CN1111104C - 铸模用套圈及其它补缩冒口和供料件的制造方法及配方 - Google Patents

Abstract

通过喷砂或手工造型而由一配方获得隔热或放热的用于保温帽口和供料的连接件和零件，该配方包括氧化铝含量低于38%的硅酸铝空心微型球，粘结剂及非纤维状的可选择的填充料。根据微型球密度，可获得适于制造所述连接件和零件的配方。所得的连接件具有很高的内外尺寸精度，且在制成后不必进行额外的手工或自动化处理就可与铸模结合。所述连接件适于生产黑色或有色金属件。

Description

铸模用套圈及其它补缩冒口 和供料件的制造方法及配方

本发明涉及适于制造金属部件的铸模用套圈及其它补缩冒口和供料零件，并涉及制造它们的方法以及适宜于制造它们的配方。

众所周知，利用造型制造金属部件的方法包括将铸造金属浇铸到铸模中，通过冷却使金属凝固，并通过卸除铸模或将铸模破坏而将制成的部件脱模或从模具中取出。

所述铸模可用金属或不同材料(陶瓷，石墨，特别是型砂)的集合体制成，通常通过烧结进行硬化。一般说来，砂型是通过将型砂填充到一个铸模中而获得的。

所述铸模应配备有用于将内模腔和外模腔连通的浇口或注入孔，通过这些浇口或注入孔将铸造金属浇铸入铸模或铸型中。同样地，由于金属在冷却过程中会收缩，铸模应设置竖直的模腔或溢料通道，其中填充有备用的铸造金属，目的是构成一个补缩冒口，以便补偿金属的收缩或回缩。

补缩冒口的作用是在部件中的介质收缩时向其供料，由此，补缩冒口中的金属应比部件本身更长时间地保持液体状态。因此，溢料通道(flush channel)通常用由等温的或者甚至是放热的耐火材料(保温材料)制成的套圈包覆，从而使保存在补缩冒口中的金属的冷却延缓，以便当铸造金属发生回缩时，确保补缩冒口中的金属的流动性。

浇铸铸造金属用的浇口也由与套圈具有类似组成的隔热耐火材料甚至是放热的耐火材料制成。

用于制造铸模用套圈及其它补缩冒口和供料零件的合适的隔热耐火材料的成份是公知的，这些耐火材料具有隔热性能，以呈颗粒状，有机和/或无机纤维形式的耐火材料及粘结剂制成。

用于制造铸模用套圈及其它补缩冒口和供料零件的合适的放热耐火材料的成份也是公知的，这些材料具有放热的性能，由呈纤维或颗粒形式的耐火填充材料、粘结剂以及任选地从由易被氧化的金属和可以氧化所述金属的氧化剂中选择的装模料构成。此外，为了改进放热耐火材料组分的敏度，通常还含有无机氟助熔剂。英国专利Nos.GB 627678，774491，889484及939541中公开了含有无机氟化物的发热耐火材料的成份。

此外，在由国际公报号为WO 94/23865公开的PCT申请中公开了一种用于金属铸模的成份，其中包括含有氧化铝的空心微型球，其中氧化铝的含量按重量百分比计至少为40％。

在整个世界范围内所消耗的绝大多数套圈都是采用真空成型及湿态成型制造的，接着在高温下进行干燥及树脂的聚合，例如西班牙专利No ES-8403346中所提到的。这类制造方法的标准过程包括以下步骤：

-使由制造套圈时采用的材料，例如硅铝酸盐纤维，铝，氧化铁及酚醛树脂形成的混合物，或者由硅质砂，铝熔析渣，纤维素，铝和酚醛树脂形成的混和物悬浮在水中；

-利用真空通过外模和内模对所述含水悬浮液进行抽吸；以及

-将生的或湿的套圈脱模，置于一托盘上，然后将该托盘放入烘箱中于200℃左右保温2-4小时，最后使之冷却。

有时，会看不到纤维状的硅铝酸盐坯料，因为原来采用硅铝酸盐材料的部分可能已被由所述硅铝酸盐材料制成的空心微型球所取代，其目的是为了减少所需产品的数量并降低最终产品的成本。这种微型球则被用作填充成份。

