一种失蜡法模壳制备工艺

技术领域

本发明属于金属制造技术领域，特别涉及一种失蜡法模壳制备工艺。

背景技术

失蜡法也被称为失蜡铸造法、熔模铸造，先对蜂蜡模组进行精细加工，制成模具后，在用泥浆淋到蜂蜡模具表面，并撒细沙在泥浆表层，反复多次，使之形成完整的型壳，干燥后加热使蜡质熔出，得到具备型腔的模壳，浇筑熔融的液体后，冷却、去壳，得到铸成的器物。

失蜡法采用尺寸精确、表面光滑的可熔性模组，无一般铸造方法中的脱模等工序带来的尺寸误差，因此制备出的铸件尺寸较为精准。但是由于制作的模壳通常存在强度差、浇筑过程中产生变形等问题，精准度仍有待提高，且铸件在模壳内成型时表面光滑度也有待提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种失蜡法模壳制备工艺，具有强度高、铸件表面光滑的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种失蜡法模壳制备工艺，包括以下步骤：

步骤S1，表面层涂料，将模组浸在表面层涂料后取出，撒砂，施加表面层硬化剂进行硬化处理，风干；

步骤S2，过渡层涂料，再将模组浸在过渡层涂料后取出，撒砂，施加过渡层硬化剂进行硬化处理，风干；

步骤S3，加固层涂料，将模组浸在加固层涂料后取出，撒砂，施加加固层硬化剂进行硬化处理，风干；

步骤S4，重复涂料，重复步骤S3，重复次数根据铸件重量进行确定；

步骤S5，用压缩空气将浮砂、壳皮吹干净，制壳完毕。

通过采用上述技术方案，本发明采用三层涂料，第一层是表面层涂料，作为模壳的最内层，在浇铸时直接与铸件表面接触。过渡层涂料起到过渡、一定的加固作用，加固层涂料能够赋予模壳较大的强度，使其能在高温下保持不变形，达到提高铸件尺寸精密度、表面光滑的效果。

本发明的进一步设置为：步骤S1中，表面层涂料包括石英粉、水玻璃、JFC，石英粉目数在40-70目，粉液比在1:1.10-1.30，JFC加入量是0.05％，表面层硬化剂为氯化铵硬化剂。

本发明的进一步设置为：步骤S1中，表面层涂料还包括氮化硅粉、氮化硼粉、硅微粉。

通过采用上述技术方案，表面层涂料在铸造时是直接接触成型铸件，其直接影响铸件表面的光滑。本发明独创性地在表面层涂料中加入氮化硅粉、氮化硼粉、硅微粉，在模壳内侧形成的表面层涂料能够极大改善铸件表面的光滑程度，有效减少毛刺、气孔，且在高温下不变形。

本发明的进一步设置为：步骤S2中，过渡层涂料包括石英粉、水玻璃、JFC，粉液比在1:1.10-1.30，JFC加入量是0.05％，石英粉目数在20-40目，过渡层硬化剂是氯化铵硬化剂。

本发明的进一步设置为：步骤S3中，加固层涂料包括水玻璃、高铝合成粉和/或铝矾土粉、JFC，粉液比为1:1.05-1.15，JFC加入量是0.05％，加固层涂料目数在10-20目，加固层硬化剂为结晶氯化铝硬化剂。

本发明的进一步设置为：步骤S4中，铸件重量≤0.4kg，重复步骤S3一次；0.4kg＜铸件重量≤1kg，重复步骤S3两次；1kg＜铸件重量，重复步骤S3三次。

本发明的进一步设置为：作业环境室温在10-15℃时，表面层涂料粘度是27-34s，过渡层涂料粘度在12-24s，加固层涂料粘度在28-30s；作业环境室温在15-20℃时，表面层涂料温度在24-31s，过渡层涂料粘度在14-21s，加固层涂料粘度在26-28s。

本发明的进一步设置为：步骤S1中，撒砂的砂子是石英粉；步骤S2中，撒砂的砂子是石英粉；步骤S3中，撒砂的砂子是高铝合成粉和/或铝矾土粉。

本发明的进一步设置为：步骤S1-S5中，风干是自然风干，时间是25min-30min。

本发明的进一步设置为：表面层涂料、过渡层涂料、加固层涂料配制时，先将水玻璃、水、JFC搅拌均匀后，分2-3次加入粉料，边加边搅拌直至全部完成，再搅拌60-90min，静置4-8h后备用，使用前搅拌均匀即可。

