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一种易脱芯陶瓷型芯制备方法

阅读:403发布:2020-05-18

专利汇可以提供一种易脱芯陶瓷型芯制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种易脱芯陶瓷型芯的制备方法,主要应用于熔模精密 铸造 技术领域。实现步骤:(1) 石墨 芯的制备:a.浆料制备;b.成型;c.石墨芯烧成。(2)外部涂料制备及挂浆:包括第一层外部涂料和第二层外部涂料。上述两层涂料的制备工艺均为:将原料放入行星磨中处理30min混合均匀,待用。(3)烧成:由于在烧成过程中内部的石墨芯会 氧 化脱除,同时外部浆料经过 烧结 形成致密 外壳 ,因此陶瓷型芯的结构呈现内部疏松多孔,外表致密的特点。本发明方法简单易实现,可有效地降低铸件的生产成本,应用前景广泛。,下面是一种易脱芯陶瓷型芯制备方法专利的具体信息内容。

1.一种易脱芯陶瓷型芯制备方法,该方法是通过下述步骤实现的:
(1)石墨芯的制备
a.浆料制备
按重量比例称取:球形石墨325目10-20%,球形石墨500目70-80%,球形石墨800目5-
10%,将上述球形石墨粉混合均匀后放入烘箱中在120℃下烘干12h。按重量比例称取:上述经过烘干后的球形石墨粉60-75%,石英玻璃纤维0.5-2%,莫来石纤维0-1%,陶瓷型芯增塑剂24-40%,将混料机升温到100℃,加入陶瓷型芯增塑剂,待其完全熔化后,将经过烘干处理的石墨按比例分批加入混料机中,搅拌4h后取出得到石墨芯浆料;
b.成型
将制备好的石墨芯浆料放入陶瓷型芯注射成型机中制备石墨芯生坯;
c.石墨芯烧成
将石墨芯生坯埋入200目粉中焙烧,烧成温度为300-450℃,升温速率为1-1.5℃/min,炉温冷却到60℃以下出炉并清理表面的氧化铝粉得到石墨芯;
(2)外部涂料制备及挂浆
第一层外部涂料:原料组成:240目石英玻璃粉45-55wt%,325目石英玻璃粉20-
30wt%,溶胶25-40wt%;
第二层外部涂料:原料组成:325目石英玻璃粉或氧化铝粉10-20wt%,800目石英玻璃粉或氧化铝粉50-60wt%,纳米氧化硅或纳米氧化铝0.5-1wt%,硅溶胶或铝溶胶25-
40wt%;
上述两层涂料的制备工艺均为:将原料放入行星磨中处理30min混合均匀,待用,首先将石墨芯先浸入第一层外部涂料中挂浆,取出在室温下干燥24小时,然后在鼓干燥箱中于120℃烘干3h,接下来将其浸入第二层外部涂料中挂浆,取出在室温下干燥24小时,然后在鼓风干燥箱中于120℃烘干3h,如有必要可重复以上工序。
(3)烧成
将上述表面挂浆的石墨芯埋入200目氧化铝粉中焙烧,升温速度为3-3.5℃/min,烧成温度为1200-1350℃,保温时间为2-4h,烧成完毕后,随炉冷却至200℃,打开炉,冷却至60℃以下出窑,得到陶瓷型芯。
2.如权利要求1所述的易脱芯陶瓷型芯制备方法,该方法是通过下述具体步骤实现的:
(1)石墨芯的制备
a.浆料制备
按重量比例称取:球形石墨325目20%,球形石墨500目70%,球形石墨800目10%,将上述球形石墨粉混合均匀后放入烘箱中在120℃下烘干12h,按重量比例称取:上述经过烘干后的球形石墨粉70%,石英玻璃纤维2%,陶瓷型芯增塑剂28%,将混料机升温到100℃,加入陶瓷型芯增塑剂,待其完全熔化后,将经过烘干处理的石墨按比例分批加入混料机中,搅拌4h后取出得到石墨芯浆料;