该过程可制得隔热或放热的套圈，但是它存在许多缺点，其中包括：

-不能获得外形尺寸足够精确的套圈，这是因为通过模具对混合物进行的抽吸可以使套圈的内表面(与模具接触的表面)具有良好精度，但是另一面则不能达到很好的精度。这种不精确使得套圈的外部轮廓在尺寸上与溢料通道的内腔不符，在其安装和装配上经常造成很大困难。即使采用双模，由于随后在湿态条件下的操作，也很难保证其尺寸不变。在这种意义上，已开发出了一些将套圈置于其外壳中的技术，例如德国专利N^o DE P 2923 393.0中所公开的那样；

-它需要长的生产时间；

-在混合物的均匀化方面有一定的难度；

-不能快速改变配方；

-在制造过程中存在一定的危险性，以及残留的水会造成污染；以及

-所采用的纤维形式的材料会对操作者造成过敏性病症，例如骚痒，使皮肤和肌肉发炎等。

制造套圈的另一种方法是将型砂、放热材料及一种特殊类型的树脂混合，例如将硅酸钠与碱性或可溶可熔酚醛树脂混合，然后，对所得混合物进行手工造型或喷砂造型。利用所述方法，可获得在内部及外部均具有高尺寸精度的部件，这些部件具有放热特性，但绝不具有隔热性能。尽管这种方法比较简单，但这种湿式装置的应用具有极大的局限性，因为，一方面，它不能获得具有隔热特性的套圈，另一方面，所得到的套圈具有极强的吸湿性。

最后，申请WO 94/23865公开了一种基于硅酸铝空心微型球的可进行喷砂造型的组分，尽管要求该组分的氧化铝含量超过40^a，这使得所述组分的很大一部分在生产中是无用的，因为作为工业产品制造的硅酸铝空心微型球的一个非常重要的部分具有低于40％重量百分比的氧化铝浓度。

可以看出，目前存在着一种用湿法和真空成型制造套圈的方法，这种方法可使套圈具有隔热或放热特性，然而，其尺寸精度差，并存在一系列的缺点，另一方面，还存在着一种较为简单的套圈制造方法，它采用干法及手工或喷砂造型，然而，这种方法只能使套圈具有放热性能而没有隔热性能，但其尺寸精度较高。

因此，非常需要具有隔热或放热性质的套圈及其它补缩冒口和供料零件，它们应当具有高的尺寸精度，并可用一种简单的方法进行制造，这种方法可克服前面所指出的已知方法所存在的缺点。本发明针对所述问题提供了一种解决方案，它包括在用于生产铸模的所述套圈及补缩冒口和供料零件的具有适当组分的配方中，采用一种耐火材料，例如硅酸铝，该材料呈空心微型球的形式，其中氧化铝的含量按重量百分比计低于38％。

因而，本发明的一个目的是在完全没有纤维状的隔热耐火材料或放热耐火材料的组分的配方中采用硅酸铝空心微型球，其氧化铝的含量按重量百分比计低于38％，这种配方适合于制造隔热或放热的铸模用套圈及其它补缩冒口和供料零件。

本发明的另一个目的是提供一种用于制造铸模用套圈及其它补缩冒口和供料零件的合适配方，该配方中含有氧化铝含量低于38％重量百分比的硅酸铝空心微型球，粘结剂及可选择的填充材料。由上述配方制造的隔热或放热的套圈及其它补缩冒口和供料零件及其制造方法构成本发明的另一个目的。

另一方面，球墨铸造方面的工业经验表明，在硅含量等于或超过2.8％，厚度超过20mm，并且湿型砂中的氟含量超过300ppm(百万分之几)的部件中，所发生的反应将在部件中造成略呈白色的孔隙，这会使它们不能使用。

