采用激冷面层涂料的复合型壳熔模铸造生产抛丸机叶片的方法.pdf

1、(10)申请公布号 CN 102294435 A (43)申请公布日 2011.12.28 CN 102294435 A *CN102294435A* (21)申请号 201110273446.8 (22)申请日 2011.09.15 B22C 9/04(2006.01) B22C 9/22(2006.01) B22C 3/00(2006.01) (71)申请人 山东开泰抛丸机械有限公司 地址 256200 山东省滨州市邹平县青阳镇 (72)发明人 翟永真 王守仁 王瑞国 (74)专利代理机构 济南舜源专利事务所有限公 司 37205 代理人 徐槐 (54) 发明名称 采用激冷面层涂料的复合型

2、壳熔模铸造生产 抛丸机叶片的方法 (57) 摘要 本发明属于金属耐磨件和铸造技术领域， 具 体涉及一种采用激冷面层涂料的复合型壳熔模铸 造生产抛丸机叶片的方法。该方法包括下述的步 骤 ： 包括下述的步骤 ： 蜡模制作、 浇口模制作， 蜡 模整修， 蜡模组焊、 脱蜡、 焙烧， 其特征在于， 该方 法还包括在蜡模组焊和脱蜡之间增加了在复合型 壳上涂覆涂料的步骤， 该步骤具体包括在复合型 壳的面层型壳上涂覆硅溶胶面层涂料和背层型壳 上涂覆水玻璃加固层涂料。采用本发明的方法生 产的抛丸机叶片， 提高了叶片的力学性能， 从而提 高了叶片的使用寿命， 同时还使型壳和铸件表面 之间形成了非晶态的玻璃相， 在

3、清砂时就很便于 从铸件表面脱落。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 11 页 CN 102294436 A1/1 页 2 1. 一种在复合型壳上涂覆涂料熔模铸造生产抛丸机叶片的方法， 包括下述的步骤 ： 蜡 模制作、 浇口模制作， 蜡模整修， 蜡模组焊、 脱蜡、 焙烧， 其特征在于， 该方法还包括在蜡模组 焊和脱蜡之间增加了在复合型壳上涂覆涂料的步骤， 该步骤具体包括在复合型壳的面层型 壳上涂覆硅溶胶面层涂料和背层型壳上涂覆水玻璃加固层涂料。 2. 如权利要求 1 所述的一种在复合型壳上涂覆涂料熔模铸造生产抛丸机叶片

4、的方法， 其特征在于， 所述的硅溶胶面层涂料以含有 Cr2O3、 SiO2、 CaO 的铬矿砂粉为耐火基料。 3. 如权利要求 2 所述的一种在复合型壳上涂覆涂料熔模铸造生产抛丸机叶片的方法， 其特征在于， 所述的铬矿砂粉粒度为 325 目。 4.如权利要求2或3所述的一种在复合型壳上涂覆涂料熔模铸造生产抛丸机叶片的方 法， 其特征在于， 所述的铬矿砂粉中各组份的含量为 ： Cr2O3含量不小于 45 %， SiO2 含量不大 于 1%， CaO 含量不大于 1%， 所述的铬矿砂粉于 105下烘干后的水分含量不大于 1.7%。 5. 如权利要求 2 所述的一种在复合型壳上涂覆涂料熔模铸造生产抛

5、丸机叶片的方法， 其特征在于， 铬矿砂粉与硅溶胶重量份数比例是 3 4:1。 6. 如权利要求 2 所述的一种在复合型壳上涂覆涂料熔模铸造生产抛丸机叶片的方法， 其特征在于， 所述的硅溶胶面层涂料粘度在 12-15s 的范围内。 7. 如权利要求 2 所述的一种在复合型壳上涂覆涂料熔模铸造生产抛丸机叶片的方法， 其特征在于， 在所述的面层涂料中还含有占面层涂料总重量 0.5 1.0% 的润湿剂， 所述的 润湿剂是正丁醇、 JFC 中的至少一种。 8. 如权利要求 2 所述的一种在复合型壳上涂覆涂料熔模铸造生产抛丸机叶片的方法， 其特征在于， 所述的面层涂料的涂覆层数至少为 3 层。 9. 如权

6、利要求 1 所述的一种在复合型壳上涂覆涂料熔模铸造生产抛丸机叶片的方 法， 其特征在于， 所述的水玻璃加固层耐火骨料为莫来石砂， 莫来石砂的粒度为 80/120 和 30/60, 其纯度为 ： 85%。 10. 如权利要求 1 或 9 所述的一种在复合型壳上涂覆涂料熔模铸造生产抛丸机叶片的 方法， 其特征在于， 所述的水玻璃加固层涂覆层数为 2 3 层。 权 利 要 求 书 CN 102294435 A CN 102294436 A1/11 页 3 采用激冷面层涂料的复合型壳熔模铸造生产抛丸机叶片的 方法 技术领域 0001 本发明属于金属耐磨件的铸造技术领域， 具体涉及一种在复合型壳上涂覆涂