b.成型
将制备好的石墨芯浆料放入陶瓷型芯注射成型机中制备石墨芯生坯;
c.石墨芯烧成
将石墨芯生坯埋入200目氧化铝粉中焙烧,烧成温度为450℃,升温速率为1.5℃/min,炉温冷却到60℃以下出炉并清理表面的氧化铝粉得到石墨芯;
(2)外部涂料制备及挂浆
第一层外部涂料:原料组成:240目石英玻璃粉45wt%,325目石英玻璃粉25wt%,硅溶胶30wt%;
第二层外部涂料:原料组成:325目石英玻璃粉10wt%,800目石英玻璃粉60wt%,纳米氧化硅0.5wt%,硅溶胶29.5wt%;
上述两层涂料的制备工艺均为:将原料放入行星磨中处理30min混合均匀,待用,首先将石墨芯先浸入第一层外部涂料中挂浆,取出在室温下干燥24小时,然后在鼓风干燥箱中于120℃烘干3h。接下来将其浸入第二层外部涂料中挂浆,取出在室温下干燥24小时,然后在鼓风干燥箱中于120℃烘干3h。
(3)烧成
将上述表面挂浆的石墨芯埋入200目氧化铝粉中焙烧,升温速度为3℃/min,烧成温度为1200℃,保温时间为4h,烧成完毕后,随炉冷却至200℃,打开炉门,冷却至60℃以下出窑得到陶瓷型芯;
3.如权利要求1所述的易脱芯陶瓷型芯制备方法,该方法是通过下述具体步骤实现的:
(1)石墨芯的制备
a.浆料制备
按重量比例称取:球形石墨325目10%,球形石墨500目80%,球形石墨800目10%,将上述球形石墨粉混合均匀后放入烘箱中在120℃下烘干12h,按重量比例称取:上述经过烘干后的球形石墨粉60%,石英玻璃纤维1%,莫来石纤维1%,陶瓷型芯增塑剂38%,将混料机升温到100℃,加入陶瓷型芯增塑剂,待其完全熔化后,将经过烘干处理的石墨按比例分批加入混料机中,搅拌4h后取出得到石墨芯浆料;
b.成型
将制备好的石墨芯浆料放入陶瓷型芯注射成型机中制备石墨芯生坯;
c.石墨芯烧成
将石墨芯生坯埋入200目氧化铝粉中焙烧,烧成温度为300℃,升温速率为1℃/min,炉温冷却到60℃以下出炉并清理表面的氧化铝粉得到石墨芯;
(2)外部涂料制备及挂浆
第一层外部涂料:原料组成:240目石英玻璃粉55wt%,325目石英玻璃粉20wt%,硅溶胶25wt%;
第二层外部涂料:原料组成:325目氧化铝粉20wt%,800目氧化铝粉54.5wt%,纳米氧化铝0.5wt%,铝溶胶25wt%;
上述两层涂料的制备工艺均为:将原料放入行星磨中处理30min混合均匀,待用,首先将石墨芯先浸入第一层外部涂料中挂浆,取出在室温下干燥24小时,然后在鼓风干燥箱中于120℃烘干3h,接下来将其浸入第二层外部涂料中挂浆,取出在室温下干燥24小时,然后在鼓风干燥箱中于120℃烘干3h;
(3)烧成
将上述表面挂浆的石墨芯埋入200目氧化铝粉中焙烧,升温速度为3.5℃/min,烧成温度为1350℃,保温时间为2h;烧成完毕后,随炉冷却至200℃,打开炉门,冷却至60℃以下出窑,得到陶瓷型芯。

说明书全文

一种易脱芯陶瓷型芯制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种易脱芯陶瓷型芯的制备方法,主要应用于熔模精密铸造技术领域。

背景技术

[0002] 陶瓷型芯主要用于熔模精密铸造工艺中形成铸件的复杂精密内腔。铸件浇铸完成后,一般需要通过机械或化学溶蚀将陶瓷型芯从铸件中清除,从而得到空心精铸件,这一工序被称为脱芯。脱芯时间过长,难度过大会大幅度提高铸件的生产成本,甚至有可能导致浇铸失败。脱芯性能的好坏主要由陶瓷型芯的内部结构和基体材料材质决定。