氟所造成的部件的报废可能起因于膨润土、水或砂子，但主要起因于为获得放热套圈而在组分中所用的氟化物衍生物，因此，如果广泛采用所述的套圈，湿砂***的氟含量有可能达到不理想的极限。

因此，十分希望用于球墨铸造的套圈及其它适宜的放热零件不含氟，或者使氟成分大大降低。本发明针对所述问题提供了一个解决方案，它包括在制造适于球墨铸造的套圈、放热的补缩冒口及供料零件时采用一个嵌入件，该嵌入件的成份包括无机氟助熔剂，它固定在所述套圈及零件的一个区上。

因而，本发明的一个附加目的是提供一种用于制造适宜于球墨铸造的套圈、放热的补缩冒口及供料零件的方法，它包括嵌入件的制造和安装，该嵌入件是通过在已有的成份中，也就是在由氧化铝含量低于38％重量百分比的硅酸铝空心微型球，粘结剂及可选择的填充材料制成的所述套圈或零件的组分中，加入无机氟助熔剂而制成的。

为了实现上述目的，本发明提供了一种适宜于通过吹喷造型和冷模固化来制造铸模用隔热或放热套圈及其它补缩冒口和供料零件的配方，其特征在于，所述配方包括：(i)氧化铝含量按重量百分比计低于38％的硅酸铝空心微型球，(ii)冷模固化粘结剂；及任选的(iii)呈非纤维状的填充料。

本发明还提供了一种制造适于球墨铸造的铸模用放热的套圈或补缩冒口及供料零件的方法，包括以下步骤：-将一个嵌入件***铸模中，该嵌入件由包括可氧化的金属，氧化剂和无机氟助熔剂以及可选择地加入的用于淡化或调节放热性的硅酸铝空心微型球或其它适当元素的混合物构成，嵌入件的重量为套圈或补缩冒口及供料零件总重量的5-20％，此嵌入件起着放热反应的引发器的作用；以及-将氧化铝含量在20至38wt％之间的硅酸铝空心微型球、可氧化的金属和氧化剂的混合物与粘结剂一起喷射入铸模中，在该操作中，嵌入件被部分地埋设到套圈或零件的材料中。

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明，其中：

图1表示金属部件的铸造以及该方法的主要组成部件的一个实际的实施例。如可以看出的那样，该图示出了工件(1)的传统铸造方法的一个实际且典型的例子，在该铸造方法中，采用了上套圈(2)和横向套圈(3)，浇口(4)和过滤器(5)。当部件(1)冷却时，它会收缩并从套圈(2)和(3)吸收金属。为了允许所述材料流向工件，套圈必须装有处于液相的所述铸造材料，这是因为，否则它就不能在工件冷却时向工件提供所需的材料。

图2是表示基于不同的套圈厚度的金属冷却曲线的视图，它表明，一般说来，对于相同的溢料通道直径，如果套圈的厚度增加，则金属的凝固时间就增加。在所述图中比较突出的是下部的曲线(最靠近横轴的曲线)，它代表不采用套圈时的冷却曲线，并表明材料冷却得有多么快。上边的曲线示出了采用较厚的套圈时所获得的冷却曲线，它表明套圈的厚度越厚，冷却得越慢。

图3表示适用于球墨铸造的放热套圈的一个实施例，在其底部安装有一个含有无机氟助熔剂的嵌入件。

本发明提供了一种用于生产铸模用套圈及其它补缩冒口和供料零件的合适的配方，其中所述零件既隔热又放热，该配方包括氧化铝含量按重量百分比计低于38％最好为20至38wt％的硅酸铝空心微型球，粘结剂及呈非纤维状的任选的填充材料，这些材料选自由可氧化的金属，氧化剂及无机氟助熔剂组成的组中。所述配方中完全没有呈纤维状的耐火材料。

