專利名稱：一種精密鑄造模料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種精密鑄造模料，特別適用于大型薄壁整體精鑄結(jié)構(gòu)件及其它精鑄件精密鑄造過程中制作蠟?zāi)Ｐ汀?br> 背景技術(shù)：
隨著裝備制造技術(shù)的發(fā)展，許多重要部件采用大型薄壁復(fù)雜整體精鑄結(jié)構(gòu)件，由于大型薄壁復(fù)雜整體精鑄結(jié)構(gòu)件的尺寸大，精度要求高，形狀復(fù)雜，且壁薄，因此對模料有較高的要求強(qiáng)度較高，收縮較小，流動性好?，F(xiàn)有的高強(qiáng)度低收縮精密鑄造模料，如US 5518537、US 6326429、US 6485553等專利介紹的精密鑄造模料，均采用添加填充料的方法來提高強(qiáng)度，減小收縮，如纖維素乙酸酯、聚合有機(jī)碳酸鹽材料、聚對苯二甲酸乙二醇酯等。但由于填料的加入，造成其流動性變差，且復(fù)用性不好，不能適應(yīng)當(dāng)前精密鑄造市場競爭對低成本的要求。
CN1281873A公開了一種飾品熔模鑄造用超精細(xì)模料，主要包括石蠟、其它蠟、改性松香樹脂、高分子聚合物，石蠟34％-50％，其它蠟18％-32％，改性松香樹脂15％-33％，高分子聚合物6％-12％，助溶劑0.5％-1％。該模料的強(qiáng)度較低，收縮率較大(1.2％左右)，主要用于飾品熔模鑄造，不適于大型薄壁復(fù)雜整體精鑄結(jié)構(gòu)件對模料的要求。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種硬度大、收縮率小，流動性和復(fù)用性好的精密鑄造模料。
本發(fā)明的精密鑄造模料以重量計(jì)包括
a)20％～70％的石油蠟；b)20％～70％的石油樹脂；c)1％～8％的高分子聚合物；d)1～15％的礦物蠟、動物蠟和植物蠟的一種或幾種。
用于本發(fā)明中的石油蠟可以為微晶蠟、石蠟或兩者的混合物，其中微晶蠟的滴點(diǎn)約為70～85℃，石蠟的熔點(diǎn)約為50～70℃，可供選擇的石油蠟包括85#微晶蠟(得自南陽煉油廠)、80#微晶蠟(得自南充煉油廠、荊門煉油廠等)、75#微晶蠟(得自南充煉油廠、荊門煉油廠等)、58#全精煉石蠟(得自撫順石油一廠、南陽煉油廠)、58#半精煉石蠟(得自撫順石油一廠、獨(dú)山子煉油廠)、56#半精煉石蠟(得自撫順石油一廠、南陽煉油廠)?？梢允且环N或幾種的混合物。石油蠟的使用范圍優(yōu)選為30％～60％。
用于本發(fā)明中的石油樹脂的環(huán)球法軟化點(diǎn)約為65～125℃，平均分子量約為500～2000，用量優(yōu)選為優(yōu)選約為30％～60％(重量)。石油樹脂可以是各種商業(yè)產(chǎn)品，如韓國可龍公司、上海金森石油樹脂公司、南京揚(yáng)子伊士曼化工有限公司生產(chǎn)的石油樹脂等。
用于本發(fā)明中的高分子聚合物為聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯，或它們的混合物，其平均分子量約為1000～30000。可用的高分子聚合物包括高壓聚乙烯(得自北京燕化公司)、聚丙烯(得自撫順石化公司)、乙烯-醋酸乙烯酯(簡稱EVA，得自美國杜邦公司、日本三井公司)。這些高分子聚合物的使用范圍優(yōu)選約為1％～6％(重量)。
用于本發(fā)明的礦物蠟、動物蠟或植物蠟可以是一種或幾種，如可以選自褐煤蠟、精制褐煤蠟、卡那巴蠟、蜂蠟、川蠟等中的一種或幾種，其滴熔點(diǎn)約為65～100℃。褐煤蠟、精制褐煤蠟(得自大菊生化有限公司)、卡那巴蠟(得自巴西MOACIR COSTA公司)、川蠟(得自四川天興公司)。本發(fā)明所用的礦物蠟在精密鑄造模料中的使用范圍優(yōu)選約為2～10％(重量)。
本發(fā)明精密鑄造模料還可以根據(jù)需要選擇其它一些物質(zhì)，如抗氧化劑、松香、松香改性物及衍生物、萜烯及萜烯改性物及衍生物等。其用量為0～40％(重量)。所有組分含量之和為100％。
本發(fā)明的精密鑄造模料是在約110～130℃的溫度下，按序加入原料并混合熔融成均勻透明的蠟液，經(jīng)過濾后成型。由本發(fā)明工藝制成的精密鑄造模料，硬度大，收縮率小，光澤好，無機(jī)械雜質(zhì)，具有良好的使用性能。本發(fā)明精密鑄造模料可在55～85℃的范圍內(nèi)用于制作大型薄壁整體精鑄結(jié)構(gòu)件及其它精鑄件的蠟?zāi)Ｐ汀?br> 本發(fā)明的精密鑄造模料的性能指標(biāo)為滴熔點(diǎn)約為75～85℃，環(huán)球法軟化點(diǎn)不小于70℃，25℃下的針入度約為3～5 1/10mm，抗彎強(qiáng)度約為7～10MPa，線收縮率約為0.5～0.7，灰分小于0.02％，無機(jī)械雜質(zhì)，無腐蝕性。