发明内容

[0003] 鉴于此,本发明提供了一种新型的陶瓷型芯制备方法,通过该方法制备的陶瓷型芯弥补了现有技术脱芯时间过长,难度过大而致使铸件的生产成本提高等缺陷
[0004] 为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种易脱芯陶瓷型芯制备方法,该方法是通过下述步骤实现的:
[0005] (1)石墨芯的制备
[0006] a.浆料制备
[0007] 按重量比例称取:球形石墨325目10-20%,球形石墨500目70-80%,球形石墨800目5-10%。将上述球形石墨粉混合均匀后放入烘箱中在120℃下烘干12h。按重量比例称取:上述经过烘干后的球形石墨粉60-75%,石英玻璃纤维0.5-2%,莫来石纤维0-1%,陶瓷型芯增塑剂24-40%。将混料机升温到100℃,加入陶瓷型芯增塑剂,待其完全熔化后,将经过烘干处理的石墨按比例分批加入混料机中,搅拌4h后取出得到石墨芯浆料。
[0008] 上述增塑剂的原料按重量%配制:石蜡93%,蜂蜡5%,聚乙烯2%,在130℃下混合均匀,过325目标准筛制成增塑剂备用。
[0009] b.成型
[0010] 将制备好的石墨芯浆料放入陶瓷型芯注射成型机中制备石墨芯生坯。
[0011] c.石墨芯烧成
[0012] 将石墨芯生坯埋入200目粉中焙烧,烧成温度为300-450℃,升温速率为1-1.5℃/min。炉温冷却到60℃以下出炉并清理表面的氧化铝粉得到石墨芯。
[0013] (2)外部涂料制备及挂浆
[0014] 第一层外部涂料:原料组成:240目石英玻璃粉45-55wt%,325目石英玻璃粉20-30wt%,溶胶25-40wt%。
[0015] 第二层外部涂料:原料组成:325目石英玻璃粉或氧化铝粉10-20wt%,800目石英玻璃粉或氧化铝粉50-60wt%,纳米氧化硅或纳米氧化铝0.5-1wt%,硅溶胶或铝溶胶25-40wt%。
[0016] 上述两层涂料的制备工艺均为:将原料放入行星磨中处理30min混合均匀,待用。
[0017] 首先将石墨芯先浸入第一层外部涂料中挂浆,取出在室温下干燥24小时,然后在鼓干燥箱中于120℃烘干3h。接下来将其浸入第二层外部涂料中挂浆,取出在室温下干燥24小时,然后在鼓风干燥箱中于120℃烘干3h。如有必要可重复以上工序。
[0018] (3)烧成
[0019] 将上述表面挂浆的石墨芯埋入200目氧化铝粉中焙烧,升温速度为3-3.5℃/min,烧成温度为1200-1350℃,保温时间为2-4h。烧成完毕后,随炉冷却至200℃,打开炉,冷却至60℃以下出窑,得到陶瓷型芯。由于在烧成过程中内部的石墨芯会氧化脱除,同时外部浆料经过烧结形成致密外壳,因此陶瓷型芯的结构呈现内部疏松多孔,外表致密的特点。
[0020] 本发明的特点及有益效果
[0021] 本发明制备的陶瓷型芯呈现内部疏松多孔,外表致密的结构特点,可显著缩短脱芯时间,可显著降低脱芯难度,方法简单易实现,可有效地降低铸件的生产成本,应用前景广泛。