在本发明中可以采用的硅酸铝空心微型球(Al₂O₃·SiO₂)，其氧化铝含量按重量百分比计低于38％，最好为20至38wt％，其颗粒直径可达3mm并可具有任意的壁厚。但是，在本发明的一个优选实施例中，所采用的硅酸铝空心微型球的平均直径小于1mm，其壁厚约为其颗粒直径的10％。

本发明中所采用的氧化铝含量低于38％重量百分比的硅酸铝空心微型球可从市场上买到。

用于铸造铸模用隔热或放热套圈及其它补缩冒口和供料零件的合适配方的取得主要依赖于空心微型球的密度。因此，空心微型球的密度越低，所获得的套圈的隔热能力越强，而微型球密度越高，隔热能力越低。选择空心微型球的另一个重要因素是它们的比表面积，这是因为比表面积越小，粘结剂(树脂)的消耗越少，从而套圈及补缩冒口和供料零件的总制造成本越低，并且放出的气体越少。

任何种类的固态的和液态的树脂均可用作粘结剂，在将配料吹入或浇铸到热模，冷模中之后，或者通过自固化，粘结剂与适当的催化剂聚合。例如，对于冷模固化，可采用被胺(气体)活化的苯酚-氨基甲酸乙酯树脂，由SO₂(气体)活化的环氧-丙烯酸树脂，由CO₂或甲酸甲酯(气体)活化的碱性酚醛树脂，由CO₂活化的硅酸钠树脂。对于热模固化，可采用由适当的催化剂活化的呋喃树脂，酚醛树脂和可溶可熔酚醛树脂。在自固化技术中(手工填充阳模)，可采用由起催化剂作用的酯类活化的硅酸盐树脂(例如，硅酸钠)，由氨基甲酸乙酯活化的醇酸树脂，由酸性催化剂活化的呋喃或酚醛树脂，由酯类活化的酚醛-碱性树脂，由氨基甲酸乙酯活化的酚醛树脂，以及由金属氧化物活化的磷酸酯树脂。根据本发明，尽管所有上述粘结剂均适用于制造放热或隔热的套圈及补缩冒口和供料零件，但实际的试验表明，从成本，阻力，机械性能和尺寸精度等方面考虑，推荐使用由胺(气体)活化的苯酚-氨基甲酸乙酯树脂和用SO₂(气体)活化的环氧-丙烯酸树脂。

由本发明所提供的配方可含有任选的非纤维状填充物，这些填充物选自由可氧化的金属，氧化剂及无机氟助熔剂构成的组中。

作为可氧化的金属，可采用铝，镁及硅，最好采用铝。作为氧化剂，可采用碱金属或碱土金属的盐类，例如，它们的硝酸盐，氯酸盐，碱金属和碱土金属的高锰酸盐及金属氧化物，例如，铁和镁的氧化物，最好是铁的氧化物。作为无机氟助熔剂，可采用冰晶石(NA₃AlF₆)，铝和钾的四氟化物，以及铝和钾的六氟化物，最好采用冰晶石。

本发明所提供的一个典型组分包括硅酸铝空心微型球，其氧化铝含量按重量百分比计在20至38wt％之间；铝，铁的氧化物及冰晶石。在这种情况下，当向铸模中浇入铸造金属例如钢时，会发生放热反应，由此使铝发生氧化，生成额外的氧化铝，加到了已经含在硅酸铝空心微型球内的氧化铝中，从而增强了套圈及所有其它补缩冒口和供料零件的耐火性能。这样，就可以采用具有低氧化铝含量(重量百分比低于38wt％)的硅酸铝空心微型球，这与现有技术推荐的(重量百分比超过40wt％，WO94/23865)不同，它在此之前从未被用作在生产套圈及其它补缩冒口和供料零件中的耐火化合物，因为它们的氧化铝含量低。此外，所述低氧化铝含量的微型球比氧化铝含量较高的微型球价格便宜，因此采用它具有双重意义：可采用主要来源于热电站的副产品，并可降低套圈及其它补缩冒口和供料零件的制造成本。

