CN110216246A - 一种用于金属铸造的泥浆成型铸造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于金属铸造的泥浆成型铸造工艺，其采用泥浆通过挤压成型进行金属铸造，所述泥浆包括造型粉料、粘结剂、增强剂和水，所述造型粉料选自莫来石粉、三氧化二铝粉、硅粉或滑石粉或类似造型及耐火材料粉料；所述造型粉料为大于等于200目的粉料。本发明的铸件尺寸稳定性好、精度高、容易实现近净成形产品(可以达到或接近硅溶胶熔模铸造工艺的铸件表面质量)；型壳表面无需刷涂料；再生简单、综合成本低；生产工序简单可控；接近零排放，绿色环保；可成线成建制布置生产线，自动化程度高、周期快。

Description

一种用于金属铸造的泥浆成型铸造工艺

技术领域

本发明涉及成型铸造技术，尤其涉及一种用于成型铸造的泥浆成型铸造工艺。

背景技术

砂型铸造就是用砂子制造铸模。砂模铸造需要在砂子中放入成品零件模型或木制模型(模样)，然后在模样周末填满砂子，开箱取出模样以后砂子形成铸模。为了在浇铸金属之前取出模型，铸模应做成两个或更多个部分；在铸模制作过程中，必须留出向铸模内浇铸金属的孔和排气孔，合成浇注系统。铸模浇注金属液体以后保持适当时间，一直到金属凝固。取出零件后，铸模被毁，因此必须为每个铸造件制作新铸模。

目前的铸造成型方法中，砂型铸造、硅溶胶熔模铸造、水玻璃熔模铸造、覆膜砂加热固化、冷芯盒工艺等均在30/50目、40/70目、50/100目、70/140目几个砂级配范围的成型工艺，主要还是砂型铸造。现有的成型铸造工艺，例如，中国专利CN201110456502工艺品及其制造工艺,CN200510109380可获得精致铸件的铸造法，均不同程度存在以下共性的问题：

①除了硅溶胶熔模铸造精度较高，其它工艺生产的铸件表面光洁度均不高；

②铸件表面尺寸精度低，尺寸稳定性差，硅溶胶熔模工艺在小件上尺寸精度高，稍大件变形严重；

③生产工序多、周期长；

④旧砂再生困难(邦尼及呋喃树脂砂除外)、综合成本高；

⑤VOCs及固废排放大、环保性差；

⑥自动化程度不高。

发明内容

为了解决现有的成型铸造工艺中存在的上述问题，本发明提出了一种用于金属铸造的泥浆成型铸造工艺，其采用泥浆通过挤压成型进行金属铸造，所述泥浆包括造型粉料、粘结剂、增强剂、固化剂和水，所述造型粉料选自莫来石粉、三氧化二铝粉、硅粉或滑石粉或类似造型及耐火材料粉料。

进一步，所述造型粉料为大于等于200目的粉料。

进一步，所述粘结剂为有机树脂或无机粘接剂。

进一步，所述增强剂为纳米级硅微粉混合物。

进一步，所述泥浆的成型铸造工艺包括以下步骤：

步骤一，配备造型粉料、粘结剂、增强剂、固化剂和水，

步骤二，将所述配料顺序加入混碾设备进行充分搅拌混匀，混碾至泥浆状，

步骤三，将所述泥浆装入料筒用于注射或压射到模具空腔中，加热固化成型制成壳型，

步骤四，所述壳型经过粘接组装形成浇注的铸型，然后进行装箱浇注，

步骤五，浇注后的铸件经过落砂进行分离，剥落的型壳经过再生工艺再生成粉循环利用。

进一步，所述步骤三中的加热温度为80-300℃。

进一步，所述步骤三中的加热时间为0.5-10分钟。

进一步，所述步骤三中的注射为加热或吹热气成型。

进一步，所述步骤五中的再生工艺为物理机械研磨。

本发明专利的优势：

1.铸件尺寸稳定性好、精度高、容易实现近净成形产品(可以达到或接近硅溶胶熔模铸造工艺的铸件表面质量)；

2.型壳表面无需刷涂料；

3.再生简单、综合成本低；

4.生产工序简单可控；

5.接近零排放，绿色环保；可成线成建制布置生产线，自动化程度高、周期快。

附图说明

图1为本发明的一种泥浆成型铸造工艺的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，本发明的用于金属铸造的泥浆成型铸造工艺包括：

配料，准备铸造型砂用造型粉料，所述造型粉料选用莫来石粉、三氧化二铝粉、硅粉、滑石粉等所有造型及耐火材料粉料；所述造型粉料可以是新的，也可以是再生的；在所述造型粉料通过加入一定配比的粘结剂及增强剂、固化剂等材料，按顺序加入专用混碾设备进行充分搅拌混匀。

制成泥浆，装浆料：将上述混合均匀的材料，混碾至满足使用要求粘度的泥浆状，再装入专用的、用于注射或压射到准备好的模具空腔中的料筒；本发明使用专业化的注(压)射成型设备，即安装有注料用的空腔模具(模具带有加热功能)及注料装料机构，通过空气压力、液压或人工螺旋挤压泥浆料进入模具空腔；之后要对模具进行清洁。

合模，注(压)射，模具加热：通过一定时间的温度加热固化成型(主要是成不同壁厚的壳型)。成型方式：注射(压射)加热或吹热气成型。上述加热温度：80-300℃；加热时间：0.5-10分钟。

