熔模鑄造復合硬化劑制造技術

本發明專利技術涉及一種硬化劑，尤其涉及一種采用氯化銨、氯化鎂、結晶氯化鋁之間的相互混合而制成的復合硬化劑；屬熔模鑄造的制殼工藝領域。一種熔模鑄造復合硬化劑，其特征在于所述的復合硬化劑由氯化銨、氯化鎂、氯化鋁兩種或兩種以上的配料混合而成；本發明專利技術的復合硬化劑的使用生成了硅膠ｍＳｉＯ↓［２］.（ｎ－１）Ｈ↓［２］Ｏ與鋁膠Ａｌ（ＯＨ）↓［３］和絡合物ＮＨ↓［４］Ｃｌ－ＡｌＣｌ↓［３］，且無氨氣逸出，不污染環境；其中３０％的結晶氯化鋁的用量被氯化銨所取代，降低了生產成本、提高生產效率，經試驗證明所制的型殼的高溫強度較好，熱震穩定性較高，殘留強度低。

【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種硬化劑，尤其涉及一種采用氯化銨、氯化鎂、結晶氯化鋁之間的相互混合而制成的復合硬化劑；屬熔模鑄造的制殼工藝領域。
技術介紹
制殼工藝是熔模鑄造中一道至關重要的工藝，其質量的好壞直接影同到型殼的強度、鑄件的尺寸精度和表面粗糙度，而且還直接影響到生產效率和生產成本。在制殼工藝中，硬化劑對熔模鑄造型殼的強度和制殼效率起著關鍵的作用。目前國內普遍應用的硬化劑有氯化銨、氯化鎂和氯化鋁，但各種硬化劑均有其優缺點，具體見表1；像中國專利申請(98111538.1)硬化劑內滲砂型鑄造法，并且在實施例1中提到注入20％濃度的氯化鋁溶液作為硬化劑，在實施例2中提到了注入16％濃度的氯化鋁溶液作為硬化劑，在實施例3中提到了所用的硬化劑為18％的結晶氯化鋁；雖然該專利申請將砂型鑄造的型腔形成與熔模鑄造的型腔內表面形成工藝巧妙結合在一起，但是從表1中硬化劑與型殼的強度有關，而且型殼的強度有常溫強度、高溫強度和殘留強度，強度之間有一定的關系，但形成的機制和影響因素不完全相同。例如若常溫強度不足，在制殼過程中易掉件，在脫蠟過程中易變形或破裂；若高溫強度不足，在焙燒和澆注過程中會發生型殼變形和跑火(漏鋼)；若殘留強度過高，直接影響型殼的脫殼性和鑄件清砂的難易程度，上述專利申請應用單一硬化劑不是造成型殼的各種強度過高，就是使得型殼的各種強度不夠而使得制成的型殼具有各種各樣的問題。表1 氯化銨、氯化鎂和氯化鋁硬化性能對比
技術實現思路
本專利技術主要針對現有技術的缺陷提供一種熔模鑄造復合硬化劑，該復合硬化劑能夠將各種硬化劑的優點與型殼的強度進行有機的結合，從而提高了型殼的質量和生產效率，降低生產成本；本專利技術的基礎是本專利技術人長期對各種硬化劑物性的研究，應用長期積累的工作經驗以及扎實的精細化工知識；本專利技術的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的一種熔模鑄造復合硬化劑，其特征在于所述的復合硬化劑由氯化銨、氯化鎂、氯化鋁兩種或兩種以上的配料混合而成；作為優選所述的復合硬化劑按下列重量百分比的配方組成氯化銨8％～10％；氯化鋁10％～25％，其余為水。氯化銨硬化劑的特點分析氯化銨作為水玻璃型殼的硬化劑，其硬化反應式如下(1)反應結果生成的硅膠體將型殼中的莫來粉和莫來砂粒牢固地粘結在一起，使型殼獲得強度。2、氯化鋁硬化劑的特點分析氯化鋁作為水玻璃型殼的硬化劑，在硬化過程中，氯化鋁與水玻璃是相互中和、相互促進水解的過程；在此過程中，水玻璃的pH值下降、穩定性降低而析出硅凝膠。同時，由于水玻璃的作用，使氯化鋁的pH值升高，并經水解、聚合系列反應析出Al(OH)3凝膠，形成硅膠與鋁膠共凝物，故氯化鋁型殼的強度較高。其反應式如下(2)3、氯化銨與結晶氯化鋁復合硬化劑的特點分析氯化銨與結晶氯化鋁混合在一起作硬化劑，形成一種NH4Cl-AlCl3絡合物，硬化過程中產生的氨氣與氯化鋁反應產生氯化銨，氨氣又回溶到硬化劑中，既消除了氨味，又保持了硬化劑成分，同時氯化銨和結晶氯化鋁分別與水玻璃作用生成硅膠與鋁膠，其反應式如下(3)將反應式(1)、(2)、(3)反應式消除NH3，即3(1)+(2)+2(3)→(4)如下 (4)從綜合反應式(4)我們可以看出，氯化銨和結晶氯化鋁分別與水玻璃作用生成硅膠mSiO2.(n-1)H2O與鋁膠Al(OH)3和絡合物NH4Cl-AlCl3，且無氨氣析出的條件為W(AlCl3)∶W(NH4Cl)＞5∶3＝1.6。復合硬化劑中W(AlCl3)∶W(NH4Cl)＝2.0～3.13＞1.6，所以復合硬化劑中無氨氣逸出。作為優選所述的氯化銨為氯化銨溶液其濃度為5％～15％。