本发明所提供的配方适宜于制造铸模用的套圈及补缩冒口和其它供料零件，它们是隔热的或放热的。一种适宜于制造套圈和放热零件的典型配方如配方〔I〕所示。

                     配方〔I〕(放热的)

成份                               ％重量

硅酸铝空心微型球

(氧化铝含量为20-38wt％)             10-90％

铝(粉末或颗粒)                      7-40％

粘结剂                              1-10％

此外，任选地，配方〔I〕可包含高达5％重量百分比的无机氟助熔剂，例如冰晶石，和高达10％重量百分比的氧化剂，例如铁的氧化物或高锰酸钾。

一种适宜于制造套圈和隔热补缩冒口及供料零件的典型配方如配方〔II〕所示。

                    配方〔II〕(隔热的)

成份                               ％重量

硅酸铝空心微型球

(氧化铝含量为20-38wt％)             85-99％

铝(颗粒)                            0-10％

粘结剂                                    1-10％

由本发明提供的配方可很容易地制备，只要将其各成份混合直到完全均匀为止。

本发明所提供的套圈及补缩冒口和供料零件可通过对由本发明提供的配方进行喷砂造型而自动地生产，也可借助于自固化造型技术(手工造型)制造套圈及其它零件，在这些情况下，对于小批量生产则没有必要在工具上进行投资。

本发明还提供了一种制造铸模用隔热的或放热的套圈及补缩冒口和供料零件的方法，该方法利用前述本发明的配方之一作为坯料，并包括通过手工或在传统的喷砂机中喷砂而对所述配方进行造型，通过加入适当的催化剂聚合所用的树脂，以及在一个很短的时间内，通常约几秒钟获得套圈。利用这种方法所得到的尺寸精度比用其它传统的成型方法所得到的精度高得多，可以认为所述套圈及零件的精度十分高，因此在制成后不必采用手工或自动方式进行额外地处理就可以很容易地与铸模配合。

本发明的方法包括对其中耐火材料(硅酸铝)具有空心微型球的形状而不是纤维结构并且可以加入任何类型的树脂的配方进行造型。使用非纤维状的固体材料可以获得外表干燥的均匀混合物，这允许在很短的时间内通过喷砂造型获得内、外尺寸均优良的部件。

这一方法允许在各种情况下采用适当的配方生产用于铸模的放热的或隔热的套圈以及补缩冒口和供应零件，只要改变微型球的密度即可，微型球的密度越低，所得到的产品的隔热能力越强。此方法也允许采用具有小的比表面积的微型球，利用这种微型球可减少粘结剂的消耗，并因此降低套圈的生产成本。

当希望生产具有大直径的套圈或在低铸造温度下用于(铝)的金属模铸的套圈时，必须优先考虑套圈的隔热能力。相反，当需要生产小直径的套圈或用于高铸造温度的金属的套圈时，则优先考虑套圈的放热能力。

本方法的一个优点是，它允许采用任何类型的树脂，而不是仅采用某些特定类型的树脂。本方法的另一个重要的优点是，由于所得到的套圈的外部及内部形状都十分精确，使将其置入溢料通道中的操作变得极为简单。本方法的另外一个优点在于，与传统的用纤维和湿法生产的方式相比，本方法可以更快速且经济的方式获得隔热或放热的套圈。

本发明所提供的由喷砂造型法制成的套圈及补缩冒口和供应零件由氧化铝的含量低于38％重量百分比，最好在20至38wt％之间的硅酸铝空心微型球，粘结剂以及其它任选的非纤维状的填充料构成。一般说来，所述套圈具有很好的尺寸精度，因此，在生产之后，可以很容易地与铸模结合，不必进行手工或自动化的额外处理。

