專利名稱：一種用于消失模殼型鑄造的泡沫模樣表面成膜方法
技術領域：
本發明屬于消失模殼型鑄造方法，具體涉及一種用于消失模殼型鑄造的泡沫模樣 表面成膜方法，用于改善消失模殼型鑄件表面質量。
背景技術：
21世紀鑄件發展朝向近凈成形化、精密化、整體化等趨勢，這就要求鑄件少用或不 用機加工，能夠一次精確成形，從而減少工時，降低成本，提高生產效率和效益。消失模鑄造是一種近無余量、精確成形的技術，泡沫消失模成本低、結構設計靈 活、可生產大件等，被稱為“21世紀的鑄造新技術”。然而，消失模鑄造的泡沫模樣在澆注 過程中的分解會帶來氣孔、皺皮、夾雜和增碳等缺陷，還會使澆注溫度較高，尤其是液態鋁 (鎂)合金氧化、燃燒、吸氣明顯加劇，導致鑄件性能偏低。針對以上問題，消失模殼型鑄 造應運而生，它是將消失模鑄造與熔模鑄造相結合發展而成的一種新的復合鑄造工藝，采 用泡沫模樣，在泡沫模上結殼，經失模焙燒后，進行澆注從而獲得精密鑄件。該工藝具有 以下優勢泡沫模樣結構設計靈活、尺寸穩定、收縮小、成本低，能夠生產中大型復雜精密 鑄件；由于澆注前脫去泡沫模樣，可避免消失模鑄件易出現的氣孔、皺皮、夾雜和增碳等缺 陷；克服了熔模鑄造不能用于大件及成本高的不足。消失模殼型鑄件的表面粗糙度可達到 3. 2-6. 3 μ m，然而相比熔模精密鑄造(Ra 1.6-3.2ym)此類鑄件的表面質量還具有一定差 距。這主要是由于泡沫模表面珠粒間存在紋網溝槽(見圖1)，在浸涂料時涂料容易滲入珠 粒間溝槽，從而影響型殼表面質量(見圖2)，并最終影響鑄件表面質量。因此，如果要進一 步提高消失模殼型鑄件的表面質量，必須要解決泡沫模珠粒間溝槽帶來的問題。目前，為了消除泡沫模珠粒間溝槽，提高泡沫模表面質量，國內外有人研究泡沫模 樣表面成膜方法，先在泡沫模樣表面成膜，采用硝酸纖維素、聚乙烯縮丁醛、聚醋酸乙烯等 表面光潔劑作為泡沫模的成膜物質，然而由于其中成膜效果最好的硝酸纖維素成膜是以乙 醇作為溶劑，其干燥過程需乙醇逐步揮發，成膜時間較長(大于5h)、且價格昂貴，因此難以 實現大規模的生產應用。
發明內容
本發明提供一種用于消失模殼型鑄造的泡沫模樣表面成膜方法，解決現有泡沫模 樣表面成膜方法中，泡沫模的成膜物質成膜時間較長且價格昂貴的問題，通過改善泡沫模 表面質量，進而改善型殼及鑄件表面質量。本發明的一種用于消失模殼型鑄造的泡沫模樣表面成膜方法，包括成膜物質配制 步驟和成膜步驟，其特征在于—.成膜物質配制步驟配制蠟基有機復合材料，其原料質量百分比為蠟60% 100%,硬脂酸0% 40%、附加物0% 10%，蠟基有機復合材料熔點范圍為40°C 70°C； 所述附加物為聚乙烯、乙烯與醋酸乙烯共聚樹脂(EVA)或松香；再將蠟基有機復合材料加熱熔化使其形成混溶物，加熱溫度為60 80°C ；
二.成膜步驟將泡沫模樣完全浸入所述混溶物，浸泡5 60s后取出并輕微抖動 或甩動，以去掉多余液態混溶物，冷卻后即在泡沫模樣上形成均勻膜層。所述的泡沫模樣表面成膜方法，其特征在于所述成膜物質配制步驟中，所述蠟為石蠟、地蠟或者川蠟。所述的泡沫模樣表面成膜方法，其特征在于所述成膜步驟中，將泡沫模樣完全浸入所述混溶物之前先被加熱，加熱溫度20 70 "C。所述的泡沫模樣表面成膜方法，其特征在于所述成膜步驟中，所述泡沫模樣的發泡成型材料為可發性聚苯乙烯樹脂珠粒、可 發性甲基丙烯酸甲脂與苯乙烯共聚樹脂珠粒或者可發性聚甲基丙烯酸甲脂樹脂珠粒。本發明采用蠟基有機復合材料在消失模殼型鑄造用的泡沫模表面形成一層均勻 的光潔薄層，來填充泡沫模珠粒間溝槽，進而提高消失模殼型鑄件表面質量，操作較為簡 單，成膜時間大大減小(小于lOmin)，且成本較低。能夠較好地消除泡沫模珠粒間的溝槽對 泡沫模表面質量的影響，且不影響泡沫模的尺寸精度，可大大提高泡沫模的表面質量，進而 提高型殼和鑄件的表面質量。本發明與成膜性能較好的硝酸纖維素成模物質相比，所獲得 鑄件表面質量與其相當，鑄件表面粗糙度可達1. 6 3. 2 μ m，接近熔模鑄造水平，利用本發 明所獲得的殼型可以進行重力鑄造，也可進行低壓、差壓、真空吸鑄等鑄造，能夠用于鑄鋼、 鑄鐵等黑色合金及鋁、鎂、鈦等有色合金的精密鑄造成形，可以實現大規模的工業生產。