作為優選所述的氯化鋁為結晶氯化鋁；其中所述的結晶氯化鋁的的質量分數為20％～25％，密度為1.10～1.20g/cm3，PH值為1.8～2.5。在上述的復合硬化劑中，所述的氯化鋁還可以是氯化鋁溶液，其濃度為20％～30％。因此本專利技術具有以下優點本專利技術的復合硬化劑的使用生成了硅膠mSiO2.(n-1)H2O與鋁膠Al(OH)3和絡合物NH4Cl-AlCl3，且無氨氣逸出，不污染環境；其中30％的結晶氯化鋁的用量被氯化銨所取代，降低了生產成本、提高生產效率，經試驗證明所制的型殼的高溫強度較好，熱震穩定性較高，殘留強度低。具體實施例方式以下是本專利技術的具體實施例；這些實施例可以對本專利技術作進一步的補充和說明；但本專利技術并不限于這些實施例。按下述列表的重量百分比配比稱取配方表2實施例1～實施例5各組分的重量百分比 其中實施例1中氯化銨溶液的濃度為5％，氯化鎂溶液的濃度為20％，氯化鋁溶液的濃度為25％；其中實施例2中氯化銨溶液的濃度為10％，結晶氯化鋁的質量分數為25％，密度為1.20g/cm3；PH值為1.8。其中實施例3中氯化銨溶液的濃度為10％，氯化鋁溶液的濃度為30％；其中實施例4中氯化銨溶液的濃度為15％，氯化鎂溶液的濃度為25％，氯化鋁溶液的濃度為20％；其中實施例5中氯化銨溶液的濃度為15％，結晶氯化鋁的質量分數為20％；密度為1.10g/cm3；PH值為2.5。1.在制造型殼方面的應用應用實施例A1將實施例2中的復合硬化劑應用于生產小件熔模鑄件應用實施例A2將實施例3中的復合硬化劑應用于生產結構較為復雜的熔模鑄件對比應用實施例A1將單一的氯化銨作為硬化劑應用于生產重量較小的熔模鑄件。對比應用實施例A2將單一的結晶氯化鋁作為硬化劑應用于生產結構簡單、重量很大的熔模鑄件。表3應用實施例A1～2與對比應用實施例A1～2在型殼應用方面使用效果的比較 從表3可以看出復合硬化劑的配方與現行硬化劑配方在制造型殼的應用方面有明顯的優越性。2.本專利技術還可以在制作模芯方面的應用應用實施例B11.根據鑄件圖，制作中空的模型2.在模型中注入實施例2中的復合硬化劑3.冷凍至零下35℃，從模型中取出凍結成型的模芯；4.將若干模芯與澆道模組合；5.將組合模芯外表涂敫一層55％水玻璃與45％石英細粉混合物，溫度控制在約5℃；6.將涂敫后的模芯涂層冷凍至0℃以下，使內外凍為一體；7.將上工序的凍模埋入沙箱，用型砂填實夯緊；8.升溫至0℃以上，待模芯溶化約15分鐘后，形成型腔；9.將砂箱逐漸升溫至900℃焙燒；10.在型腔中進行澆鑄。對比應用實施例B11、根據鑄件圖，制作中空的模型2、在模型中注入約20％濃度的氯化銨溶液3、冷凍至零下35℃，從模型中取出凍結成型的模芯；4、將若干模芯與澆道模組合；5、將組合模芯外表涂敫一層55％水玻璃與45％石英細粉混合物，溫度控制在約5℃；6、將涂敫后的模芯涂層冷凍至0℃以下，使內外凍為一體；7、將上工序的凍模埋入沙箱，用型砂填實夯緊；8、升溫至0℃以上，待模芯溶化約15分鐘后，形成型腔；9、將砂箱逐漸升溫至900℃焙燒；10、在型腔中進行澆鑄。表4應用實施例B1與對比應用實施例B1在模芯應用方面使用效果的比較 從表4可以看出復合硬化劑的配方與現行硬化劑配方在制造模芯的應用方面也有明顯的優越性本專利技術中所描述的具體實施例僅僅是對本專利技術精神作舉例說明。本專利技術所屬
的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本專利技術的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。盡管對本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種熔模鑄造復合硬化劑，其特征在于所述的復合硬化劑由氯化銨、氯化鎂、氯化鋁兩種或兩種以上的配料混合而成。

【技術特征摘要】
1.一種熔模鑄造復合硬化劑，其特征在于所述的復合硬化劑由氯化銨、氯化鎂、氯化鋁兩種或兩種以上的配料混合而成。2.根據權利要求1所述的熔模鑄造復合硬化劑，其特征在于，所述的復合硬化劑按下列重量百分比的配方組成氯化銨8％～10％；氯化鋁10％～25％，其余為水。3.根據權利要求1或2所述的熔模鑄造復合硬化劑，其特征在于，所述的氯化鋁為結晶氯化鋁。4.根據權利要求...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李士良，陳吉華，
申請(專利權)人：李士良，
類型：發明
國別省市：97[中國|寧波]