本發(fā)明的精密鑄造模料配方具有如下特點(diǎn)a)選用硬度、粘度適宜的熱塑性材料——石油蠟作為基體材料。
b)選用分子量適宜的石油樹脂，以提高模料的強(qiáng)度，減小模料的收縮率。
c)選用高分子聚合物，以提高模料的強(qiáng)度。
d)選用礦物蠟、動物蠟或植物蠟，以改善模料的硬度和韌塑性，同時(shí)保證模料壓注成型后易于脫模。
本發(fā)明精密鑄造模料通過上述組分有機(jī)配合，得到使用性能優(yōu)良的精密鑄造模料，具體有如下優(yōu)點(diǎn)a)具有較高的滴熔點(diǎn)，耐熱性好，在較高的工作溫度下也不會軟化變形；b)具有較高的強(qiáng)度，可保證精密鑄造蠟?zāi)Ｔ谏a(chǎn)過程中不會損壞；c)具有較低的線收縮率，保證了精鑄件尺寸穩(wěn)定；d)灰分小，不會產(chǎn)生對鑄件產(chǎn)生不良影響；e)無腐蝕，不會腐蝕模具；f)無毒、無異味，不會對生產(chǎn)員工的身體健康造成損害；g)復(fù)用性好，具有較高的性價(jià)比。
具體實(shí)施例方式
下面通過具體實(shí)施例，對本發(fā)明的精密鑄造模料及其制備方法，做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但具體實(shí)施例不作為限制性實(shí)例使用。
實(shí)施例(以下均按重量百分比表示)試驗(yàn)方法下列試驗(yàn)方法是在實(shí)施例中所用的普通測驗(yàn)精密鑄造模料的方法。
滴熔點(diǎn)GB/T 8036軟化點(diǎn)GB/T 4507針入度GB/T 4985運(yùn)動粘度 GB/T 265抗彎強(qiáng)度 GB/T 14235.2線收縮率 GB/T 14235.4灰分 GB/T 508本發(fā)明中的實(shí)施例1、2、3、4、5的精密鑄造模料的制備是在約110～130℃的溫度下，按序加入原料并混合熔融成均勻透明的蠟液，經(jīng)過濾后冷卻成型。
實(shí)施例6為一種進(jìn)口精密鑄造模料。
實(shí)施例180#微晶蠟，滴點(diǎn)82.4℃(南充煉油廠)20％58#全精煉石蠟，熔點(diǎn)58.2℃(撫順石油一廠) 20％聚合松香，環(huán)球法軟化點(diǎn)100℃(梧州荒川化工有限公司) 10％石油樹脂，軟化點(diǎn)100℃(南京揚(yáng)子伊士曼化工有限公司) 40％高壓聚乙烯，平均分子量22000(撫順石化公司) 4％卡那巴蠟，滴熔點(diǎn)80℃(巴西MOACIR COSTA公司)6％實(shí)施例280#微晶蠟，(南充煉油廠) 25％58#半精煉石蠟，熔點(diǎn)58.0℃(撫順石油一廠) 25％
石油樹脂，軟化點(diǎn)100℃(南京揚(yáng)子伊士曼化工有限公司)40％EVA(熔融指數(shù)28，美國杜邦公司)和高壓聚乙烯(平均分子量22000，撫順石化公司)重量比1∶16％川蠟，滴熔點(diǎn)72℃(四川天興公司) 4％實(shí)施例380#微晶蠟，滴點(diǎn)81.6℃(荊門煉油廠)30％石油樹脂，軟化點(diǎn)115℃(南京揚(yáng)子伊士曼化工有限公司) 55％EVA，熔融指數(shù)28(美國杜邦公司) 4％褐煤蠟，滴熔點(diǎn)80℃(大菊生化有限公司)和蜂蠟(重量比1∶1)11％實(shí)施例485#微晶蠟，滴熔點(diǎn)83℃(南陽煉油廠)25％54#半精煉石蠟，熔點(diǎn)54.2℃(南陽煉油廠)20％石油樹脂，軟化點(diǎn)120℃(上海金森石油樹脂公司) 40％EVA，熔融指數(shù)35(日本三井公司) 5％精制褐煤蠟，滴熔點(diǎn)82℃(大菊生化有限公司) 10％實(shí)施例580#微晶蠟(荊門煉油廠)30％58#半精煉石蠟，熔點(diǎn)58.2℃(撫順石油二廠) 20％石油樹脂，軟化點(diǎn)100℃(上海金森石油樹脂公司) 42％EVA，熔融指數(shù)35(日本三井公司) 3％卡那巴蠟(巴西MOACIR COSTA公司)5％實(shí)施例的試驗(yàn)結(jié)果見表1。
表1理化性能試驗(yàn)結(jié)果