7、料熔 模铸造生产抛丸机叶片的方法。 背景技术 0002 自从上世纪 30 年代美国维尔贝莱特 （wheelabrator） 公司在世界上制成第一台 抛丸机以来， 抛丸机一般用于铸件的落砂清理， 而如今其应用领域正在不断扩大， 已经广泛 的应用于铸造、 锻造、 热处理、 造船、 钢结构、 管道防腐、 桥梁等行业的金属制件的处理。 随着 抛丸机应用范围的扩大， 各行各业对抛丸机的使用性能要求越来越高。 0003 抛丸器作为抛丸机的关键部件， 其质量与使用寿命直接取决于叶片。叶片是抛丸 机中最易磨损的零件， 也是机械行业中消耗量很大的易损件， 它的使用寿命对合金材料和 资金的利用以及抛丸机的生产效率

8、有很大的影响。由于叶片工作时处于高速旋转的叶轮 中， 既要承受钢丸磨料的磨损， 又要承受高速丸流的冲蚀磨损， 在这两种形式磨损下， 叶片 是否耐用， 除了与叶片的材质有关外， 与叶片的制造方法也有紧密的联系。 为了提高中片抗 冲击磨损的能力， 要求材料不仅具有较高的硬度， 还应具有足够的韧性。 0004 为了提高叶片的使用寿命， 人们进行了大量的工作， 主要集中于对制造叶片的材 质的优化设计、 变质处理和热处理。抛丸机叶片的制造方法， 由于成本方面的原因， 现在还 是采用铸造的方法， 尽管国内外有一些叶片采用轧制的方法， 例如 :CN 93121286.3 介绍了 白口铁抛丸机叶片的轧制方法，

9、 该发明白口铸铁叶片， 可用连铸生产白口铸铁铸坯， 轧制 过程中保证碳化物充分破碎， 组织致密， 具有最高强度、 韧性和抗磨性， 与铸造叶片相比， 冲 击韧性提高 1.85 2.66 倍， 硬度平均达 C ， 抗磨性提高倍， 具有成本低、 生 产率高、 使用寿命长等优点。但由于该工艺的成本较高， 并未得到推广。 0005 CN200420114136 的公开了一种高铬耐磨铸铁叶片， 该叶片呈长方形板状， 壁厚 10 毫米， 其上下二侧双面均有截面为 “工” 字状的加厚边， 在加厚边的左、 中、 右部还分别有 “L” 状截面的突出部 ； 叶片的中心及外表硬度均匀， 硬度高于 64HRC ； 叶片

10、产品金相组织中的碳 化物全部呈 (Fe、 Cr)7C3 形态。 0006 CN200510013528， 该发明涉及摊铺机叶片用高铬铸铁， 并提供这种叶片的生产工 艺。 该叶片化学成分的重量百分比是C2.1-3.6、 Si0.9、 Mn1.1-1.5、 P0.03、 S0.03、 Cr12-17、 Mo 小于等于 1.5、 Cu 小于等于 1.0、 稀土合金和稀有合金小于等于 1.5、 其余为铁。生产工 艺， 采用造型机机械化流水作业生产， 用树脂砂或煤粉砂造型工艺， 单面型板一箱两件， 螺 旋叶片瓦口由铁芯变出， 铁芯提前铸成。 0007 CN200510096337， 该发明提供了一种过共

11、晶高铬铸铁及其制造方法， 用过共晶高 铬铸铁制造的渣浆泵过流件。制备方法是采用二次孕育变质处理的方法细化初生碳化物， 包内孕育剂的中间合金含有的 TiN、 NbN 等颗粒作为促进初生碳化物形核的基体， 增加初生 碳化物的形核数量。稀土、 镁和钾等富集在初生碳化物的表面， 使其细化、 团球化。随流孕 说 明 书 CN 102294435 A CN 102294436 A2/11 页 4 育剂的作用是大大加快合金的凝固， 使初生碳化物来不及长大， 从而达到细化初生碳化物 的目的。 0008 CN200910042839， 发明了一种使用于矿山、 水泥、 制砖、 电力、 冶金等行业的高铬铸 铁复合耐

12、磨材料， 由基层、 过渡层、 耐磨层构成， 所述基层为低碳钢 ； 过渡层为铜合金 ； 耐磨 层为高铬铸铁。 0009 CN101670559， 发明了一种抛丸器耐磨叶片及其制备方法， 由铸造成型的抛丸器耐 磨叶片经热锻处理、 水韧处理及高能行星球磨得到。 如何在合理的合金化基础上， 铸造出高 耐磨性的叶片是目前叶片铸造的瓶颈所在。已经发现， 铸造缺陷对叶片寿命的影响远较材 质的影响要大， 同样的材质， 不同的铸造工艺， 所生产的叶片的寿命差距非常大。 0010 在抛丸机叶片的制造中， 研究发现定向凝固可以获得垂直于工作面的树枝晶和碳 化物组织发布， 这对叶片的耐磨性非常有利。 砂型铸造中使用冷

13、铁， 就是为了得到近似的定 向凝固组织， 但由于砂型铸造的叶片尺寸精度差， 表面粗糙度高， 在国外已经完全淘汰， 改 用特殊铸造工艺， 例如熔模铸造生产， 而国内现在还基本都是采用砂型铸造， 而且是湿型砂 铸造， 尽管也有冷铁， 尽管成分与国外没有什么差距， 但叶片的使用寿命就是上不去， 恐怕 铸造工艺是一个比较关键的因素。 0011 关于制造抛丸机叶片的材料， 人们已经达成共识， 高铬铸铁是最佳选择， 但是， 如 何有效发挥高铬铸铁的高耐磨性， 人们发现提高抛丸机叶片的表面硬度是个简单而又有效 的方法。受铬矿砂用于砂激冷涂料的启发， 将铬矿砂粉应用于熔模铸造， 取代石英粉， 取得 了非常好的