在本发明的另一个方面，开发了适于球墨铸造的套圈及放热的补缩冒口和供料零件，这种可称作“专门设计”的套圈和元件可以含有和由本发明提供的配方分开的极少量的氟，尽管它不含无机氟助熔剂，但它适于生产所述的套圈或元件。为此，我们分出一种以氧化铝含量低于38％重量百分比，最好在20至38％重量百分比之间的硅酸铝空心微型球为基础的混合物，内含如前所述任选的从可氧化的金属及氧化剂中选出的填充材料，将该混合物与经选择的粘结剂树脂一起吹入将要形成所述套圈或零件的铸模中。对这种混合物进行喷砂造型操作是为了在有关套圈或零件的底部或在它们的一个合适的区域上加上一个嵌入件，该嵌入件的组分中含有无机氟助熔剂，它在不含无机氟助熔剂的混合物的喷砂造型之前便已***到铸模中。所述嵌入件起着放热反应的点火剂或引发剂的作用。利用粘结剂或高压造型制造的嵌入件是由可氧化的金属，氧化剂及无机氟助熔剂的混合物构成的，这种混合物通常任选地与硅酸铝空心微型球或其它用于淡化或调整放热性能的适当元素一起用于生产前面所述的套圈及其它补缩冒口及供应零件。

在一个特定的优选实施例中，所述嵌入件由铁的氧化物和水晶石以及任选的放热性淡化剂的铝基混合物制成。

嵌入件相对于所述套圈或零件的重量比在5至20％之间。

在所设计的套圈及放热零件中，放热反应由铸造金属与嵌入件的接触开始，并且很快地和/或以一种可控制的方式扩展到套圈或零件的其它部分。但是，由所述反应所分解出的氟很少，这是因为它仅来自于放热反应的引发剂。当采用所述嵌入件时，氟的成份大约低5倍左右〔见例2〕。

图3示出了适宜于球墨铸造的放热套圈(6)，它由氧化铝含量按重量百分比计在20-38％的硅酸铝空心微型球，可氧化的金属及氧化剂的混合物构成，它包含一嵌入件(7)，它是以可氧化的金属、氧化剂和无机氟助熔剂为基础的放热反应的引发剂。

因而，在本发明的一个具体实施例中，提供了一种用于生产适合于球墨铸造的铸模用放热的套圈或补缩冒口及供料零件的方法，它包括以下步骤：

-将一个嵌入件***铸模中，该嵌入件由一种混合物构成，该混合物又由可氧化的金属、氧化剂及无机氟助熔剂以及选择性地加入的硅酸铝空心微型球或其它淡化或调节放热性的元素制成，其重量约为整个套圈或零件总重量的5至20％，该嵌入件用作放热反应的引发剂；以及

-将由氧化铝含量低于38％重量百分比，最好在20至38wt％之间的硅酸铝空心微型球，可氧化的金属和氧化剂组成的混合物与粘结剂一起喷入铸模中。在这个喷砂造型操作中，作为放热反应的引发剂的嵌入件部分地嵌入所述套圈中。

接着，使粘结剂树脂固化，并将用传统方法形成的部件取出。

                              例1

                          套圈的制造

利用下述组分制备放热套圈和隔热套圈

1.放热混合物的固体

成份                              ％重量

-硅酸铝空心微型球^a)

(氧化铝含量：20-38％重量百分比)    55％

-铝^b)(金属粉末)                   16％

-铝^c)(金属粉末)                   17％

-氧化铁^d)                         7％

-冰晶石^e)                                  5％

^a)：SG extendospheres(P.Q.公司)，油的吸附量(每100g)：57.5；密度：0.4g/ml；

^b)：间距：＜200；纯度：99％Al；

^c)：颗粒度：≤1m；纯度：96-99％Al；

^d)：Fe₂O₃；颗粒度：＜150μm；以及

^e)颗粒度：≤63μm；纯度：99％。

                      2.隔热混合物的固体

成份                                       ％重量

-硅酸铝空心微型球^a)

