易脱模陶瓷铸型的制备、应用方法及其浇铸的铜合金铸件的利记博彩app
【专利摘要】本发明是有关于一种易脱模陶瓷铸型的制备、应用方法及其浇铸的铜合金铸件。制备易脱模陶瓷铸型的方法包含：以高速雕刻机加工陶瓷粗胚形成陶瓷铸型，并提供内部结构型芯与陶瓷铸型对应形成型腔。陶瓷铸型包含第一铸型和第二铸型，第一铸型包含至少二个合模定位块和槽深不大于1?mm的排气槽，第二铸型包含耦合于合模定位槽的合模定位槽，用以与第一铸型合模以界定出边缘厚度不小于25?mm的中空型腔；陶瓷铸型还包含脱模斜度不小于2度的浇铸口。本发明克服了目前金属型铸造和砂型铸造的缺陷，具有良好的抗热疲劳强度，减少了材料的消耗，并且降低了生产成本，加工后的陶瓷铸型，表面光滑易脱模，非常适于实用。
【专利说明】易脱模陶瓷铸型的制备、应用方法及其浇铸的铜合金铸件
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于浇铸铜合金铸件的陶瓷铸型的制备方法及应用陶瓷铸型浇铸的铜合金铸件。
【背景技术】
[0002]目前在水龙头等卫浴五金行业,主要利用金属型铸造(metal mold casting)和砂型铸造(sand mold casting)技术来生产水龙头等卫浴五金铸件,这两种铸造技术均存在耗材多、成本高等缺陷。
[0003]金属型(metal mold)是由耐热金属材料制作而成(如:钢、紫铜、红铜等),价格昂贵，且模具加工周期长、加工过程中刀具磨损及刀具修复次数多、模具材料回收利用较低，因此使用金属型模具生产费用过高，此外金属型铸造的导热快、无退让性及无透气性，因此使铸件容易出现冷隔与浇不到、裂纹、气孔等缺陷；目前卫浴五金一般以黄铜、低铅铜或者无铅铜等合金铜制成，由于金属型模具导热性能强，当合金铜熔液注入金属模具浇道时，迅速进行热传递，使合金铜熔液温度大幅度的下降而导致合金铜熔液的流动性变慢，为了做出完整的产品及提高良品率，以目前的卫浴五金行业的铸造技术，产品的壁厚一般在2.8mm至3 mm,耗材多，成本较高。
[0004]砂型(sand mold casting)是一种以砂作为主要造型材料,制作铸型的传统铸造工艺。然而，每个砂质铸型只能浇注一次，获得铸件后铸型即损坏，必须重新造型，因此砂型铸造的生产效率较低；砂的整体性质软而多孔，刚度不高，因此砂型铸造的铸件尺寸精度较低，表面也较粗糖；砂型铸造的铸件易于广生冲砂、夹砂、气孔等缺陷；砂型铸造占用场地大，生产效率低，粉尘大。
[0005]鉴于以上铸造技术的不足，卫浴五金行业又面临少量多样生产、铜等金属材料价格上涨(合金铜等材料成本占企业资金60%以上)，人工成本日M提升等等，因此，提闻生广效率、减少耗材，降低生产成本，成为卫浴五金行业不得不面对的问题。
【发明内容】
[0006]本发明的一个主要目的在于提供一种易脱模陶瓷铸型的制备方法，克服了目前金属型铸造和砂型铸造的缺陷，具有良好的抗热疲劳强度且加工成本低廉，加工后的陶瓷铸型，表面光滑易脱模，非常适于实用。
[0007]本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的易脱模陶瓷铸型的制备方法，包含以下步骤:
[0008]提供陶瓷粗胚并以高速雕刻机加工，形成陶瓷铸型，并提供一内部结构型芯，与陶瓷铸型对应定位形成匹配于一铸件的型腔。其中陶瓷铸型包含第一铸型和第二铸型，第一铸型包含至少二个合模定位块和至少一个槽深不大于I mm的排气槽，第二铸型包含耦合于所述合模定位槽的至少二个合模定位槽，用以与第一铸型合模以界定出中空型腔，其中界定中空型腔的边缘厚度不小于25 mm ;陶瓷铸型还包含浇铸口，其脱模斜度不小于2度，浇铸口口径系根据一金属铸型的浇铸口口径为基准，提供一相对大于该金属铸型浇铸口 10%至30%的口径，其中该金属铸型为具有与该中空型腔形状相同的金属型腔，能浇铸出同样形状的铸件者。
[0009]为达到上述目的，易脱模陶瓷铸型的浇铸口为圆弧形。
[0010]为达到上述目的，将所述陶瓷铸型的边缘倒角。
