[发明专利]模具型腔精密铸造工艺

说明书

本发明涉及一种采用精密铸造方法制造模具型腔的工艺。

美国专利4220190上公开了一种用精密铸造制造模具的工艺，该工艺是先制造一个模具型腔的压型模，用压型模制造熔模，用耐热材料将熔模包上，再将熔模去掉，形成铸造腔，然后进行浇铸。这种工艺使用的压型模是采用机械加工方法制造的，因而加工的逼真程度难以保证。一般的模具型腔生产量小，许多都是单件生产，因而压型模一般只用一次，这样造成成本高、浪费大。这是至今未能实现普及使用精密铸造制造模具型腔的主要原因之一。这种工艺采用腊基制作熔模，腊基熔模要产生一定的收缩，在制造大型模具型腔时，就会产生较大的误差。并且使用石腊还需要大型的控温熔腊设备，增大了投资。采用石腊做熔模是未能实现大型模具用精密铸造制造的主要原因。埋熔模用的填料一般采用型沙，型沙热系数小，散热慢，使铸件的金属晶粒较大，这使模具型腔的强度不足。

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种改进的模具型腔精密铸造工艺，它具有精度高、成本低的特点。

本发明采用的精密铸造工艺是：先做一个模具型腔压型模，用压型模制造熔模，在熔模上挂浆，形成型壳，把挂浆后的熔模埋入填料中，浇铸、冷却后取出。其特殊之处在于：模具型腔压型模的成型表面直接使用样品，制造熔模的模料采用可发性聚苯乙烯，填料采用铁丸。

直接用样品作压型模成型表面的方法可以是，先将样品的一半埋入砂中，在沙平面上刷上水玻璃液，在样品另一半上灌上石膏，石膏凝固后，样品的一半埋在石膏里，去掉砂子和水玻璃液层，制成压型模成型表面和分型面。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1。直接采用样品作压型模成型表面，省去了机械加工工序，尤其解决了大型、复杂、单件模具型腔制造的困难，提高了模具型腔的精度和逼真程度，成本低，并且省时、省料、省能源。

2。采用发泡模料制造熔模，尤其是采用可发性聚苯乙烯，吸水性好，结构强度较高，收缩小，并可以以一定的压力完全充满模框内空间，提高了铸造精度和逼真程度。

3.采用铁丸作填料，铁丸的热系数大，并且铁丸之间留有较大的空隙，散热快，细化了铸件晶粒，提高了强度。

附图和图面说明如下：

图1为样品的三视图;

图2为埋沙后的样品三视图;

图3为灌石膏后的样品主视图;

图4为脱沙后的样品主视图;

图5为套上组合模框、放入发泡模料后的样品侧视图;

图6为通入蒸汽模料膨胀后的样品侧视图;

图7为熔模图;

图8为脱去熔模的石膏与样品的侧视图;

图9为挂浆后形成的型壳图;

图10为埋在铁丸中的型壳与熔模图;

本发明将结合附图对实施例作进一步详述。

图1表示了样品的三视图。首先在样品上化线，线1为分型线，它把样品一分两半，A为复制面，B为非复制面。线2为加工余量线。

在图2中，样品的复制面A被砂3埋上，砂平面与加工余量线2平齐，在砂平面上刷上玻璃液，以保证砂平面平滑。

在图3中，在非制面B上放上灌浆框4，在框内倒入石膏浆5，石膏5凝固后，把样品固定在石膏上。

在图4中，石膏凝固后去掉灌浆框4，并把样品和石膏一起翻过来，去掉砂子和水玻璃液层，将石膏平面修平，形成石膏分型面和压型模成型表面。

在图5中，在复制面A上套上压型模框6，压型模框上有许多透气孔。在压型模框内放入一定量的可发性聚苯乙烯7，聚苯乙烯的量可事先算好，保证膨胀后可充满整个压型模框6。

在图6中，把样品、石膏5、压型模框6和可发性聚苯乙烯7放入蒸汽箱8中，并通入蒸汽，可发性聚苯乙烯7在蒸汽的加热下膨胀，并以一定的压力充满整个压型模框，它可以保证在熔模上形成的样品表面与样品表面完全一样，提高了逼真程度。

图7表示了用可发性聚苯乙烯7作模料形成的熔模。

图8表示了脱掉熔模后的样品和石膏。

在图9中，在熔模上挂浆，形成型壳9，型壳9为通常精密铸造上使的浆液干后形成的。

在图10中，把挂浆后的熔模放入砂箱11中，并用铁丸10埋好，然后进行浇铸，由聚苯乙烯7制成的熔模，在遇到铁水后，熔化成气体，从所留的气孔中跑掉。铁丸10不但起了加固型壳9的作用，更重要的是增加了散热速度，使铸件的晶粒细化，提高了强度。当浇铸冷却后，取出铸件，就成为一个模具型腔，完成精密铸造制造模具型腔的工艺。

在上述工艺中，还可以在挂浆后，对带有型壳的熔模进行焙烧，这样可以增强型壳的强度。在焙烧中，聚苯乙烯熔模将气化跑掉，形成一个铸造腔。接着将型壳埋入铁丸中进行烧铸。