(氧化铝含量：20-38％重量百分比)              95％

-铝^c)(金属粉末)                             5％

^a)：SG extendospheres(P.Q.公司)，

    油的吸附量(每100g)：57.5；密度：0.4g/ml；以及

^c)：颗粒度：≤1m；纯度：96-99％Al；

                     粘结剂

在上述两种情况下均采用Isocure 323苯酚甲酸乙酯树脂(Ashland)及Isocure 623(Ashland)的混合物，由二甲基乙胺(Isocure 702 Ashland)基催化剂活化，其配比为：

-100kg放热混合物的固体；

-3kg Isocure 323；

-3kg Isocure 623；及

-0.1kg Isocure 702。

在一个带有叶轮的混料机中混合制成不同成份的混合物，并用Roperwork枪以6kg/cm²的喷砂压力喷到一个阳金属模上。一旦阳模被填满，通以催化剂(气体)，使成形的混合物硬化，在45秒钟之内便已变成套圈。然后，将其脱模，由此套圈便已备好待用。

这样制得的套圈的刮痕硬度及抗拉强度特性概括在下表中：

                           TS          HS

  刚出模时                 85        73

  1小时后                  94        78

  48小时后                 104       73

  1小时空气48小时

  100％相对湿度            41        68

其中：

-SH是刮痕硬度

试验机：DIETER DETROIT No.674

-TS是抗拉强度，

拉伸值单位kg，相对于横截面面积3.5cm²的样品而言。

为了研究所获得的套圈的效果，在进行标准的造型和铸造之后，铸造一个边长为97mm的模制钢立方体。

立方体的液体和凝固收缩由直径为50mm、高为70mm的用上述方式获得的圆柱形套圈供料。该套圈设有一个由与套圈相同的材料制成的顶盖，从而不必使用放热的覆盖材料。

该立方体具有一个1.6cm的凝固模数(M)，并且为了对其进行补缩，需要一个模数超过1.6cm的补缩冒口。

所采用的套圈的几何模数(Mm)为0.95cm，也就是说低1.7倍。由于拉伸未到达立方体，因此可以说，在工作条件下，套圈的模量延伸系数(FEM)为 $\mathrm{FEM}=\frac{M}{\mathrm{mm}}=1.7$

就是说，和利用湿法采用纤维制造的套圈的FEM相近。

                    例2

        带有嵌入件的放热套圈的制造

通过粘结或加压制备一个重8g、形状为平截头锥体形的嵌入件，其尺寸为20mm(θ)×30mm(h)×10mm(θ)，采用如下组分：

   成份                                     ％重量

  雾化铝粉                                    73

  氧化铁                                      16

  冰晶石                                      11

将嵌入件置于一个阳模上方的选定壳体内，该阳模用于通过喷砂造型制造放热套圈，喷砂造型所用的固体混合物的配方为：

   成份                                     ％重量

  硅酸铝空心微型球

  (氧化铝含量低于38％重量百分比)              60

  雾化铝粉                                    33

  氧化铁                                      7

该固体混合物与由3％重量的Isocure 323(Ashland)和3％重量的Isocure 623(Ashland)组成的混合物制成团块。在喷射到阳模上之后，通以Isocure 702(Ashland)气体，由于气体的作用，使该混合物固化。

最终，获得一个总重量为113g的套圈，它具有一个重量为8g的嵌入件，该嵌入件起着引发器的作用，同时可避免在基体套圈内采用冰晶石(氟含量按重量百分比计为55％)或使其用量降低到最低限度，其目的是尽可能少量地使氟进入型砂***中，部件将用所述套圈在该型砂***中铸造。

1.基体套圈的重量：105g

呈冰晶石形式的氟成分：0g

2.嵌入件的重量：8g

氟的重量：8×0.11×0.55：0.48g

套圈内氟的总量：0.48g

但是，在根据例1所公开的方法制得的放热套圈中，氟含量为2.585g，也就是说，大约大了5.4倍，这时在湿型砂***中的氟含量将显著增加。

Claims (19)

