制，但由于烧空的时间和铸件结构及大小不同的局限性，一般情况下还难以完全烧空型内的聚苯乙烯泡沫（Expanded Polystyrene，简称EPS），烧空度多为80～95%范围，即还有5%以上的残余碳，也就是说微增碳的威胁仍然存在，对于高要求的铸件，如兵器、军工、国防装备、高铁、航空、航天等装备的特殊铸件，尚不能满足需要，EPS模样在500℃以上有充足的气化时间才能实现完全空壳而无碳残余。如果实施仿熔模铸造空壳法，采用的是熔模铸造水玻璃类或硅溶胶类涂料，其工艺繁琐，生产周期长，涂层固化和焙烧过程污染严重，能耗惊人，需在1000℃以上长时间焙烧才能保证壳型的透气性，而且这种涂料不易脱砂清理，实属“少慢差费”的落后工艺。在全国4000多家消失模铸造厂中，几乎所有厂家平时都常常需要生产一些或单件、或小批量、或大批量质量要求高并需严格控制碳成分的铸件，特别是低碳钢、低碳合金钢等铸件。因此，EPS气化空壳无碳铸造技术是我国和国际消失模铸造迫需解决的现实问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，而提供一种高强度消失模空腔无碳铸型随铸件冷却自行溃散的方法。这种方法可简化工序，工效和操作可靠性提高，环保少无污染，而且突破了石蜡熔模铸造和消失模EPS模样涂敷多层涂料的气化空壳法只能适应于生产小型铸件的局限性。

实现本发明目的的技术方案如下：

一种高强度消失模空腔无碳铸型随铸件冷却自行溃散的方法，包括如下步骤：

S1. 流态或湿态混凝料的配制与涂附：

混凝料分面层料和背层料，以不同的组元分别配制：

S1-1.面层流态混凝料配制，各组分以重量百分比计为：

15%～25%普通水泥，71%～81%蓝晶石，1%聚丙烯酰胺，1%植物粉，2%α淀粉，各原料过150～200目筛，混合后，加入占此5料总重量比为50%～80%的水，搅拌15～25min，形成流态或类同牙膏状混凝料；

S1-2.背层湿态混凝料配制，各组分以重量百分比计为：

20%～30%普通水泥，69%～79%20～100目填充砂料，1%植物粉，所述植物粉的粒度为0.5～3mm，混合后，加入占此3料总重量比为15%～25%的水，搅拌8～12min，形成湿态混凝料；

S2.EPS模样与混凝料复合造型：

把面层混凝料刷涂或刮附（类同刮腻子）于EPS模样表面，待其湿态无蠕变时的厚度达3～4mm即可转入下道工序：

把附着了面层混凝料的EPS模样置于砂箱中填充背层混凝料造型；

S3.铸型初凝：

上述复合造型工序完成后，放置6小时以上自然凝固，形成有较好强度的实型，常温静置24小时以上；

S4.铸型干燥与EPS模样气化形成无碳空腔：

干固的实型铸型置于600～650℃可控温的气化炉内，EPS模样迅速气化和热解，待充分气化完全之后得到空腔铸型；

S5.浇注金属液：