成型(壳)，脱模，组装，装箱，浇注：成型的壳型经过检查修型后进行粘接组装形成可以浇注的铸型，根据实际生产要求进行装箱(或埋砂抽负压)浇注，即浇注过程采用专用的砂箱并放干砂抽负压或直接装箱抽负压然后浇注，浇注完成后一定时间泄压保温冷却所涉及的装置。

落砂：浇注后的铸件经过落砂进行分离，制成所需铸件。

剥落的型壳经过专用再生工艺进行100％再生成粉循环利用。残余壳型再生方式：以物理机械研磨再生为主，通过专业化的机械(例如，研磨机)研磨再生工艺，将干料研磨去杂后成粉料再用于铸造成型。

粘结剂选用有机树脂、无机粘接剂；例如粘接剂可选用邦尼研发的所有环保有机树脂，例如，CN201210139992一种酸固化环保型粘结剂及其制备方法，以及所有改性硅酸盐或磷酸盐等无机粘接剂多分子材料。

增强剂选用纳米级硅微粉等混合物，例如，可选用所有硅微粉等纳米级材料为基础的增加壳型强度的材料。

实施例1

利用本发明的泥浆成型铸造工艺，铸造应用于轨道交通方面的钩舌(40kg重)铸件。

利用200目的莫来石粉粉料，通过加入有机树脂、纳米级硅微粉，以及含量占总量10％水等材料，按顺序加入专用混碾设备进行充分搅拌混匀，混碾至满足使用要求粘度的泥浆状，再装入专用的料筒用于注射或压射到准备好的模具空腔中，加热0.5分钟后固化成型，加热温度为80℃；成型的钩舌壳型经过检查修型后进行粘接组装形成可以浇注的钩舌铸型，进行装箱浇注，浇注后的钩舌铸件经过落砂进行分离，剥落的型壳经过专用再生工艺循环利用。

实施例2

利用本发明的泥浆成型铸造工艺，铸造应用于轨道交通方面的缓冲器(100kg重)铸件。

利用300目的三氧化二铝粉粉料，通过加入邦尼研发的酸固化环保型粘结剂(CN201210139992)、纳米级硅微粉，以及含量占总量15％水等材料，按顺序加入专用混碾设备进行充分搅拌混匀，混碾至满足使用要求粘度的泥浆状，再装入专用的料筒用于注射或压射到准备好的模具空腔中，加热10分钟后固化成型，加热温度为300℃；成型的缓冲器壳型经过检查修型后进行粘接组装形成可以浇注的缓冲器铸型，进行装箱浇注，浇注后的缓冲器铸件经过落砂进行分离，剥落的型壳经过专用再生工艺循环利用。

本发明原料不需要使用玻璃钢纤维材料，而且也不需要多层粘水泥浆；固化脱模时间很短，一般在0.5—10分钟范围即可完成；型壳加热温度低80—300℃，不需要瓷化1500℃，整体能耗低；铸件落砂及再生方式不需要沉淀水解，直接干法研磨再生，绿色环保。

本发明适用的铸件材质：各类钢、铁黑色金属；镁、铝、钛等有色金属及非金属材料。适用范围大，可以高效、低能耗形成精密度高的铸件，而且铸件材料不限。

以上所述“落砂”、“型砂”仅为沿用本技术领域的习惯用语，并不代表本发明所述泥浆与传统的砂型铸造所用的材料有任何关联。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于金属铸造的泥浆成型铸造工艺，其特征在于，采用泥浆通过挤压成型进行金属铸造，所述泥浆包括造型粉料、粘结剂、增强剂和水，所述造型粉料选自莫来石粉、三氧化二铝粉、硅粉或滑石粉或类似造型及耐火材料粉料。

2.根据权利要求1所述的泥浆成型铸造工艺，其特征在于，所述造型粉料为大于等于200目的粉料。

3.根据权利要求1所述的泥浆成型铸造工艺，其特征在于，所述粘结剂为有机树脂或无机粘接剂。

4.根据权利要求1所述的泥浆成型铸造工艺，其特征在于，所述增强剂为纳米级硅微粉混合物。

5.根据权利要求1所述的泥浆成型铸造工艺，其特征在于，所述水的含量大于等于10％。

6.根据权利要求1所述的泥浆成型铸造工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，配备造型粉料、粘结剂、增强剂、固化剂和水，

步骤二，将所述配料顺序加入混碾设备进行充分搅拌混匀，混碾至泥浆状，

步骤三，将所述泥浆装入料筒用于注射或压射到模具空腔中，加热固化成型制成壳型，

步骤四，所述壳型经过粘接组装形成浇注的铸型，然后进行装箱浇注，

步骤五，浇注后的铸件经过落砂进行分离，剥落的型壳经过再生工艺再生成粉循环利用。

7.根据权利要求6所述的工艺，其特征在于，所述步骤三中的加热温度为80-300℃。

8.根据权利要求6所述的工艺，其特征在于，所述步骤三中的加热时间为0.5-10分钟。

9.根据权利要求6所述的工艺，其特征在于，所述步骤三中的注射为加热或吹热气成型。

10.根据权利要求6所述的工艺，其特征在于，所述步骤五中的再生工艺为物理机械研磨。