一种用多种材料复合制造铸造用树脂模的方法与流程

1.本发明涉及铸造模具技术领域，具体而言，涉及一种用多种材料复合制造铸造用树脂模的方法，使用多种材料复合制造铸造用树脂模的成型与控制工程，树脂模与母模对应尺寸精准，收缩率小，表面光洁度高，耐磨性好，抗冲击力强，使用寿命可达万件以上，确保在砂型铸造中不仅能精准成型，且满足长期批量生产。


背景技术：

2.树脂模型：是指在砂型铸造生产中用于在型砂中形成铸件形貌的模型，其制造材质根据零件结构可采用聚氨酯、蓝色胶衣树脂、环氧树脂等或其组合使用。
3.随着航天型号产品砂型铸造件产量的逐年递增，铸造生产所使用的木质模型与玻璃纤维模型，因使用年限较长，已经不能满足未来的生产需求，为解决模型的尺寸精度问题及提升模型在树脂砂生产中的耐磨性，开展了相关的技术研究与实验。形成了一种用多种材料复合制造铸造用树脂模的方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的是：是提升木质模型与玻璃纤维模型的尺寸精度及耐磨性，所研究出的一种用多种材料复合制造铸造用树脂模的方法。树脂模型的制作过程主要分为档案模的制作与树脂模型的制作两个部分完成。
5.本发明采用以下技术方案：一种用多种材料复合制造铸造用树脂模的方法，包括：
6.s1、将涂刷脱模剂的母模固定在成型框与成型模板上，将胶衣树脂与固化剂混制后涂刷多层于模型表面及成型框内壁面；
7.s2、待胶衣树脂硬化后，将石英砂与环氧树脂、固化剂的混合物覆盖于胶衣树脂之上，再将另一种目数石英砂与环氧树脂、固化剂的混合物混合后填充于整个成型框，达到硬化时间后，取出母模，对档案模表面修整成型，以完成档案模的制作；
8.s3、在档案模的工作表面首先涂刷脱模剂，然后涂刷胶衣树脂与固化剂的混合物，待胶衣树脂硬化后，再使用环氧树脂与固化剂的混合物进行刷涂，两次涂刷过程中前一次的固化剂在混合物中的比例要低于后一次固化剂在混合物中的比例；
9.s4、将纤维增强树脂与固化剂混合后，贴敷于环氧树脂层之上，等待增强纤维树脂硬化后，涂刷聚氨酯与固化剂的混合液3-5mm,使纤维增强树脂层完全封闭，待完全硬化后，取出树脂模型，最终完成树脂模型的制作。
10.优选的，s1中胶衣树脂与固化剂的混制比例范围(90-100):(10-14),涂刷厚度0.5-1mm/层,不少于两层。
11.优选的，将涂刷脱模剂的母模固定在成型框与木制或玻璃材质制作的成型模板上，成型框的总高度应高于模型高度30-50mm。
12.优选的，s2中混合物中环氧树脂、固化剂的混合比例(90-100):(35-40),石英砂与混合物的比例为(10-20):1。
13.优选的，s2中覆盖于胶衣树脂之上的石英砂的目数为20-40目，填充于整个成型框的石英砂的目数为2-8目。
14.优选的，20-40目数石英砂与环氧树脂、固化剂的混合物覆盖于胶衣树脂之上的覆盖厚度5mm-10mm。
15.优选的，2-8目数石英砂与环氧树脂、固化剂的混合物填充于整个成型框，等待硬化16-24h，使用240目与400目的水砂纸对档案模表面进行修整成型，以完成档案模的制作。
16.优选的，在档案模的工作表面涂刷脱模剂，至少两遍后，将胶衣树脂与固化剂以(95-100):(12-14)的比例混制后，涂刷不少于2遍，层厚0.5-1mm。
17.优选的，s3中的硬化为胶衣树脂硬化至用手触按不粘手，且能清晰按出指纹为最佳时机，再使用环氧树脂、固化剂以(95-100):(35-40)比例混合后刷涂一遍。
18.优选的，将纤维增强树脂与固化剂按照(95-100)：(12-14)比例混合后，贴敷于环氧树脂层之上，贴敷厚度10-15mm。
19.优选的，等待纤维增强树脂硬化后，将聚氨酯与固化剂按照(95-100):(35-40)比例混合后,浇注或涂刷在硬化后的增强纤维树脂之上，保证厚度3-8mm，使纤维增强树脂层完全封闭。
20.本发明与现有技术相比的有益效果是：
21.本发明充分利用各种牌号树脂的特性优势，结合石英砂的强度与稳定性，形成了一套快速复制母模的一种方法，解决了传统木模与塑料模因不耐磨、不抗敲击、热变形等因素造成的尺寸不稳定的难题。
22.档案模可以精准记录母模尺寸形貌，性质稳定，表面光洁，可长期重复使用，操作方法非常简便，制作周期短，一般两日内即可完成档案模的制作。
23.利用此档案模制作的树脂模，模型收缩率小，几乎忽略不计，将尺寸一致性从传统模型的
±
0.5mm提升至到
±
0.1mm，模型的表面耐磨性好，抗冲击力强，兼具硬度和塑性，使用寿命可达万件以上，远优于传统的木模与塑料模，不仅适用于湿型砂造型使用，特别适用于树脂砂造型使用。