圖1為泡沫模樣表面照片；珠粒間的溝槽；圖2型殼表面形貌照片；圖3為泡沫模樣經本發明處理后的表面照片；圖4為使用本發明處理泡沫模樣所得到的型殼表面形貌照片。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明進一步說明。實施例1，順序包括一.成膜物質配制步驟配制蠟基有機復合材料，其原料質量百分比為石蠟 100%，其余為O ；蠟基有機復合材料熔點范圍為40°C ；再將蠟基有機復合材料加熱熔化使其形成混溶物，加熱溫度為60°C ；二 .成膜步驟將未被加熱的泡沫模樣完全浸入所述混溶物，浸泡5s后取出并 輕微抖動或甩動，以去掉多余液態混溶物，冷卻后即在泡沫模樣上形成均勻膜層，見圖3所 示，泡沫模表面形成一層光潔薄層，泡沫模珠粒間的溝槽被填充。成膜步驟中，所述泡沫模樣的發泡成型材料為可發性聚苯乙烯樹脂珠粒。實施例2，順序包括一.成膜物質配制步驟配制蠟基有機復合材料，其原料質量百分比為地蠟 80%、硬脂酸15%、聚乙烯5%，蠟基有機復合材料熔點范圍為55°C ；再將蠟基有機復合材料加熱熔化使其形成混溶物，加熱溫度為70°C ；
二 .成膜步驟將加熱20°C的泡沫模樣完全浸入所述混溶物，浸泡35s后取出并 輕微抖動或甩動，以去掉多余液態混溶物，冷卻后即在泡沫模樣上形成均勻膜層，利用該泡 沫模樣獲得型殼的照片如圖4所示，型殼表面光整，較未經處理的泡沫模樣獲得型殼(見圖 2)的表面質量大大提高。成膜步驟中，所述泡沫模樣的發泡成型材料為可發性甲基丙烯酸甲脂與苯乙烯共 聚樹脂珠粒。實施例3，順序包括一.成膜物質配制步驟配制蠟基有機復合材料，其原料質量百分比為川蠟 60%、硬脂酸30%、松香10%，蠟基有機復合材料熔點范圍為70°C ；再將蠟基有機復合材料加熱熔化使其形成混溶物，加熱溫度為80°C ；二 .成膜步驟將加熱70°C的泡沫模樣完全浸入所述混溶物，浸泡60s后取出并 輕微抖動或甩動，以去掉多余液態混溶物，冷卻后即在泡沫模樣上形成均勻膜層，獲得鑄件 表面粗糙度Ra為1.9 μ m。成膜步驟中，所述泡沫模樣的發泡成型材料為可發性聚甲基丙烯酸甲脂樹脂珠 粒。
權利要求
一種用于消失模殼型鑄造的泡沫模樣表面成膜方法，包括成膜物質配制步驟和成膜步驟，其特征在于一.成膜物質配制步驟(1)配制蠟基有機復合材料，其原料質量百分比為蠟60％～100％、硬脂酸0％～40％、附加物0％～10％，蠟基有機復合材料熔點范圍為40℃～70℃；(2)再將蠟基有機復合材料加熱熔化使其形成混溶物，加熱溫度為60～80℃；所述附加物為聚乙烯、乙烯與醋酸乙烯共聚樹脂或松香；二.成膜步驟將泡沫模樣完全浸入所述混溶物，浸泡5～60s后取出并輕微抖動或甩動，以去掉多余液態混溶物，冷卻后即在泡沫模樣上形成均勻膜層。
2.如權利要求1所述的泡沫模樣表面成膜方法，其特征在于所述成膜物質配制步驟中，所述配制成膜物質的蠟為石蠟、地蠟或者川蠟。
3.如權利要求1或2所述的泡沫模樣表面成膜方法，其特征在于所述成膜步驟中，將泡沫模樣完全浸入所述混溶物之前先被加熱，加熱溫度20 70 "C。
4.如權利要求1或2所述的泡沫模樣表面成膜方法，其特征在于所述成膜步驟中，所述泡沫模樣的發泡成型材料為可發性聚苯乙烯樹脂珠粒、可發性 甲基丙烯酸甲脂與苯乙烯共聚樹脂珠粒或者可發性聚甲基丙烯酸甲脂樹脂珠粒。
5.如權利要求3所述的泡沫模樣表面成膜方法，其特征在于所述成膜步驟中，所述泡沫模樣的發泡成型材料為可發性聚苯乙烯樹脂珠粒、可發性 甲基丙烯酸甲脂與苯乙烯共聚樹脂珠粒或者可發性聚甲基丙烯酸甲脂樹脂珠粒。
全文摘要
一種用于消失模殼型鑄造的泡沫模樣表面成膜方法，屬于消失模殼型鑄造方法，解決現有泡沫模樣表面成膜方法的成膜物質成膜時間較長且價格昂貴的問題。本發明包括一.成膜物質配制步驟配制蠟基有機復合材料，原料質量百分比為蠟60％～100％、硬脂酸0％～40％、附加物0％～10％，蠟基有機復合材料熔點范圍為40℃～70℃，再加熱熔化使其形成混溶物；二.成膜步驟將泡沫模樣完全浸入所述混溶物，浸泡5～60s后取出并輕微抖動或甩動，以去掉多余液態混溶物，冷卻后即在泡沫模樣上形成均勻膜層。本發明操作簡單、成膜時間少且成本較低，可大大提高泡沫模的表面質量，進而提高型殼和鑄件的表面質量，可實現大規模工業生產。
文檔編號B22C7/02GK101954445SQ201010292109
公開日2011年1月26日 申請日期2010年9月27日 優先權日2010年9月27日
發明者劉德均, 廖德鋒, 樊自田, 董選普, 蔣文明, 趙忠 申請人:華中科技大學