1.一种适宜于通过吹喷造型和冷模固化来制造铸模用隔热或放热套圈及其它补缩冒口和供料零件的配方，其特征在于，所述配方包括：

(i)氧化铝含量按重量百分比计低于38％的硅酸铝空心微型球，

(ii)冷模固化粘结剂；及任选的

(iii)呈非纤维状的填充料。

2.如权利要求1所述的配方，其中，所述硅酸铝空心微型球的氧化铝含量按重量百分比计在20至38％之间。

3.如权利要求1所述的配方，其中，所述硅酸铝空心微型球的颗粒直径高达3mm。

4.如权利要求1所述的配方，其中，所述冷模固化粘结剂是一种从下述组中选择出来的树脂，该组包括：

由胺活化的苯酚-氨基甲酸乙酯树脂，由SO₂活化的环氧-丙烯酸树脂，由CO₂或甲酸甲酯活化的碱性酚醛树脂或由CO₂活化的硅酸钾树脂。

5.如权利要求1所述的配方，其中，所述非纤维状填充料从由可氧化的金属、氧化剂和无机氟助熔剂构成的材料组中选择。

6.如权利要求5所述的配方，其中，所述可氧化的金属从由铝、镁和硅构成的材料组中选择。

7.如权利要求5所述的配方，其中，所述氧化剂从由碱金属或碱土金属的盐类及氧化物构成的材料组中选择。

8.如权利要求7所述的配方，其中，所述氧化剂由铁和镁的氧化物中选择。

9.如权利要求5所述的配方，其中，所述无机氟助熔剂从由冰晶石(Na₃AlF₆)，四氟化铝和四氟化钾和六氟化铝和六氟化钾构成的材料组中选择。

10.如权利要求1所述的配方，它包括：

     成份                           ％重量

    硅酸铝空心微型球

    (氧化铝含量在20-38wt％之间)     10-90％

    铝(粉末或颗粒)                  7-40％

    粘结剂                          1-10％

11.如权利要求10所述的配方，其中还包括重量百分比高达5％的无机氟助熔剂及重量百分比高达10％的氧化剂。

12.如权利要求1所述的配方，包括：

     成份                           ％重量

    硅酸铝空心微型球

    (氧化铝含量为20-38wt％)         85-90％

    铝(颗粒)                        0-10％

    粘结剂                          1-10％

13.一种制造用于铸模的套圈及其它补缩冒口和供料零件的方法，包括按权利要求1至12之一所述的配方进行手工或喷砂造型，以与用作粘结剂的树脂聚合。

14.一种用于铸模的套圈，它由如权利要求1至12中任何一项所述的配方构成。

15.一种制造适于球墨铸造的铸模用放热的套圈或补缩冒口及供料零件的方法，包括以下步骤：

-将一个嵌入件***铸模中，该嵌入件由包括可氧化的金属，氧化剂和无机氟助熔剂以及可选择地加入的用于淡化或调节放热性的硅酸铝空心微型球或其它适当元素的混合物构成，嵌入件的重量为套圈或补缩冒口及供料零件总重量的5-20％，此嵌入件起着放热反应的引发器的作用；以及

-将氧化铝含量在20至38wt％之间的硅酸铝空心微型球、可氧化的金属和氧化剂的混合物与粘结剂一起喷射入铸模中，在该操作中，嵌入件被部分地埋设到套圈或零件的材料中。

16.如权利要求15所述的方法，其中，所述可氧化的金属选自由铝、镁或硅构成的材料组中。

17.如权利要求15所述的方法，在该方法中，所述氧化剂选自由碱金属或碱土金属的盐类，金属氧化物，最好是氧化铁和氧化镁构成的材料组中。

18.如权利要求15所述的方法，其中，所述无机的氟助熔剂选自由冰晶石(Na₃AlF₆)及四氟化铝和四氟化钾构成的材料组。

19.如权利要求15所述的方法，其中，所述粘结剂选自由热模固化树脂、冷模固化树脂及自固化树脂构成的材料组。

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