清华大学熔模铸造技术专题培训1

（2） ρ粉 —涂料中粉料的真实密度（g/cm3） （3） ρ液 —涂料中粘结剂的密度（g/cm3） （4） ρ涂 —涂料的密度（g/cm3） 2. ρ粉 × ρ液（n+1） ρ涂 = ———————————— ρ粉+n ρ液 ...... （2）
3.
ρ涂 × ρ粉 ρ液 = ———————————— ρ粉（n +1）n 涂 ...... （3）
910
9-10
失水后经溶 胶冻胶、凝 胶三阶段后 胶凝
致密度高
常温：2-4 高温：7-12 残留：5-6
63
2.4
极小
精铸用铝硅系耐火料类别
铝硅系耐火料（Al2O3– SiO2）
1.石英（ SiO2 ≥98%）＞1713℃/（熔融）
熔融石英：
（1）透明：石英玻璃、水晶石（ SiO2 ≥99% ） （2）不透明：优质石英砂制 （SiO2 ≥99%）
石英石
熔融石英
耐火粘土
Al2O3 ‘ 2SiO2 ‘H2O
高岭石
Al2O3 ‘ 2SiO2 ‘ H2O
铝矾土
Al2O3 ‘ H2O
电熔刚玉
α － Al2O3
SiO2
SiO2
熔点
耐火 度 膨胀 系数
℃
℃ ×10-7 (/ ℃) (0~1200 ℃) g/cm3 莫氏 W/M2-K
2350
>2000 46
4. ρ粉 n ρ涂 × ρ液 = ———————————— nρ液-ρ涂+ρ液 ……（4）
公成（2）、（3）、（4）均由公式（1）推导而出。 G= S × δ /10 × ρ涂 (g) …… （5）
6. δ=
G ———————— S× ρ涂
× 10 (mm) ……
(6)
式中： G—图片上（60×60×2mm） 涂料层的平均质（重）量（g） S—图片总面积（76.8cm3）。 δ —图片上涂料层的平均厚度（mm）
刚玉+ 莫来石
刚玉质
/
>171 3
15001750
2000-2400
涂料工艺性能间的关系公式
1.
ρ粉 /ρ液 × ρ涂 － ρ粉 n = ———————————— ...... （1）式中： ρ粉 － ρ涂
（1）n —粉液比。涂料中粉料质（重）量W粉与粘结剂质量W液质（重）量之比
n= W粉 ——— ×100% W液
硅溶胶型壳 （低温蜡） 硅溶胶型壳 （中温蜡）
铸件表面质量评 价 铸件表面粗糙度 铸件对精度 型壳材料成本 制壳总成本 制壳生产周期
高 3.2～6.3 4～6 4.0 7.0 ≥63 各钢种及有 色金属铸件
最高 1.6～3.2 3～5 5.0 10 ≥63 各钢种及有 色金属铸件
CT 元/kg 元/kg 小时
≥10～100
8～10 40～60 30～50 较 好 较严重
0.05～30
5～8 30～50 40～60 好 较低
0.01～10
3～5 20～40 50～70 最 好 低
对人，环境危害污染程度
精铸四种型壳工艺的对比
序 号 项 内 目 容 单 位 水玻璃型壳 表面质量、尺 寸精度、附加 值较低的小、 中、大，特大 碳钢、低合金 钢及有色铸件 制壳工艺方案 复合型壳 表面质量要求 较高，尺寸精 度、附加值要 求不太高的中、 大、特大里， 高、低合金钢 及碳钢铸件、 有色铸件 阀门、水泵、 工程机械、冶 金、汽车、建 筑业、五金等 大中型铸件 （碳钢、不锈 钢、艺术钢铸 件等） 硅溶胶型壳 （低温蜡） 表面质量、尺 寸精度、附加 值要求均较高 的小、中、大 件高、低合金 钢铸件 硅溶胶型壳（中 温蜡） 表面质量、尺寸 精度、附加值等 要求高的特小、 小件各类合金铸 件，尤其是结构 复杂，薄壁的小 件 工业缝纫机零件， 五金仪表，打针 机，医疗机械， 无余量叶轮、航 天航空等精密复 杂结构的小件
4. 电熔刚玉： (Al2O3≥98.5%)
（1）白刚玉： (2000-2400 ℃熔融) （2）棕刚玉： (Al2O3≥95%)
精铸四种型壳工艺的对比
序 号 1 2 3 4 5 6 7 项 内 容 目 单位 级
Ra (um)
制壳工艺方案 水玻璃型壳 较低 12.5～25 6～8 1.0 2.0 ≥14 碳钢、低合金钢、 铸铁及铜、铝等 有色件 复合型壳 较高 6.3～12.5 5～7 3.0 4.0 ≥25 各钢种及有 色金属铸件