[0011]为达到上述目的，所述内部结构型芯为砂芯，其中砂芯为固化剂和树脂砂或固化剂和石英砂制成。
[0012]为达到上述目的，将所述内部结构型芯的至少一部分涂布脱模剂。
[0013]本发明的另一个主要目的在于提供一种制备铜合金铸件的方法，克服了目前金属型铸造和砂型铸造的缺陷，可以将铸件的壁厚降到1.8-2.5 _，从而减少铸件材料的消耗，非常适于实用。
[0014]本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的制备铜合金铸件的方法，其特征在于使用前述的易脱模陶瓷铸型，通过以下步骤制成壁厚1.8-2.5 mm的铜合金铸件:
[0015](a)向中空型腔及第一铸型与第二铸型的分型面表面喷洒一层脱模剂；
[0016](b)将第一铸型及第二铸型与内部结构型芯定位并合模，组成陶瓷铸型；
[0017](c)预热陶瓷铸型，温度控制在200至300摄氏度；
[0018](d)将一熔化铜水转动浇注于陶瓷铸型内，形成一铸件；
[0019](e)应用杠杆原理将铸件脱模；以及
[0020](f)对铸件进行后加工处理。
[0021]为达到上述目的，所述熔化铜水的温度控制在1000至1200摄氏度，浇注时间控制在10至15秒。
[0022]为达到上述目的，所述铸件脱模的时间为浇注完毕10至15秒后。
[0023]本发明的另一个主要目的在于提供一种铜合金铸件，壁厚为1.8-2.5 mm，较佳地为2.0 mm，克服了目前铸件的壁厚约需2.8-3 mm的限制，非常适于实用。
[0024]藉由上述技术方案，本发明至少具有下列优点及有益效果:
[0025]第一，本发明的陶瓷铸型是由陶瓷质耐火材料制成，透气性、退让性好，可改善目前金属型铸造中出现的浇铸难点，如开裂、应力集中等问题，此外陶瓷铸型具有良好的抗热疲劳强度，可重复多次使用；
[0026]第二，本发明的陶瓷铸型导热性较低，在浇铸过程中合金铜等金属材料熔液的热量不会迅速流失，能减少铸件壁厚到1.8-2.5 mm,降低耗材成本；
[0027]第三，本发明的陶瓷铸型选用高速雕刻机加工，能使陶瓷铸型表面光滑、易脱模，效果优于CNC数控机床加工的陶瓷铸型；
[0028]第四，陶瓷铸型的材料便宜、加工周期短、加工过程中刀具磨损率低且刀具修复次数少，因此，模具加工成本低廉。与金属铸型相比，陶瓷铸型的费用较低，可适用于大批量生产，也可以用于少量多样生产。
[0029]综上所述，本发明制备陶瓷铸型的方法及其合金铸件克服了目前铸型铸造的缺陷、减少了材料的消耗，并且降低了生产成本。
[0030]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1A为本发明一实施例的陶瓷铸型的立体图；
[0032]图1B为图1A所示的第一铸型的立体图；
[0033]图1C为图1A所示的第二铸型的立体图；
[0034]图1D为图1C所示的第二铸型的局部立体分解图；
[0035]图2为比较例I与试验例I的铸造结果照片；
[0036]图3为试验例2与比较例2的铸造结果照片；
[0037]图4为试验例3与比较例3的铸造结果照片；
[0038]图5为试验例4与比较例4的铸造机加件结果照片。
【具体实施方式】
[0039]为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟习此技艺的人士可由本说明书所揭示的内容了解本发明的其它优点与功效。
[0040]于本说明书中，所述“陶瓷铸型”(ceramic mold)指用陶瓷材料烧制而成的铸型。用陶瓷浆料灌注到模板上或芯盒中、硬化、起模、烧结形成陶瓷粗胚的方法，称为“陶瓷铸型粗胚制备”(ceramic molding)。在陶瓷铸型中浇注铸件的铸造方法，称为“陶瓷铸型铸造”(ceramic mold casting)。
[0041]以下，将以例示性实施例详细阐述本发明。