14、效果。 0012 如前所述， 抛丸机叶片现在多采用高铬铸铁的材质来铸造， 大量的实验证明， 叶片 的表面硬度高低对叶片耐磨性有着非常显著的影响， 从一定意义上来说， 叶片的表面硬度 高就表明叶片的耐磨性高。 所以， 在叶片的铸造中， 人们从各种措施来设法提高叶片的表面 硬度， 以此来间接地提高叶片的耐磨性 ： （1） 添加各种合金元素， 例如 ： Mo、 Ni、 V、 Ti、 B、 Nb、 Cu、 W、 Re 等 ； （2） 高合金化， 合金元素的添加量越来越高， 例如， 铬元素的含量由 15% 已经提高到了 20%、 23%、 25%、 27%， 甚至 30% ； （3） 高铬铸铁的变质处理

15、， 采用各种变质剂对高铬铸铁进行变质处理， 以期改变高铬铸 铁的耐磨性能 ； （4） 采用特殊工艺手段， 例如， 在铸型中放置内冷铁等。 0013 以上的这几种措施对提高抛丸机叶片的耐磨性有一定的效果， 但 （1） 、（2） 、（3） 由 于增加了成本， 却并不一定获得预想的性能 ；（4） 对于提高耐磨件的耐磨性是经济、 有效 的， 但不适合熔模铸造工艺。 0014 用熔模铸造工艺生产抛丸机叶片， 尽管有以上的优点， 但由于熔模铸造的型壳是 石英砂粉或莫来石砂等耐火材料作为耐火基料添加硅溶胶或水玻璃等粘结剂制成， 导热性 极差， 这也就不可避免的造成这种方法所生产的抛丸机叶片的表面硬度低， 耐

16、磨性差。 发明内容 0015 为了解决上述的技术问题， 本发明提供了一种在复合型壳上涂覆涂料熔模铸造生 产抛丸机叶片的方法， 该方法是在现有方法的基础上增加了在复合型壳上涂覆涂料的步骤 说 明 书 CN 102294435 A CN 102294436 A3/11 页 5 来熔铸生产抛丸机叶片， 在硅溶胶面层涂料中以铬矿砂粉为基料来浇注， 对高温金属表面 产生了激冷， 不仅加快了铸件的冷却凝固速度， 而且因激冷而使铸件的晶粒得以细化， 以提 高抛丸机叶片的力学性能， 从而提高抛丸机叶片的使用寿命。 0016 本发明是通过下述的技术方案来实现的 ： 一种在复合型壳上涂覆涂料熔模铸造生产抛丸机叶片

17、的方法， 包括下述的步骤 ： 蜡模 制作、 浇口模制作， 蜡模整修， 蜡模组焊、 脱蜡、 焙烧， 其特征在于， 该方法还包括在蜡模组焊 和脱蜡之间增加了在复合型壳上涂覆涂料的步骤， 该步骤具体包括在复合型壳的面层型壳 上涂覆硅溶胶面层涂料和背层型壳上涂覆水玻璃加固层涂料。 0017 硅溶胶面层涂料以含有 Cr2O3、 SiO2、 CaO 的铬矿砂粉为耐火基料， 铬矿砂粉粒度为 325 目， 铬矿砂粉中各组份的含量为 ： Cr2O3含量不小于 45 %， SiO2 含量不大于 1%， CaO 含量 不大于 1%， 铬矿砂粉于 105下烘干后的水分含量不大于 1.7%。 0018 铬矿砂粉与硅溶胶

18、重量份数比例是 3 4:1。 0019 以上所说的硅溶胶面层涂料粘度在 12-15s 的范围内。 0020 面层涂料中还含有占面层涂料总重量0.51.0%的润湿剂， 所说的润湿剂是正丁 醇、 JFC 中至少一种， 面层涂料至少涂覆 3 层， 以增加面层的激冷性能。 0021 作为背层涂料的水玻璃加固层耐火骨料为莫来石砂， 莫来石砂的粒度为 80/120 和 30/60, 其纯度为 ： 85 %， 水玻璃加固层涂覆 2 3 层， 以改善型壳的冷却能力， 提高叶片 的表面硬度， 以此来改善叶片的耐磨性。 0022 本发明最突出的特点是， 在现有方法的基础上增加了在复合型壳上涂覆涂料的步 骤来熔铸生

19、产抛丸机叶片， 即在复合型壳的面层型壳上涂覆硅溶胶面层涂料和背层型壳上 涂覆水玻璃加固层涂料， 硅溶胶面层涂料中以铬矿砂粉为基料来浇注， 由于铬铁矿砂的导 热、 蓄热系数等均较大， 对高温金属表面产生了激冷， 其作用相当于表面冷铁， 它不仅加快 了铸件的冷却凝固速度， 而且因激冷而使铸件的晶粒得以细化， 提高了叶片的力学性能， 从 而提高了叶片的使用寿命。 同时， 由于铬铁矿砂的导热系数和蓄热系数等均较高， 故冷却速 度快， 使铸件表层的金属快速冷却凝固， 此时在金属和型壳表面， 当高温浇注时所形成的少 量铁橄榄石等低熔点生成物， 也随着金属液的快速冷却而迅速凝固。由于冷却凝固速度很 快， 因

