一種用于高精密度鋁合金鑄造的水溶性型芯及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于高精密度鋁合金鑄造的水溶性型芯，其是由下述重量份的原料制得：鋯英砂30?40，鋁礬土10?15，硼酸鎂晶須3?5，碳酸鉀5?10，水玻璃5?10，異丙醇鋁0.1?0.15，二甲基硅油0.5?1，聚乙烯醇0.1?0.2，辛烯基琥珀酸淀粉鈉0.5?1，粘結助劑10?15。本發明的水溶性型芯具有良好的強度、穩定性和低吸濕性，不易發生開裂、缺陷，水溶潰散性好，易于清除，尺寸穩定性好，表面光潔度高，適用于高精密度鋁合金鑄造。
【專利說明】
一種用于高精密度鋁合金鑄造的水溶性型芯及其制備方法
技術領域
[0001]本發明涉及鑄造技術領域，尤其涉及一種用于高精密度鋁合金鑄造的水溶性型芯及其制備方法。【背景技術】
[0002]在制造工業中存在大量構件，其內壁呈薄壁復雜的結構，部分內腔幾乎封閉，有的連成一體。目前常用的樹脂芯、金屬芯等潰散性能差，鑄件澆注后內腔很難清理，影響鑄件內表面的光潔度和尺寸精度，無法滿足此類鑄件鑄造的需求。因此，開發高性能的水溶性型芯十分必要。
[0003]水溶性型芯是指以水溶性材料為粘結劑并添加填料，然后通過澆注、壓制燒結成型等不同的成型方式制成的型芯。鑄件澆注后，該型芯能在水中溶解潰散，達到清理型芯的效果。水溶性型芯具有不發氣，可降低鑄件缺陷、容易清除等特點，清理時不損傷鑄件，尤其適用于帶有復雜內腔及彎曲孔道的鑄件。并且，水溶性型芯容易再回收利用，節能環保，是一種較為先進的制芯技術，有著良好的應用前景。目前，水溶性型芯的綜合性能不佳，尚存在型芯強度差、易變形開裂、水溶潰散性不理想等缺陷，因此限制了其廣泛應用。為滿足高精密度鑄造的需求，還需要水溶性型芯具有較高的尺寸穩定性和表面光潔度。
【發明內容】

[0004]本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種用于高精密度鋁合金鑄造的水溶性型芯及其制備方法。
[0005]本發明是通過以下技術方案實現的:一種用于高精密度鋁合金鑄造的水溶性型芯，其是由下述重量份的原料制得:鋯英砂30-40，鋁礬土 10-15，硼酸鎂晶須3-5，碳酸鉀5-10，水玻璃5-10，異丙醇鋁0.1-0.15，二甲基硅油0.5-1，聚乙烯醇0.1-0.2，辛烯基琥珀酸淀粉鈉0.5-1，粘結助劑10-15;所述粘結助劑由下列重量份的原料制成:瓜爾膠3-5，丙烯酸0.5-1，烯基琥珀酸酐0.3-0.5，過硫酸銨0.01-0.015，木質素磺酸鈣1-2，硅烷偶聯劑KH-570 0.1-0.2，水40-60;粘結助劑的制備方法是將瓜爾膠、烯基琥珀酸酐和木質素磺酸鈣加入水中80_90°C攪拌l_2h，然后加入其余原料60-70°C、1000-1500r/min攪拌1 -2h，冷卻后即得。
[0006]—種用于高精密度鋁合金鑄造的水溶性型芯的制備方法，包括以下步驟:(1)按重量稱取原料，先將鋯英砂、鋁礬土、硼酸鎂晶須、水玻璃、碳酸鉀共同加入混料機高速混合l〇-15min，然后于750-850 °C燒結l_2h，冷卻后與二甲基硅油混合并研磨至200-300目，得A組分；(2)將異丙醇鋁加入60-80倍重量的水中，將pH調至3-4后加入聚乙烯醇并于85-95°C攪拌2-4h，然后將溫度調至40-60°C并加入其余原料攪拌l_2h，冷卻后得B組分；(3)將A組分與B組分加入混料機后高速混合10-20min，然后裝填到模具中壓實，待其固化后脫模，于200-250°C下烘干12-24h，最后根據需要對其外形進行機械加工，即得用于高精密度鋁合金鑄造的水溶性型芯。