注表中“前”為新鮮模料的測試數(shù)據(jù)；表中“后”為使用五次后模料的測試數(shù)據(jù)從表1可以看出，本發(fā)明精密鑄造模料實(shí)施例1、2、3、4、5的滴熔點(diǎn)均高于進(jìn)口樣，軟化點(diǎn)和進(jìn)口樣基本相當(dāng)，說明本發(fā)明精密鑄造模料的熱穩(wěn)定性能要好于進(jìn)口樣；本發(fā)明精密鑄造模料實(shí)施例1、2、3、4、5的抗彎強(qiáng)度均高于進(jìn)口樣，線收縮率略高于進(jìn)口樣，說明本發(fā)明精密鑄造模料的強(qiáng)度要優(yōu)于進(jìn)口樣，收縮略大些；本發(fā)明精密鑄造模料實(shí)施例1、2、3、4、5的針入度與進(jìn)口樣相差很小，說明本發(fā)明精密鑄造模料的硬度與進(jìn)口模料基本相當(dāng)；本發(fā)明精密鑄造模料實(shí)施例1、2、3、4、5的灰分與進(jìn)口樣一樣，均在0.02％以下，能很好的滿足精密鑄造生產(chǎn)工藝的實(shí)際要求；本發(fā)明精密鑄造模料實(shí)施例1、2、3、4、5使用五次后的測試數(shù)據(jù)與新鮮模料基本一致，說明本發(fā)明精密鑄造模料的復(fù)用性較好，而進(jìn)口樣在使用一次后其中的填充料即析出，造成其不能再次使用。另外，本發(fā)明精密鑄造模料實(shí)施例1、2、3、4、5的成本均在18000元以下，而進(jìn)口樣的價(jià)格在40000元左右，說明本發(fā)明精密鑄造模料的性價(jià)比較高。
權(quán)利要求
1.一種精密鑄造模料，以重量計(jì)包括a)20％～70％的石油蠟；b)20％～70％的石油樹脂；c)1％～8％的高分子聚合物；d)1～15％的礦物蠟、動物蠟和植物蠟的一種或幾種。
2.按照權(quán)利要求1所述的模料，其特征在于所述的石油蠟為微晶蠟、石蠟或兩者的混合物，其中微晶蠟的滴點(diǎn)為70～85℃，石蠟的熔點(diǎn)為50～70℃。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的模料，其特征在于所述的石油蠟包括85#微晶蠟、80#微晶蠟、75#微晶蠟、58#全精煉石蠟、58#半精煉石蠟和56#半精煉石蠟中的一種或幾種。
4.按照權(quán)利要求1所述的模料，其特征在于所述的石油蠟含量為30％～60％。
5.按照權(quán)利要求1所述的模料，其特征在于所述的石油樹脂的環(huán)球法軟化點(diǎn)為65～125℃。
6.按照權(quán)利要求1或5所述的模料，其特征在于所述的石油樹脂用量為30％～60％。
7.按照權(quán)利要求1所述的模料，其特征在于所述的高分子聚合物為聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯，或它們的混合物，其平均分子量為1000～30000。
8.按照權(quán)利要求1或7所述的模料，其特征在于所述的高分子聚合物的用量為1％～6％。
9.按照權(quán)利要求1所述的模料，其特征在于所述的礦物蠟、動物蠟和植物蠟選自褐煤蠟、精制褐煤蠟、卡那巴蠟、蜂蠟和川蠟中的一種或幾種，其滴熔點(diǎn)為65～100℃；用量為2％～10％。
10.按照權(quán)利要求1所述的模料，其特征在于所述的模料的性能指標(biāo)為滴熔點(diǎn)為75～85℃，25℃下的針入度約為3～5 1/10mm，抗彎強(qiáng)度約為7～10MPa，線收縮率為0.5～0.7，灰分小于0.02％，無機(jī)械雜質(zhì)，無腐蝕性。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種精密鑄造模料。該模料包括石油蠟、石油樹脂、高分子聚合物、礦物蠟和動植物蠟。本發(fā)明的精密鑄造模料具有抗彎強(qiáng)度高，表面硬度大，線性收縮率小和灰分小，熱穩(wěn)定性、涂掛性、流動性和復(fù)用性好等特點(diǎn)?？朔爽F(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題。本發(fā)明的精密鑄造模料適用于制作大型薄壁整體精鑄結(jié)構(gòu)件及其它精鑄件的蠟?zāi)Ｐ汀?br> 文檔編號B22C7/00GK1765994SQ20041005078
公開日2006年5月3日 申請日期2004年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月29日
發(fā)明者楊光, 李尚勇, 李莉 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院