20、而在型壳和铸件表面之间形成了非晶态的玻璃相， 故在清砂时就很容易从铸件表面 脱落。 0023 因此， 采用本发明的方法生产的抛丸机叶片， 无论是其耐磨性能还是耐冲击性能 都要比现有技术下生产的抛丸机叶片要好， 而且本发明的方法生产的抛丸机叶片的使用寿 命比现有技术的方法生产的抛丸机叶片要长。 0024 本发明之所以采用熔模铸造工艺， 原因如下 ： （1） 为了改善抛丸机叶片的表面质量， 减少叶片表面粗糙度， 减小磨料与叶片之间的摩 擦力 ； （2） 为了提高叶片铸造的质量精度， 确保叶片的质量误差在 5% 的范围之内。众所周知， 抛丸机的抛丸器高速旋转， 带动叶片高速转动， 对动平衡有着极其严

21、格的要求， 如果一组叶 片 （通常是 8 片） 的质量相差悬殊， 例如质量差超过 5%， 就使得抛丸机抛丸器的运转产生严 重的不平衡， 造成抛丸机的工作出现异常。 为了使抛丸机正常工作， 不得不重新更换新的质 量相近的一组叶片， 这一方面增加了生产成本， 另一方面， 也减少抛丸机的有效工作时间， 说 明 书 CN 102294435 A CN 102294436 A4/11 页 6 降低了工作效率。采用熔模铸造工艺， 可以使得叶片的质量误差在 0.1% 0.2%， 这比砂型 铸造的叶片的质量误差精准得多， 而且， 精铸的叶片的表面粗糙度明显减低， 这对降低磨料 与叶片的摩擦系数极其有效。 00

22、25 本发明选用铬矿砂粉作为熔模铸造复合型壳的面层涂料的耐火基料， 是因为铬铁 矿砂具有以下的特点 ： 铬铁矿砂 (FeOCr ： O) 为黑色或条痕褐色、 半金属光泽的不透明矿 物， 其莫氏硬度 5.5 6.5， 密度 4.3 4.8 g cm3。铬铁矿砂由天然铬铁矿石加工而成。 天然铬铁矿石由尖晶石和脉石相两部分组成， 这两部分通常是直接混合在一起的。尖晶石 为 (MgFe)(A1 Cr)204， 脉石为蛇纹石 (FeMg)3Si ： O， (OH)4， 即水化硅镁， 数量可达 2 4。 这类杂质是以镁橄榄石、 石英、 绿泥石和辉石的形态出现。 0026 将铬铁矿砂应用在铸造中有如下的优点

23、 ： 1) 铬铁矿具有优良的激冷特性， 促进方向性凝固而不需用冷铁 ； 2) 铬铁矿砂通过细粒烧结， 伴随着激冷作用和高残留热强度， 消除了金属渗透 ； 在熔模铸造中需要借鉴砂型铸造中的内冷铁技术， 本发明最突出的特点就在于采用具 有激冷作用的面层涂料涂在复合型壳上， 使金属液体可以快速冷却， 从而激冷金属液化， 提 高复合型壳中所熔铸的抛丸机叶片的性能。 0027 本发明的方法其具体的工艺步骤是 ： 铁水熔化 蜡模制作浇口模制作蜡模整修 蜡模组焊 面层型壳制作背层 型壳制作脱蜡焙烧。 0028 以上所说的铁水熔化、 蜡模制作、 浇口模制作、 蜡模整修、 蜡模组焊、 面、 脱蜡、 焙 烧均为现

24、有技术的步骤， 本发明与现有技术的不同之处在于， 增加了在面层型壳和背层型 壳上分别涂覆涂料的步骤。 0029 在面层型壳制作时， 将硅溶胶涂料涂覆在面层型壳上， 至少涂覆 3 层， 以增加面层 的激冷性能。硅溶胶涂料以粒度为 325 目的铬矿砂粉作为涂料的耐火基料， 此粒度级基料 既有利于悬浮于胶体中， 又有利于提高涂料的流变性 ； 铬矿砂粉与硅溶胶重量配比比例是 3 4:1， 使涂料的触变性和流变性都较好 ； 在面层涂料搅拌桶内加入硅溶胶， 开启搅拌器 电源开始搅拌， 随后加入铬矿粉继续搅拌4560分钟 ； 控制粘度在12-15s的范围内， FORD CUP No.6 杯 ； 加入占涂料质

25、量百分比为 0.5 1.0% 的正丁醇到涂料中 ； 面层涂料涂覆完成后， 再在背层型壳上涂覆水玻璃莫来石砂加固涂层， 增加型壳强度 ； 水玻璃加固层， 莫来石砂的粒度为 80/120 和 30/60, 其纯度为 ： 85%， 涂覆 2-3 层， 以改善型 壳的冷却能力， 以此来改善叶片的耐磨性。 0030 本发明的有益效果在于， 采用了以上的在复合型壳上涂覆涂料的方法来熔铸生产 抛丸机叶片， 采用铬矿砂粉浇注后对高温金属表面产生了激冷， 不仅加快了铸件的冷却凝 固速度， 而且因激冷而使铸件的晶粒得以细化， 提高了叶片的力学性能， 从而提高了叶片的 使用寿命。同时， 由于铬铁矿砂的导热系数和蓄热

