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CN107442743A - 一种铝合金制品壳型铸造方法 - Google Patents

一种铝合金制品壳型铸造方法 Download PDF

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CN107442743A
CN107442743A CN201710716363.9A CN201710716363A CN107442743A CN 107442743 A CN107442743 A CN 107442743A CN 201710716363 A CN201710716363 A CN 201710716363A CN 107442743 A CN107442743 A CN 107442743A
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Abstract

本发明公开一种铝合金制品壳型铸造方法，（1）将铝合金原料采用电炉加热后制成铝水，向铝水中加入球化剂，保温备用；（2）将石英砂洗净后，放入高温改性液中浸泡处理2‑3小时，过滤制得改性砂；（3）将酚醛树脂用乙醇充分溶解后，向其中加入改性砂和添加剂，制得覆膜砂；（4）将模具经过覆膜砂热固化处理后，制得铸型模壳；（5）将步骤（1）中制得的铝水进行浇注后，冷却处理，制得成品。本发明提供的铝合金制品壳型铸造方法，操作方法简单，制得的铝合金制品，表面粗糙度低，组织结构致密度高，成品率高。

Description

一种铝合金制品壳型铸造方法
技术领域
本发明属于铝合金铸造技术领域，具体涉及一种铝合金制品壳型铸造方法。
背景技术
壳型铸造工艺系采用酚醛树脂覆膜砂在热芯盒制壳机上结壳硬化，形成厚度为4--15 mm的壳型，合格壳型用粘胶贴合后四周充以填料浇注成铸件。壳型铸造技术因其铸造毛坯尺寸精度高，废品率低，飞边毛刺少，清理工作量小工艺性能良好等特点，目前主要适用于大批量生产精度要求高、表面光洁、不加工或加工裕量少的重要铸件，如内燃机曲轴、凸轮轴、摩托车缸体、精密泵壳等铸造行业。采用此生产技术，可使铸件的充型、凝固和冷却过程在一个比较恒定的条件下完成，既改善了铸件凝固和冷却的外部条件，又最大限度地消除了铸件产生铸造缺陷的大部分内在因素，大大提高了铸件的内在质量和表面质量。但是现有技术中，制得的铸型模壳的冷拉强度和高温强度较低，导致制得的产品的表面粗糙度较大，废品率较高。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种铝合金制品壳型铸造方法。
本发明是通过以下技术方案来实现的。
一种铝合金制品壳型铸造方法，包括以下操作步骤：
（1）将铝合金原料采用电炉加热后制成铝水，向铝水中加入球化剂，保温备用，其中球化剂为纯锌和纯锡按照质量比为4:1的比例混合而成；
（2）将石英砂洗净后，放入高温改性液中浸泡处理2-3小时，过滤制得改性砂，其中高温改性液由以下重量份的组分制成：异丙醇40-45份、4-三甲基硅基苯乙烯13-16份、2-甲基丁酸辛酯11-16份；
（3）将酚醛树脂用乙醇充分溶解后，向其中加入改性砂和添加剂，制得覆膜砂，其中酚醛树脂与乙醇的质量比为3:5，酚醛树脂、改性砂、添加剂的质量比为1:80-90:1，其中添加剂由以下重量份的组分制成：乌洛托品19-26份、N-辛基二氨乙基甘氨酸盐酸盐3-6份、 四庚基碘化铵1-5份；
（4）将模具经过覆膜砂热固化处理后，制得铸型模壳；
（5）将步骤（1）中制得的铝水进行浇注后，冷却处理，制得成品。
具体地，上述步骤（1）中球化剂的添加量为铝合金原料质量的2-4%。
具体地，上述步骤（2）中高温改性液的温度为65-72℃。
具体地，上述步骤（3）中酚醛树脂的软化点为95-100℃，游离酸的含量为3.7%。
由以上的技术方案可知，本发明的有益效果是：
本发明提供的铝合金制品壳型铸造方法，操作方法简单，制得的铝合金制品，表面粗糙度低，组织结构致密度高，成品率高。其中，本发明提供的球化剂，可有效的提升铝水中的硫元素，并能提升铝水的冷却效果；本发明中石英砂经过改性处理后，其表面带有大量的有机基团，可有效的提升酚醛树脂对其包覆效果，改性砂、N-辛基二氨乙基甘氨酸盐酸盐、 四庚基碘化铵协同作用后，可有效的提升模壳的冷拉强度和高温强度，进而极大地提升了铸件的表面效果和精度。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据厂家的条件作进一步调整，未说明的实施条件通常为常规实验条件。
实施例1
一种铝合金制品壳型铸造方法，包括以下操作步骤：
（1）将铝合金原料采用电炉加热后制成铝水，向铝水中加入球化剂，保温备用，其中球化剂为纯锌和纯锡按照质量比为4:1的比例混合而成；
（2）将石英砂洗净后，放入高温改性液中浸泡处理2小时，过滤制得改性砂，其中高温改性液由以下重量份的组分制成：异丙醇40份、4-三甲基硅基苯乙烯13份、2-甲基丁酸辛酯11份；
（3）将酚醛树脂用乙醇充分溶解后，向其中加入改性砂和添加剂，制得覆膜砂，其中酚醛树脂与乙醇的质量比为3:5，酚醛树脂、改性砂、添加剂的质量比为1:80:1，其中添加剂由以下重量份的组分制成：乌洛托品19份、N-辛基二氨乙基甘氨酸盐酸盐3份、 四庚基碘化铵1份；
（4）将模具经过覆膜砂热固化处理后，制得铸型模壳；
（5）将步骤（1）中制得的铝水进行浇注后，冷却处理，制得成品。
具体地，上述步骤（1）中球化剂的添加量为铝合金原料质量的2%。
具体地，上述步骤（2）中高温改性液的温度为65℃。
具体地，上述步骤（3）中酚醛树脂的软化点为95℃，游离酸的含量为3.7%。
本实施例中模壳冷拉强度为290N/cm2，高温强度为30N/cm2，铸造废品率为0.8%。
实施例2
一种铝合金制品壳型铸造方法，包括以下操作步骤：
（1）将铝合金原料采用电炉加热后制成铝水，向铝水中加入球化剂，保温备用，其中球化剂为纯锌和纯锡按照质量比为4:1的比例混合而成；
（2）将石英砂洗净后，放入高温改性液中浸泡处理2.5小时，过滤制得改性砂，其中高温改性液由以下重量份的组分制成：异丙醇43份、4-三甲基硅基苯乙烯14份、2-甲基丁酸辛酯13份；
（3）将酚醛树脂用乙醇充分溶解后，向其中加入改性砂和添加剂，制得覆膜砂，其中酚醛树脂与乙醇的质量比为3:5，酚醛树脂、改性砂、添加剂的质量比为1:85:1，其中添加剂由以下重量份的组分制成：乌洛托品23份、N-辛基二氨乙基甘氨酸盐酸盐5份、 四庚基碘化铵3份；
（4）将模具经过覆膜砂热固化处理后，制得铸型模壳；
（5）将步骤（1）中制得的铝水进行浇注后，冷却处理，制得成品。
具体地，上述步骤（1）中球化剂的添加量为铝合金原料质量的3%。
具体地，上述步骤（2）中高温改性液的温度为70℃。
具体地，上述步骤（3）中酚醛树脂的软化点为97℃，游离酸的含量为3.7%。
本实施例中模壳冷拉强度为291N/cm2，高温强度为33N/cm2，铸造废品率为0.5%。
实施例3
一种铝合金制品壳型铸造方法，包括以下操作步骤：
（1）将铝合金原料采用电炉加热后制成铝水，向铝水中加入球化剂，保温备用，其中球化剂为纯锌和纯锡按照质量比为4:1的比例混合而成；
（2）将石英砂洗净后，放入高温改性液中浸泡处理3小时，过滤制得改性砂，其中高温改性液由以下重量份的组分制成：异丙醇45份、4-三甲基硅基苯乙烯16份、2-甲基丁酸辛酯16份；
（3）将酚醛树脂用乙醇充分溶解后，向其中加入改性砂和添加剂，制得覆膜砂，其中酚醛树脂与乙醇的质量比为3:5，酚醛树脂、改性砂、添加剂的质量比为1:90:1，其中添加剂由以下重量份的组分制成：乌洛托品26份、N-辛基二氨乙基甘氨酸盐酸盐6份、 四庚基碘化铵5份；
（4）将模具经过覆膜砂热固化处理后，制得铸型模壳；
（5）将步骤（1）中制得的铝水进行浇注后，冷却处理，制得成品。
具体地，上述步骤（1）中球化剂的添加量为铝合金原料质量的4%。
具体地，上述步骤（2）中高温改性液的温度为72℃。
具体地，上述步骤（3）中酚醛树脂的软化点为100℃，游离酸的含量为3.7%。
本实施例中模壳冷拉强度为296N/cm2，高温强度为35N/cm2，铸造废品率为0.3%。
对比例1
石英砂不经过改性处理，其余操作与实施例1完全相同。
本对比例中模壳冷拉强度为275N/cm2，高温强度为21N/cm2，铸造废品率为8%。