具体实施方式

[0022] 实施例
[0023] (1)石墨芯的制备
[0024] a.浆料制备
[0025] 按重量比例称取:球形石墨325目20%,球形石墨500目70%,球形石墨800目10%。将上述球形石墨粉混合均匀后放入烘箱中在120℃下烘干12h。按重量比例称取:上述经过烘干后的球形石墨粉70%,石英玻璃纤维2%,陶瓷型芯增塑剂28%。将混料机升温到100℃,加入陶瓷型芯增塑剂,待其完全熔化后,将经过烘干处理的石墨按比例分批加入混料机中,搅拌4h后取出得到石墨芯浆料。
[0026] b.成型
[0027] 将制备好的石墨芯浆料放入陶瓷型芯注射成型机中制备石墨芯生坯。
[0028] c.石墨芯烧成
[0029] 将石墨芯生坯埋入200目氧化铝粉中焙烧,烧成温度为450℃,升温速率为1.5℃/min。炉温冷却到60℃以下出炉并清理表面的氧化铝粉得到石墨芯。
[0030] (2)外部涂料制备及挂浆
[0031] 第一层外部涂料:原料组成:240目石英玻璃粉45wt%,325目石英玻璃粉25wt%,硅溶胶30wt%。
[0032] 第二层外部涂料:原料组成:325目石英玻璃粉10wt%,800目石英玻璃粉60wt%,纳米氧化硅0.5wt%,硅溶胶29.5wt%。
[0033] 上述两层涂料的制备工艺均为:将原料放入行星磨中处理30min混合均匀,待用。
[0034] 首先将石墨芯先浸入第一层外部涂料中挂浆,取出在室温下干燥24小时,然后在鼓风干燥箱中于120℃烘干3h。接下来将其浸入第二层外部涂料中挂浆,取出在室温下干燥24小时,然后在鼓风干燥箱中于120℃烘干3h。
[0035] (3)烧成
[0036] 将上述表面挂浆的石墨芯埋入200目氧化铝粉中焙烧,升温速度为3℃/min,烧成温度为1200℃,保温时间为4h。烧成完毕后,随炉冷却至200℃,打开炉门,冷却至60℃以下出窑得到陶瓷型芯。
[0037] 实施例二
[0038] (1)石墨芯的制备
[0039] a.浆料制备
[0040] 按重量比例称取:球形石墨325目10%,球形石墨500目80%,球形石墨800目10%。将上述球形石墨粉混合均匀后放入烘箱中在120℃下烘干12h。按重量比例称取:上述经过烘干后的球形石墨粉60%,石英玻璃纤维1%,莫来石纤维1%,陶瓷型芯增塑剂38%。将混料机升温到100℃,加入陶瓷型芯增塑剂,待其完全熔化后,将经过烘干处理的石墨按比例分批加入混料机中,搅拌4h后取出得到石墨芯浆料。
[0041] b.成型
[0042] 将制备好的石墨芯浆料放入陶瓷型芯注射成型机中制备石墨芯生坯。
[0043] c.石墨芯烧成
[0044] 将石墨芯生坯埋入200目氧化铝粉中焙烧,烧成温度为300℃,升温速率为1℃/min。炉温冷却到60℃以下出炉并清理表面的氧化铝粉得到石墨芯。
[0045] (2)外部涂料制备及挂浆
[0046] 第一层外部涂料:原料组成:240目石英玻璃粉55wt%,325目石英玻璃粉20wt%,硅溶胶25wt%。
[0047] 第二层外部涂料:原料组成:325目氧化铝粉20wt%,800目氧化铝粉54.5wt%,纳米氧化铝0.5wt%,铝溶胶25wt%。
[0048] 上述两层涂料的制备工艺均为:将原料放入行星磨中处理30min混合均匀,待用。
[0049] 首先将石墨芯先浸入第一层外部涂料中挂浆,取出在室温下干燥24小时,然后在鼓风干燥箱中于120℃烘干3h。接下来将其浸入第二层外部涂料中挂浆,取出在室温下干燥24小时,然后在鼓风干燥箱中于120℃烘干3h。
[0050] (3)烧成
[0051] 将上述表面挂浆的石墨芯埋入200目氧化铝粉中焙烧,升温速度为3.5℃/min,烧成温度为1350℃,保温时间为2h。烧成完毕后,随炉冷却至200℃,打开炉门,冷却至60℃以下出窑,得到陶瓷型芯。
[0052] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改,等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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