26、系数等均较高， 故冷却速度快， 使铸件表 层的金属快速冷却凝固， 此时在金属和型壳表面， 当高温浇注时所形成的少量铁橄榄石等 低熔点生成物， 也随着金属液的快速冷却而迅速凝固。 由于冷却凝固速度很快， 因而在型壳 和铸件表面之间形成了非晶态的玻璃相， 故在清砂时就很容易从铸件表面脱落。 具体实施方式 说 明 书 CN 102294435 A CN 102294436 A5/11 页 7 0031 下面结合具体实施方式对本发明作更进一步的说明， 以便本领域的技术人员更了 解本发明， 但并不因此限制本发明。 0032 实施例 1 （一） 铁水熔化 ： 将废钢、 高碳铬铁、 钼铁， 加入感应炉内，

27、炉料完全熔清， 加入电解铜， 出 炉前 5 10 分钟， 加入稀土硅合金， 在 1500左右出炉 ； 经光谱分析， 其化学成分如下 ( 质 量分数， %) ： CSiMnPSCrMoCu 3.23 0.78 0.73 0.021 0.02 20.47 0.71 0.85 （二） 型壳制备 ： （1） 蜡模制作 ： 从保温槽中取出蜡缸， 装在双工位液压蜡模压注机上， 使用前应去除蜡料中空气及硬 蜡 ; 将模具放在压注机工作台面上定位， 检查模具所有芯子位置是否正确， 模具注蜡口与 压注机射蜡嘴是否对正 ; 检查模具开合是否顺利 ; 打开模具， 喷一层薄薄的分型剂 ; 调整压注机时间循环， 包括压

28、射压力、 压射温度、 保压时间、 冷却时间。 0033 每次循环完毕， 抽出芯子， 打开模具， 小心取出蜡模， 按要求放入冷却水中或存放 盘中。 注意有下列缺陷的蜡模应报废 ： A因模料中卷入空气， 蜡模局部有鼓起的 ； B蜡模任何 部位有缺角的 ； C 蜡模有变形不能简单修复的 ； D 尺寸不符合规定的 ； 清除模具上残留的模料， 注意只能用竹刀， 不可用金属刀片清除残留模料， 防止模具型 腔及分型面受损。 0034 合上模具， 进行下次压制蜡模。模具使用完毕， 应用软布或棉棒清理模具， 使用螺 钉紧固好模具。 0035 如发现模具有损伤或不正常， 应立即处理。 0036 （2） 浇口模制作

29、 ： 将所需制作的浇道即模头模具放在双工位气动蜡模压注机上， 检查模具注蜡口与压注 机射蜡嘴是否对正 ； 检查模具开合是否顺利 ； 打开模具， 喷薄薄一层分型剂， 放螺帽， 合上模具 ； 调整压注机时间循环 ； 每次压制循环完毕， 抽出芯子， 打开模具， 小心取出浇道 （模头） 蜡模， 注意有缺陷的应 报废 ； 清除模具上残留的模料 ； 合上模具， 进行下一次压制 ； 模具使用完毕， 应将模具清理干净。 0037 （3） 蜡模整修 ： 取已静置 3-6 小时的、 对重要尺寸已进行检测合格的蜡模 ； 检查这些蜡模有无缺陷， 有缺陷的应剔除 ； 修模 ； 说 明 书 CN 102294435 A

30、CN 102294436 A6/11 页 8 去除蜡模上的残留边过或分模线， 用刀片的刀口沿着蜡模小心而轻柔地削掉飞边或分 模线， 不得损伤蜡模， 对小飞边也可直接用布擦除 ； 蜡模凹处修复， 蜡模上有大而狭长的凹处应用修补蜡修复， 修后表面要平整 ； 气泡修补蜡模上所有气泡必须挑破， 用修补蜡修复， 修后形状要正确 ； 流痕修复用吸有三氯乙烯的棉花轻柔地擦流痕处， 以去除流痕， 注意不要伤及蜡模本 身 ； 镶陶芯， 对某些镶陶芯的蜡模， 应小心的将陶芯滑入熔 （蜡） 模孔洞。必须避免陶芯上的 锐角刮伤蜡模 ； 用棉纱或吸有三氯乙烯的棉花轻柔地擦去蜡模油污及沾有的蜡悄 ； 修好的蜡模应按要求放

31、在存放盘中送模组焊接处， 待用。 0038 （4） 蜡模组焊 ： 对所有蜡模再次进行目视检查， 剔除不合格品 ； 按铸件工艺卡规定先择浇口种类 ； 对浇口蜡模进行严格检查， 剔除变形、 空心和螺帽未上到位者。 对有气泡和裂缝尚能用 的浇口蜡模应用烙铁和修补蜡补好、 焊严 ； 浇口杯上挂钩盖板前， 务必将盖板上的涂料浆、 砂粒清除干净。上盖板后， 用焊刀将盖 板与浇道间缝隙焊严。在浇口杯外侧面打上钢号 ； 用铬铁将蜡模内浇口处加热， 焊在浇道上， 焊接处要牢固， 整齐， 不得有缝隙。注意烙 铁， 不得触及蜡模表面， 蜡液不得流到蜡模上 ； 蜡模之间要保持适当间距， 一般 9mm， 以保证制壳后两