[0042]本发明实施例的陶瓷铸型是用在浇铸熔融金属(例如铜水)，必需具有耐高温冷热急变性的能力，一般生产卫生瓷器的泥浆配方无法满足此条件。因此需要高温耐火的配方。因此原料配方是依据耐火材料的成分所选定，例如包含矿物组成为莫来石晶相的高温耐火材料锻烧闻岭土，其耐冷热急变性能强，可提闻还体的抗热变形能力。增塑剂为能提闻耐热性能的球土及作为镁源的烧滑石。此外也包含能提高烧成时高温液相粘度，减小制品变形与提闻制品强度的石英砂等原料。
[0043]实施例的陶瓷铸型，包括内部结构砂芯和陶瓷铸型型腔，陶瓷铸型型腔与内部结构砂芯对应定位而形成匹配于铸件本体形状的型腔。
[0044]实施例的陶瓷铸型加工及铜合金浇铸方法，包括以下步骤:
[0045](一 )陶瓷铸型型腔加工:在模具加工机床上安装好由陶瓷质耐火材料制成的棚板，同时根据铸件外型的结构大小调整好模具加工参数，用高速雕刻机加工成形陶瓷铸型型腔。
[0046]参照图1A至图1C，图1A为本发明一实施例的陶瓷铸型的立体图；图1B为图1A所示的第一铸型的立体图；图1C为图1A所示的第二铸型的立体图。陶瓷铸型100包含第一铸型110和第二铸型120。
[0047]如图1A所示，浇铸口 130在本实施例为圆弧形，依照本发明的实施例，浇铸口 130的脱模斜度应不小于2度，浇铸口 130应比一般金属铸型浇铸口加大10至30%，例如，一般金属铸型浇铸口的长度约为2.5-6 mm,宽度在6_12 mm，则本发明的浇铸口 130的长度约为2.75-7.8 mm,宽度在6.6-15.6 mm。依照本发明的实施例，将浇铸口 130加大10至30%可使成品流动较好，易于成型，提高良品率，若浇铸口较小时，则易发生成品末端成形不良，缺料或变形等；而若浇铸口过大，则切割浇铸口不易且铜料损耗大。
[0048]如图1B所示，第一铸型110包含分别沿着X、Y轴线平行延伸的合模定位块112a、合模定位块112b和排气槽114a、排气槽114b。配合参照图1A，所示第一铸型110与第二铸型120合模时，排气槽114a、排气槽114b会在边侧处形成一开口，所述开口的高度间隙尺寸约为0.8 mm至I mm,换句话说,排气槽114a、排气槽114b的槽深尺寸约为0.8 mm至I mm。依照本发明的实施例，若排气槽114a、114b大于I mm会容易产生大毛边或铜合金溶液流出模面，造成模面操作或使制作边角处易崩裂。
[0049]如图1C所不,第二铸型120包含f禹合于合模定位块112a、合模定位块112b且同样分别沿着X、Y轴线平行延伸的合模定位槽122a、合模定位槽122b，第二铸型120与第一铸型110合模可界定出中空型腔，其中界定中空型腔的边缘厚度不小于25 mm。当型腔的边缘厚度小于25 mm时，容易导致陶瓷铸型崩裂。依照本发明的实施例，将陶瓷铸型的模面边缘倒角可有助于脱模。
[0050]如图1D所示，第一铸型110和第二铸型120在相对浇铸口 130处各凹设有一方型凹槽127，可分别定位一方块状浇道砂芯128，并藉由该浇道砂芯128形成该浇铸口 130，当然，还可以成型出相连通的外浇铸道129a及内浇铸道12%，以连通该中空型腔。由于浇铸口 130必须承受较高的浇铸温度，故相对较易受损，寿命较短，所以利用在第一铸型110和第二铸型120上定位浇道砂芯128形成浇铸口 130、外浇铸道129a及内浇铸道129b，便可透过单独更换浇铸砂芯128，以延长陶瓷铸型100的使用寿命。
[0051](二)内部结构型芯制作:在砂芯机上安装好内部结构型芯模具，同时根据铸件的结构大小调整好制芯参数制作出内部结构型芯。如图1C所示，内部结构型芯200为砂芯，可容设于由第二铸型120与第一铸型110合模块成的中空型腔。砂芯可以为固化剂和树脂砂或固化剂和石英砂制成。依照本发明的实施例，为了有助于脱模，在内部结构型芯的至少一部分嵌入脱模材料，如石墨。
[0052](三)向中空型腔表面115、125及分型面表面116、126喷洒一层脱模剂,在本实施例中，脱模剂为石墨水。
[0053](四)合模:将第一铸型110和第二铸型120构成的中空型腔与内部结构砂芯200对应定位而形成匹配于铸件本体形状的型腔。