[0007]本發明的優點是:本發明通過瓜爾膠、烯基琥珀酸酐、丙烯酸、木質素磺酸鈣和硅烷偶聯劑KH-570之間的復配及反應制得粘結助劑，有利于型芯的成型，并能有效改善型芯的抗拉性能和抗吸濕性； 同時通過其余原料的添加，使制得的水溶性型芯具有良好的強度、穩定性和低吸濕性，不易發生開裂、缺陷，水溶潰散性好，易于清除，尺寸穩定性好，表面光潔度高，適用于高精密度鋁合金鑄造。【具體實施方式】
[0008]—種用于高精密度鋁合金鑄造的水溶性型芯，其是由下述重量份的原料制得: 鋯英砂30，鋁礬土 10，硼酸鎂晶須3，碳酸鉀5，水玻璃5，異丙醇鋁0.1，二甲基硅油0.5，聚乙烯醇0.1，辛烯基琥珀酸淀粉鈉0.5，粘結助劑10;所述粘結助劑由下列重量份的原料制成:瓜爾膠3，丙烯酸0.5，烯基琥珀酸酐0.3，過硫酸銨0.01，木質素磺酸鈣1，硅烷偶聯劑KH-570 0.1，水40 ;粘結助劑的制備方法是將瓜爾膠、烯基琥珀酸酐和木質素磺酸鈣加入水中80°C攪拌lh，然后加入其余原料60°C、1000r/ min攪拌lh，冷卻后即得。[0009 ] —種用于高精密度鋁合金鑄造的水溶性型芯的制備方法，包括以下步驟:(1)按重量稱取原料，先將鋯英砂、鋁礬土、硼酸鎂晶須、水玻璃、碳酸鉀共同加入混料機高速混合lOmin，然后于750°C燒結lh，冷卻后與二甲基硅油混合并研磨至200目，得A組分；(2)將異丙醇鋁加入60倍重量的水中，將pH調至3后加入聚乙烯醇并于85°C攪拌2h，然后將溫度調至40°C并加入其余原料攪拌lh，冷卻后得B組分；(3)將A組分與B組分加入混料機后高速混合lOmin，然后裝填到模具中壓實，待其固化后脫模，于200°C下烘干12h，最后根據需要對其外形進行機械加工，即得用于高精密度鋁合金鑄造的水溶性型芯。
[0010] 經檢驗，上述制得的水溶性型芯性能如下:抗拉強度:8.0MPa;潰散性能:在水中完全潰散時間< lOmin;抗吸濕性能:空氣濕度80%的條件下放置24h，抗拉強度降低3.5%。
【主權項】
1.一種用于高精密度鋁合金鑄造的水溶性型芯，其特征在于，其是由下述重量份的原 料制得:鋯英砂30-40,鋁礬土 10-15,硼酸鎂晶須3-5,碳酸鉀5-10,水玻璃5-10,異丙醇鋁0.1-0.15，二甲基硅油0.5-1，聚乙烯醇0.1-0.2，辛烯基琥珀酸淀粉鈉0.5-1，粘結助劑10-15;所述粘結助劑由下列重量份的原料制成:瓜爾膠3-5，丙烯酸0.5-1，烯基琥珀酸酐0.3-0.5，過硫酸銨0.01-0.015，木質素磺酸鈣1-2，硅烷偶聯劑KH-570 0.1-0.2，水40-60;粘結 助劑的制備方法是將瓜爾膠、烯基琥珀酸酐和木質素磺酸鈣加入水中80_90°C攪拌l_2h，然 后加入其余原料60-70°C、1000-1500r/min攪拌1 -2h，冷卻后即得。2.根據權利要求1所述的一種用于高精密度鋁合金鑄造的水溶性型芯的制備方法，其 特征在于，包括以下步驟:(1)按重量稱取原料，先將鋯英砂、鋁礬土、硼酸鎂晶須、水玻璃、碳酸鉀共同加入混料 機高速混合l〇-15min，然后于750-850 °C燒結l_2h，冷卻后與二甲基硅油混合并研磨至200-300目，得A組分；(2)將異丙醇鋁加入60-80倍重量的水中，將pH調至3-4后加入聚乙烯醇并于85-95°C攪 拌2-4h，然后將溫度調至40-60°C并加入其余原料攪拌l_2h，冷卻后得B組分；(3)將A組分與B組分加入混料機后高速混合10-20min，然后裝填到模具中壓實，待其固 化后脫模，于200-250°C下烘干12-24h，最后根據需要對其外形進行機械加工，即得用于高 精密度鋁合金鑄造的水溶性型芯。
【文檔編號】B22C1/16GK105964890SQ201610090132
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年2月18日
【發明人】張洪濱
【申請人】蚌埠市鴻安精密機械有限公司