32、蜡模壳间隙 5mm ； 组好的模组必须用压缩空气吹掉其上的蜡屑 ； 模组吊挂在型壳运送小车上送到洗模工序。 0039 （5） 面层型壳制作 ： 在沾浆机中加入 90kg 硅溶胶 ； 开动沾浆机使其旋转 ； 加入润湿剂正丁醇， 以占面层涂料总重量 0.5% 的比例加入， 混和均匀 ； 然后将 320kg 锆粉， 缓慢加入桶中， 注意防止粉结块， 靠搅拌将粉料搅开 ； 按每公斤硅溶胶加 1.2CC 消泡剂的比例加入消泡剂， 混匀 ； 用 4 詹氏杯测涂料粘度， 粘度为 32-38 秒， 温在 15以下时为 38 秒， 温高于 15时 32 秒 ； 如粘度过高， 加硅溶胶调整 ； 如粘度过低， 加锆

33、英粉调整。 0040 涂料粘度调整好后， 盖上浆桶， 以免蒸发， 继续搅拌 12 小时以上， 即可使用 ； 正常生产时， 每班制壳下班前应按比例添加材料， 直到涂料浆高度达工作标准， 测定其 粘度， 粘度合格后， 继续搅拌 8 小时以上可使用 ； （6） 背面层型壳制作 ： 在沾浆机中加入 170kg 水玻璃 ； 开动沾浆机， 使其旋转 ； 边搅拌边缓慢加入 240kg 莫来石粉， 注意防止粉结块， 靠搅拌将粉料完全搅开 ； 用 4# 詹氏杯测涂料粘度， 粘度应为 10-14 秒之间 ； 说 明 书 CN 102294435 A CN 102294436 A7/11 页 9 如粘度过高， 加水

34、玻璃调整 ； 如粘度过低， 加莫来石粉调整 ； 涂料粘度调整好后， 盖上浆桶， 以免蒸发， 继续搅拌 6 小时以上， 即可使用 ； 正常生产时， 每班制壳下班前应按比例添材料， 直到涂料浆高度达工作标准， 测定其粘 度。继续搅拌 4 小时以上可使用。 0041 （7） 脱蜡 ： 型壳准备把已达到规定干燥时间的型壳小车推到型壳储存区， 从小车架上取下型壳 ； 拆下挂钩、 盖板等， 并将浇口杯缘多余陶瓷材料去除干净 ； 脱蜡用蒸汽发生器蒸汽压力应为 1.0Mpa， 最低不得小于 0.7Mpa ； 仔细检查蒸汽脱蜡过滤网是否需清理或更换， 防止脱蜡过程中出现跑蜡等事故 ； 开始脱蜡前， 对脱蜡釜进行

35、压力试验， 并予热 1-2 次 ； 将待脱蜡型壳装在小车上， 运送到脱蜡工部 ； 把型壳快速装在脱蜡蒸汽釜装载车上， 送入脱蜡蒸汽釜， 立即关好机门 ； 打开蒸汽阀， 14 秒钟内压力必须过到 0.56Mpa， 温度达到 160 ； 脱蜡时间至少 10 分钟 ； 关闭蒸汽阀， 打开排气阀， 泄放蒸汽压， 泄放应慢， 在 1 分钟以上 ； 压力表指示压力为零时， 打开脱蜡釜机门， 并打开泄蜡阀 ； 反装型壳的装载车拉出， 将型壳放在运输车上送到熔化车间 ； 检查脱蜡后的型壳， 将正常的型壳浇口杯向下放在清洁的存放架上等待焙烧。有裂纹 的型壳需修补。出现碎裂或成片剥落的， 或裂纹超过 0.5mm

36、宽对铸件有影响的型壳应通过 质检人员报废 ； 壳表面只有微细龟裂时， 可在该处涂、 沾涂料进行修补 ； 型壳有孔和不影响铸件的大裂痕， 可用一块干净壳放在有孔处再用耐火泥封上， 干燥。 0042 （8） 焙烧 ： 仔细检查需焙烧的型壳， 型壳应完好无缺陷， 有缺陷的型壳必须修补好 ； 检查焙烧炉炉床是否平整干净 ； 用手套将型壳浇口杯边缘抹一下， 防止砂子等进入型壳中 ； 小心地把型壳装入焙烧炉中 ： 后浇注的放在炉后部， 先浇注的放在炉前部。即后浇注的型壳先装， 先浇注的型壳后 装 ； 型壳浇口向下放置在焙烧炉炉床上， 型壳不要相互接触， 不要滑动 ； 型壳不要与炉壁按触， 不要装到火焰喷到

37、处， 并离炉门要 10 公分 ； 关上炉门 ； 点火升温。炉内温度在 900 1100之间， 型壳焙烧时间最少 25 分钟， 最多不超过 60 分钟， 焙烧好的型壳应为白色或蔷薇色 ； 打开炉门， 用叉子取出型壳， 目视有无裂纹， 同时翻转， 将型壳浇口向上准备浇注。 0043 对照例 1 对照例 1 与实施例 1 的不同之处在于， 在对照例 1 中， 采用的是现有技术生产抛丸机叶 片， 没有在面层型壳和背面层型壳上分别涂覆涂料的步骤， 其它步骤与实施例 1 完全相同。 0044 叶片装机后的使用寿命 说 明 书 CN 102294435 A CN 102294436 A8/11 页 10 产