3.1～3.5
4.0 9 5.276 （1200℃）
6-7
～5
0.558 2.094 （2000 （15001400 ℃ ） ℃）
化学性质 主要化学成分 %
弱酸性
ZrO2
酸性
SiO
酸性
SiO ≥99
酸性
Al O
弱酸性
Al O
弱酸性
Al O
Байду номын сангаас
中性
Al2O3
名称 项目 杂 质 含 量 单位 Fe2O3 CaO+MgO % %
14
适宜生产铸件 的类别及特点
15
生产铸件实例
取代砂铸、锻 造件的阀门、 水泵工程机械、 体育、五金重 型汽车等中小 型铸件
中小阀门、五 金机械、食品 化工，水泵、 叶轮导流壳体， 铁路机车等中 小型机械配件
精铸常用耐火料性能汇总
名称
项目 单位 分子式
ZrO2 ‘ SiO2 (ZrSiO4 )
锆英石
2.粘土质耐火料（Al2O3 25-48%耐火度 t ＞1580℃） (1) 软质粘土 (Al2O3 25-32%): 耐火粘土(老):生料或轻烧料 (800-900 ℃) (2) 硬质粘土 (Al2O3 35-48%)(1250~1350 ℃煅烧 ): 高岭石 (熟料): 高岭石(高岭石含量≥95%)、煤矸 石、焦宝石、上店土、莫来卡特( Molochite 英国)、 雷马斯(Remasil 美国)
Na2O≤0.6 180% 水铝石
石英
石英
矿物组成
高岭石+ 少量石英
高岭石+ 少量石英 +水铝石 莫来石+ 少量石英 +玻璃相 1250～ 1350
物相组成
煅烧温度 ℃
ZrSiO4+ 低温蜡 非晶型 SiO2 型β石英 SiO2熔 （常温F） 体 /
玻璃相 +少量石 英 生料或轻 烧 （800900）
精密铸造制壳工艺专题讲座
授课人：籍君豪 内容：制壳工艺 地点：清华大学 时间：2017-6-24
水玻璃与硅溶胶粘结剂对比
项目 溶液性质 胶凝方法 硅凝胶致 密度 型壳强度 (M Pa) 型壳 周期 (时) 成本 元 /kg 形态 名称 胶体 含量 Na2O % 密度 (g/cm 3) 粘度 PH 对健 康及 环境 影响
3. 高铝质耐火料(铝矾土熟料) (Al2O345-90%)(15001750℃煅烧)
特等 ： 刚玉质（Al2O3 ＞90%） 一等 ： 刚玉—莫来石质（ Al2O3 ：80-90% ） 二等甲： 莫来石—刚玉质（ Al2O3 ：70-80% ） 二等乙： 莫来石质（ Al2O3 ：60-70% ） 三等 ：低莫来石质（ Al2O3 ：48-60% ）
水 玻 璃
以硅 酸盐 离子 为主 亚胶 体粒 子为 辅 典型 的胶 体溶 液
1420
≥8.2
1.37 ～ 1.40
22-
1113
与酸、酸性 氧化物、酸 性盐反应胶 凝
有孔隙、 网络状含 有盐、致 密度低
常温：2-3 高温：1-1.5 残留：1-2
14
0.7
严重
硅 溶 胶
100
≤0.5
1.20 ～ 1.22
锆英石 ≤0.1 0.050.1 0.050.1 ZrO2 固 溶体及石 英
石英石 ≤0.1 ≤1.0
熔融石 英 ≤0.05 ≤0.5 ≤0.1
耐火粘土 1.0-4.0 1.0-3.0
高岭石 0.6-1.2 ＜0.7 ＜0.3
铝矾土 1-2 ≤1.0 ≤0.7 水铝石 +高岭石
电熔刚玉 ≤0.1
Na2O+K2O %
适宜生产的铸件材质
精铸四种型壳工艺的对比
序 号 项 内 容 目 单位 水玻璃型壳 制壳工艺方案 复合型壳
硅溶胶型壳 （低温蜡） 硅溶胶型壳 （中温蜡）
8
9 10 11 12 13
最宜生产的铸件重
铸件平均废品率 铸件缺陷返修率 铸件一次合格率 铸件质量稳定性
kg
% % %
1～200
10-20 60-80 20-40 差 严重
1713
1680 123
1713
1700 5
1670~1 710
>1580
1750~1787
1700-1900 50
1800
≥1770 50-80
2030-2050
2000 86
真实 密度 硬度 转热 系数
4.54.9 7-8
2.6 7
2.02～2.18
2.6 1-2
2.62～2.65 ～5 1.549 （1200 ℃ ）