附图说明：
24.图1为实施本方法的模型及成型装置准备示意图；
25.图2为实施为本方法的刷涂脱模剂示意图；
26.图3为实施为本方法胶衣树脂涂刷示意图；
27.图4为实施为本方法填充石英砂混合物示意图；
28.图5为实施为本方法档案模示意图；
29.图6为实施为本方法档案模工作面示意图；
30.图7为实施为本方法树脂模型示意图。
具体实施方式
31.下面结合附图及实例对本发明做详细说明。本发明方法步骤具体包括：
32.1.档案模的制作：将涂刷了脱模剂的母模(木质或玻璃纤维模型)固定在成型框与成型模板后，将胶衣树脂与固化剂按重量比混制后涂刷多层于模型及成型框内壁面，待胶
衣树脂具有一定强度后，将一定目数石英砂与环氧树脂以一定的混合比例的混合物以一定的厚度覆盖于胶衣树脂之上，再将另一种目数石英砂与环氧树脂以一定比例混合后填充于整个成型框，达到硬化时间后，取出木质模型或玻璃纤维模型，最终使用适于树脂打磨的水砂纸对档案模表面修整成型，以完成档案模的制作。
33.2.树脂模的制作过程：在档案模的工作表面涂刷脱模剂后，将胶衣树脂与固化剂比例混制后，按照一定层厚涂刷多遍，待胶衣树脂具有一定强度后，再使用环氧树脂与固化剂以一定的比例混合后刷涂，将纤维增强树脂与固化剂以一定比例混合后，贴敷一定厚度于环氧树脂层之上，等待增强纤维树脂硬化后，将聚氨酯浇注、涂刷一定厚度在其之上若干层，使纤维增强树脂层完全封闭，待完全硬化后，取出树脂模型，最终完成树脂模型的制作。
34.档案模的制作步骤1：
35.如图1、2所示，将涂刷了qv5110脱模剂的木质模型或玻璃纤维模型固定在木制或玻璃材质制作的成型框与成型模板上，成型框的总高度应高于模型高度30-50mm；
36.档案模的制作步骤2：
37.如图3所示，将型号为sv410的白色胶衣树脂与型号为hy2404固化剂按100:14的比例混制后涂刷于母模、成型框和成型模板之间形成内壁面，涂刷厚度0.8mm/层，共2层；
38.档案模的制作步骤3：
39.如图4所示，将型号ly5288环氧树脂与型号为hy5288固化剂以100:40的重量比例混合制成粘结剂，再以1:15的重量比例混入20-40目的石英砂，搅拌均匀形成混合物，待步骤2所述白色胶衣树脂硬化至用手触压不粘手，不拉丝，且表面能按出清晰指纹为最佳时机，室温20
°
条件下，通常为30-45min，将混合物覆盖于白色胶衣树脂之上，覆盖厚度5mm-10mm；
40.档案模的制作步骤4：
41.将型号ly5288环氧树脂与型号为hy5288固化剂以100:40的重量比例混合制成粘结剂，再以1:15的重量比例混入2-8目的石英砂，搅拌均匀后填满步骤1所述成型框，硬化16-24h后，拆除母模和成型模板，形成表面为白色胶衣树脂，内部为石英砂材质的档案模。先后使用240目与400目的水砂纸对档案模表面进行精修打磨。至此，完成档案模的制作，如图5所示。
42.树脂模型的制作步骤1：
43.如图6所示，在档案模的工作表面涂刷型号为qv5110脱模剂，至少两遍，软布擦除刷痕；
44.树脂模型的制作步骤2：
45.将型号为sw404蓝色胶衣树脂与型号为hy2404固化剂以100:10的比例混制后，涂刷于档案模工作表面，涂刷2遍，每层厚约0.8mm；
46.树脂模型的制作步骤3：
47.待蓝色胶衣树脂硬化至用手触按不粘手，且在胶衣树脂上能按出清晰留下指纹为最佳时机，使用型号ly5288环氧树脂、型号为hy5288固化剂以100:40的比例混合后刷涂于蓝色胶衣树脂表面，均匀涂刷1遍；
48.树脂模型的制作步骤4：
49.将型号为epopaste400的纤维增强树脂与型号为400hardener固化剂按照100:14
的比例混合后，贴敷于环氧树脂层之上，贴敷厚度10-15mm，边敷边压实，等待增强纤维树脂硬化；
50.树脂模型的制作步骤5：
51.将型号为6065a/6070a/6075a/6080a的聚氨酯与型号为6065b/6070b/6075b/6080b的固化剂按照100:40的比例混合后浇注或连续涂刷，形成一定厚度3-8mm，使纤维增强树脂层完全封闭，待完全硬化后，取出树脂模型。至此，完成树脂模型的制作，如图7所示。
52.档案模可以精准记录母模尺寸形貌，利用该档案模制作的树脂模型尺寸精度可达
±
0.1mm，模型的表面耐磨性高，优于传统的木质模型与玻璃纤维模型，适用于湿型砂与树脂砂两种造型工艺使用。
53.本发明未详细说明部分属于本领域技术人员的公知常识。