38、品本发明 对照例 1 使用寿命 /h1300600 磨损率 g/h2144 韧性 J/m34.54 机械性能本发明 对照例 1 铸态 HRC5144 热处理 HRC6763 铸态 AK（J）5.15.0 热处理 AK（J）4.54.0 结论， 采用本发明的工艺所生产出来的叶片， 叶片的耐磨性和韧性均得到显著的提高。 0045 实施例 2 制备型壳， 将铁水熔化后， 在制备型壳中进行以下的步骤 ： 制作蜡模、 制作浇口模、 整修 蜡模、 修模、 组焊蜡模、 制作面层型壳、 制作背面层型壳、 脱蜡、 设备准备、 型壳修补、 焙烧。 以 上的各个步骤中， 铁水熔化和制备型壳中的制作蜡模、 制作浇口模

39、、 整修蜡模、 修模、 组焊蜡 模、 脱蜡、 设备准备、 型壳修补、 焙烧都采用常规方法处理即可， 本实施例的突出特点在于， 在组焊蜡模后增加了在面层型壳和背层型壳上涂覆涂料的步骤。 0046 其中面层型壳制作包括以下的步骤 ： 在沾浆机中加入硅溶胶， 开动沾浆机， 加入润湿剂正丁醇， 以每公斤硅溶胶 1.6 毫升 的比例加入， 混合均匀， 以上加入的硅溶胶中， 其耐火基料为 325 目的铬矿砂粉， 铬矿砂粉 与硅溶胶重量份数比例是3.5:1， 铬矿砂粉中各组份的含量为 ： Cr2O3含量不小于45 %， SiO2 含量不大于 1%， CaO 含量不大于 1%， 于 105下烘干后的水分含量不

40、大于 1.7% ； 将 320kg 锆粉， 缓慢加入桶中， 注意防止粉结块， 靠搅拌将粉料搅开 ； 按每公斤硅溶胶加 1.2CC 消泡剂的比例加入消泡剂， 混匀 ； 用 4 詹氏杯测涂料粘度， 粘度为 32 秒 ； 涂料粘度调整好后， 盖上浆桶， 以免蒸发， 继续搅拌 12 小时以上， 即可使用 ； 生产时， 每班制壳下班前应按比例添加材料， 直到涂料浆高度达工作标准， 测定其粘 度， 粘度合格后， 继续搅拌 8 小时以上可使用 ； 在面层型壳涂覆时， 涂覆 3 层。 0047 其中， 背面层型壳制作包括下述的步骤 ： 在沾浆机中加入 170kg 水玻璃， 开动沾浆机， 使其旋转， 边搅拌边缓

41、慢加入 240kg 莫 来石粉， 莫来石砂的粒度为 80/120 和 30/60, 其纯度为 ： 85%， 注意防止粉结块， 靠搅拌将粉 料完全搅开， 用 4# 詹氏杯测涂料粘度， 粘度应为 10 秒左右， 如粘度过高， 加水玻璃调整， 如 粘度过低， 加莫来石粉调整 ； 涂料粘度调整好后， 盖上浆桶， 以免蒸发， 继续搅拌 6 小时以上， 即可使用 ； 生产时， 每班制壳下班前应按比例添材料， 直到涂料浆高度达工作标准， 测定其粘 度。继续搅拌 4 小时以上可使用 ； 在背层型壳涂覆时， 涂覆 3 层。 0048 对照例 2 与实施例 1 的不同之处在于， 对照例 2 中铬矿砂粉与硅溶胶重量

42、份数比例是 ： 2:1。 0049 对照例 3 与实施例 1 的不同之处在于， 对照例 3 中铬矿砂粉与硅溶胶重量份数比例是 ： 5:1。 说 明 书 CN 102294435 A CN 102294436 A9/11 页 11 0050 叶片装机后的使用寿命对比表 产品本发明 对照例 2 对照例 3 使用寿命 /h1300760450 磨损失重 /g214551 韧性4.53.63.8 抛丸机叶片的机械性能 机械性能本发明 对照例 2 对照例 3 铸态 HRC514145 热处理 HRC675763 铸态 AK（J）5.14.74.8 热处理 AK（J）4.54.24.1 从上表中可以看出，

43、 无论是在铸态还是热处理时， 本发明的方法生产的叶片其冲击韧 性保持较高值， 硬度 HRC 也比对照例 2 和对照例 3 要高。 0051 结论， 铬矿砂粉与硅溶胶重量份数对生产出来的抛丸机叶片的质量会产生一定的 影响， 对照例2和对照例3中抛丸机叶片的使用寿命和耐磨性能及韧性都较实施例要差， 只 有当铬矿砂粉与硅溶胶重量份数比例在 3 4:1 的范围内时， 生产出来的抛丸机叶片其使 用寿命长， 耐磨性能和韧性好。 0052 实施例 3 与实施例2的不同之处在于， 该实施例中面层涂料的涂覆层数为4层， 背层涂料的涂覆 层数为 3 层， 其它完全相同。 0053 对照例 4 与实施例 3 的区别