Claims (4)

1.一种铝合金制品壳型铸造方法，其特征在于，包括以下操作步骤：
（1）将铝合金原料采用电炉加热后制成铝水，向铝水中加入球化剂，保温备用，其中球化剂为纯锌和纯锡按照质量比为4:1的比例混合而成；
（2）将石英砂洗净后，放入高温改性液中浸泡处理2-3小时，过滤制得改性砂，其中高温改性液由以下重量份的组分制成：异丙醇40-45份、4-三甲基硅基苯乙烯13-16份、2-甲基丁酸辛酯11-16份；
（3）将酚醛树脂用乙醇充分溶解后，向其中加入改性砂和添加剂，制得覆膜砂，其中酚醛树脂与乙醇的质量比为3:5，酚醛树脂、改性砂、添加剂的质量比为1:80-90:1，其中添加剂由以下重量份的组分制成：乌洛托品19-26份、N-辛基二氨乙基甘氨酸盐酸盐3-6份、 四庚基碘化铵1-5份；
（4）将模具经过覆膜砂热固化处理后，制得铸型模壳；
（5）将步骤（1）中制得的铝水进行浇注后，冷却处理，制得成品。
2.根据权利要求1中所述的一种铝合金制品壳型铸造方法，其特征在于，上述步骤（1）中球化剂的添加量为铝合金原料质量的2-4%。
3.根据权利要求1中所述的一种铝合金制品壳型铸造方法，其特征在于，上述步骤（2）中高温改性液的温度为65-72℃。
4.根据权利要求1中所述的一种铝合金制品壳型铸造方法，其特征在于，上述步骤（3）中酚醛树脂的软化点为95-100℃，游离酸的含量为3.7%。
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