[0054](五)预热:将陶瓷铸型放置在加热装置上预热10-20分锺，预热后的陶瓷铸型型腔温度控制在200-300摄氏度。
[0055](六)浇铸:合模后放置在浇铸机上进行转动浇铸，铜合金浇铸温度控制在1050至1150±50摄氏度，浇铸时间控制在10-15秒。
[0056](七)脱模:浇铸完毕后的铸件10-15秒(或30-50秒)后从陶瓷铸型型腔中取出，脱模时间是根据铸件冒口和较厚部分的凝固情况来决定。
[0057]试验例1:
[0058]图2为比较例I与试验例I的铸造结果照片，图2(a)部分为传统重力铸造方式的铸造结果(比较例I); (b)部分为本发明的陶瓷铸型铸造结果(试验例I)。其实测数据显示于表1。
[0059]表1、比较例I与试验例I铸造结果实测
[0060]
【权利要求】
1.一种易脱模陶瓷铸型的制备方法，其特征在于，包含以下步骤: 提供一陶瓷粗胚；以一高速雕刻机加工该陶瓷粗胚，形成一陶瓷铸型，包含: 一第一铸型，包含至少二个合模定位块； 一第二铸型，包含耦合于该些合模定位块的至少二个合模定位槽，用以与该第一铸型合模以界定一中空型腔，其中界定该中空型腔的边缘厚度不小于25 mm ； 至少一排气槽，开设于该第一铸型，该排气槽的槽深不大于I mm;以及一浇铸口，其中该浇铸口的脱模斜度不小于2度，该浇铸口的口径系根据一金属铸型的浇铸口 口径为基准，提供一相对大于该金属铸型浇铸口 10%至30%的口径，其中该金属铸型为具有与该中空型腔形状相同的金属型腔；以及提供一内部结构型芯，与该陶瓷铸型对应定位形成匹配于一铸件的型腔。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浇铸口为圆弧形。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述陶瓷铸型的边缘倒角。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述内部结构型芯为砂芯，其中该砂芯为固化剂和树脂砂或石英砂制成。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将所述内部结构型芯的至少一部分嵌入脱模材料。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一铸型和第二铸型在相对浇铸口处各凹设有一凹槽，且分别定位一浇道砂芯，并藉由该浇道砂芯形成该浇铸口，以及相连通的外浇铸道、内浇铸道，以连通该型腔。
7.一种制备铜合金铸件的方法，其特征在于，使用权利要求1所述的易脱模陶瓷铸型，通过下面的步骤制成一壁厚1.8-2.5 mm的铜合金铸件: (a)向该第一铸型与该第二铸型的该中空型腔表面及彼此相对的分型面表面喷洒一层脱模剂； (b)将该第一铸型及该第二铸型与该内部结构型芯定位并合模，组成该陶瓷铸型； (c)预热该陶瓷铸型，该陶瓷铸型的温度控制在200至300摄氏度； (d)将一熔化铜水转动浇注于该陶瓷铸型内，形成一铸件； (e)应用杠杆原理将该铸件脱模；以及 (f)对该铸件进行后加工处理。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述熔化铜水的温度控制在1000至1200摄氏度，浇注时间控制在10至15秒。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述铸件脱模的时间为浇注完毕后10至15秒。
10.一种铜合金铸件，其特征在于，使用权利要求7所述的制备铜合金铸件的方法制成，其中所述铜合金铸件的壁厚为1.8至2.5 _。
11.根据权利要求10所述的铜合金铸件，其特征在于，所述铜合金铸件的壁厚为2mm。
【文档编号】B22C9/02GK104043773SQ201310084534
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2013年3月15日 优先权日:2013年3月15日
【发明者】侯鍁錩 申请人:成霖企业股份有限公司