本发明的有益效果是：本发明通过设计表面层涂料、过渡层涂料、加固层涂料的配方及工艺，使模壳表面层涂料耐高温、不易形变，通过过渡层涂料、加固层涂料的进一步加固，能够大大提高模壳的强度和耐高温能力，有效提高铸件的尺寸进度和表面光滑度。

具体实施方式

下面将对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：一种失蜡法模壳制备工艺，包括以下步骤：

步骤S1，表面层涂料，配制表面层涂料，表面层涂料的原料包括水玻璃、石英粉、JFC，石英粉目数在40-70目，粉液比在1:1.10-1.30，JFC加入量是0.05％。配制方法如下：先将水玻璃、水、JFC搅拌均匀后，分2-3次加入石英粉，边加边搅拌直至全部完成，再搅拌60-90min，静置4-8h后备用，使用前搅拌均匀即可。

表面层涂料的粘度根据作业环境室温来确定，如果作业环境室温在10-15℃时，粘度控制在27-34s。如果作业环境室温在15-20℃，粘度控制在24-31s。

将蜡质的模组浸在表面层涂料后取出，撒砂，砂子是石英粉，目数也是40-70目，施加表面层硬化剂进行硬化处理，表面层硬化剂选氯化铵硬化剂，然后自然风干，风干时间是25-30min。

步骤S2，过渡层涂料，配制过渡层涂料，过渡层涂料的原料包括石英粉、水玻璃、JFC，粉液比在1.10-1.30，JFC加入量是0.05％，石英粉目数在20-40目。配制方法如下：先将水玻璃、水、JFC搅拌均匀后，分2-3次加入石英粉，边加边搅拌直至全部完成，再搅拌60-90min，静置4-8h后备用，使用前搅拌均匀即可。

过渡层涂料的粘度根据作业环境室温来确定，如果作业环境室温在10-15℃时，粘度控制在12-24s。如果作业环境室温在15-20℃，粘度控制在14-21s。

再将步骤S1得到的模组浸在过渡层涂料后取出，撒砂，砂子是石英粉，目数在20-40目。施加过渡层硬化剂进行硬化处理，过渡层硬化剂选氯化铵硬化剂，然后自然风干，风干时间是25-30min。

步骤S3，加固层涂料，配制加固层涂料，加固层涂料原料包括水玻璃、高铝合成粉、JFC，高铝合成粉目数在10-20目，粉液比在1:1.05-1.15，JFC加入量是0.05％。配制方法如下：先将水玻璃、水、JFC搅拌均匀后，分2-3次加入高铝合成粉，边加边搅拌直至全部完成，再搅拌60-90min，静置4-8h后备用，使用前搅拌均匀即可。

加固层涂料的粘度根据作业环境室温来确定，如果作业环境室温在10-15℃时，粘度控制在28-30s。如果作业环境室温在15-20℃，粘度控制在26-28s。

将步骤S2得到的模组浸在加固层涂料后取出，撒砂，砂子是高铝合成粉，施加加固层硬化剂进行硬化处理，加固层硬化剂选结晶氯化铝硬化剂，然后自然风干，风干时间是25-30min。

步骤S4，重复涂料，重复步骤S3，重复次数根据铸件重量进行确定。铸件重量≤0.4kg，重复步骤S3一次；0.4kg＜铸件重量≤1kg，重复步骤S3两次；1kg＜铸件重量，重复步骤S3三次。铸件是指失蜡法最终要制备的器物。

步骤S5，用压缩空气将浮砂、壳皮吹干净，制壳完毕，得到模壳。

实施例2：一种失蜡法模壳制备工艺，与实施例1的区别之处在于，步骤S3中，将高铝合成粉替换为铝矾土粉。

实施例3：一种失蜡法模壳制备工艺，与实施例1的区别之处在于，步骤S1中，表面层涂料原料还包括氮化硅粉、氮化硼粉、硅微粉，氮化硅粉：氮化硼粉：硅微粉：石英粉的质量比是2:1:0.5:20-25。氮化硅粉、氮化硼粉、硅微粉目数也为40-70目。撒砂的砂子包括硅微粉和石英粉，硅微粉：石英粉的质量比是1:10。

表1实施例1-3使用的石英粉技术参数

表2实施例1、3使用的高铝合成粉技术参数

表3实施例2使用的铝矾土粉技术参数

将各实施例制备的模壳热水脱蜡后，在850-950℃范围内焙烧60min-90min，浇注钢水后成型得到铸件，测量铸件实际尺寸与设计尺寸之间的误差和表面光洁度。