44、在于， 对照例 4 中， 面层涂料涂覆层数为 2 层， 其它完全相同。 0054 对照例 5 与实施例 3 的区别在于， 对照例 5 中， 面层涂料涂覆层数为 5 层， 其它完全相同。 0055 对照例 6 与实施例 6 的区别在于， 对照例 6 中， 水玻璃加固层涂覆 1 层， 其它完全相同。 0056 叶片装机后的使用对比表 产品本发明 对照例 4 对照例 5 对照例 6 使用寿命 /h1300560730470 磨损失重 /g21274349 韧性4.74.34.13.9 抛丸机叶片的机械性能 机械性能本发明 对照例 4 对照例 5 对照例 6 铸态 HRC51484746 热处理 HR

45、C67615963 铸态 AK（J）5.14.74.64.9 热处理 AK（J）4.74.14.34.0 从上表中可以看出， 无论是在铸态还是热处理时， 本发明的方法生产的叶片其使用寿 命明显高于照例 4、 5、 6， 冲击韧性仍保持较高值， 硬度 HRC 也比对照例 3。 0057 实施例 4 该方法包括下述的步骤 ： 蜡模制作、 浇口模制作， 蜡模整修， 蜡模组焊、 脱蜡、 焙烧， 其特 征在于， 其中在蜡模组焊和脱蜡之间增加了在复合型壳上涂覆涂料的步骤， 该步骤具体包 括在复合型壳的面层型壳上涂覆硅溶胶面层涂料和背层型壳上涂覆水玻璃加固层涂料。 0058 硅溶胶面层涂料以含有 Cr2O3

46、、 SiO2、 CaO 的铬矿砂粉为耐火基料， 铬矿砂粉粒度为 说 明 书 CN 102294435 A CN 102294436 A10/11 页 12 325 目， Cr2O3含量不小于 45 %， SiO2 含量不大于 1%， CaO 含量不大于 1%， 所述的铬矿砂粉 于 105下烘干后的水分含量不大于 1.7%。 0059 铬矿砂粉与硅溶胶重量份数比例是 3 ： 1。 0060 硅溶胶面层涂料粘度在 12s 左右。 0061 面层涂料中还含有占面层涂料总重量 0.5% 的正丁醇。 0062 面层涂料的涂覆层数为 3 层。 0063 水玻璃加固层耐火骨料为莫来石砂， 莫来石砂的粒度为

47、80/120, 其纯度为 ： 85%， 水玻璃加固层涂覆层数为 2 层。 0064 实施例 5 该方法包括下述的步骤 ： 蜡模制作、 浇口模制作， 蜡模整修， 蜡模组焊、 脱蜡、 焙烧， 其特 征在于， 其中在蜡模组焊和脱蜡之间增加了在复合型壳上涂覆涂料的步骤， 该步骤具体包 括在复合型壳的面层型壳上涂覆硅溶胶面层涂料和背层型壳上涂覆水玻璃加固层涂料。 0065 硅溶胶面层涂料以含有 Cr2O3、 SiO2、 CaO 的铬矿砂粉为耐火基料， 铬矿砂粉粒度为 325 目， Cr2O3含量不小于 45 %， SiO2 含量不大于 1%， CaO 含量不大于 1%， 所述的铬矿砂粉 于 105下烘干

48、后的水分含量不大于 1.7%。 0066 铬矿砂粉与硅溶胶重量份数比例是 4 ： 1。 0067 硅溶胶面层涂料粘度在 14s 左右。 0068 面层涂料中还含有占面层涂料总重量 1.0% 的 JFC。 0069 面层涂料的涂覆层数为 3 层。 0070 水玻璃加固层耐火骨料为莫来石砂， 莫来石砂的粒度为 30/60, 其纯度为 ： 85%， 水 玻璃加固层涂覆层数为 2 层。 0071 实施例 6 该方法包括下述的步骤 ： 蜡模制作、 浇口模制作， 蜡模整修， 蜡模组焊、 脱蜡、 焙烧， 其特 征在于， 其中在蜡模组焊和脱蜡之间增加了在复合型壳上涂覆涂料的步骤， 该步骤具体包 括在复合型壳的

49、面层型壳上涂覆硅溶胶面层涂料和背层型壳上涂覆水玻璃加固层涂料。 0072 硅溶胶面层涂料以含有 Cr2O3、 SiO2、 CaO 的铬矿砂粉为耐火基料， 铬矿砂粉粒度为 325 目， Cr2O3含量不小于 45 %， SiO2 含量不大于 1%， CaO 含量不大于 1%， 所述的铬矿砂粉 于 105下烘干后的水分含量不大于 1.7%。 0073 铬矿砂粉与硅溶胶重量份数比例是 3 ： 1。 0074 硅溶胶面层涂料粘度在 12s 左右。 0075 面层涂料中还含有占面层涂料总重量 0.8% 的正丁醇。 0076 面层涂料的涂覆层数为 3 层。 0077 水玻璃加固层耐火骨料为莫来石砂， 莫来石砂的粒度为 30/60, 其纯度为 ： 85%， 水 玻璃加固层涂覆层数为 2 层。 0078 实施例 7 制备型壳， 将铁水熔化后， 在制备