精铸硅溶胶型壳工艺的改进

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硅溶胶型壳常见缺陷及防止措施

硅溶胶型壳常见缺陷及防止措施

硅溶胶型壳常见缺陷及防止措施1.型壳表面粗糙:特征产生原因防止措施型壳表面粗糙,不平度过大, 蜡模表表面面腐蚀过度.可能原因:1.浸洗时间过长;2.清洗过慢或中和不够;3.操作不正确.1.蜡模在蚀刻液中浸洗时间要尽量短,2.取出后应立即清洗干净或吹干;3.蜡模清洗操作要按规定进行.4.采用中性活性介面的去脂剂,辅以超音波清洗,可避免蜡模表面腐蚀过度. 面层涂料粉液比过低.可能原因:1.所控制的涂料粘度不合理;2.使用的原材料质量不好,如耐火粉料粒度分布过于集中等.1.确保面层涂料有足够的粉液比.即面层涂料粘度要合理;2.控制原材料的质量.涂料未能很好地涂挂在蜡模上.原因:1.蜡模清洗不好;2.面层涂料润湿性不好;3.蜡模上分型剂残留过多.为使涂料能很好地涂挂于模组上,需做到:1.确保蜡模组清洗好;2.面层涂料加入适量的优质且稳定的润湿剂;3.射蜡模应合理使用分型剂用量.涂好的面层涂料中有气泡等,原因:1.面层涂料太稠;2.上涂料的操作不当.防止上好的涂料中存在气泡,及蜡模凹角处未上好涂料.1.面层涂料浓度合适,不能太稠;2.对蜡模凹角处要用笔刷,或挂涂料后用压缩空气吹一下并回浆均匀;3.浸浆时要注意手势与方向,防止气泡产生;4.采用真空浸浆机浸浆作业..撒砂穿透面层涂料.可能原因:1.面层涂料太稀;2.上涂料操作不当.保证面层撒砂不穿透涂层.1.面层涂料粘度合适,不能太稀;2.挂涂料后滴浆时间不能过长且应回浆均匀;3.面层砂粒度合适,不能过粗;4.用淋砂机淋砂时,设备出砂要均匀,模组与筛网距离不能太大;5.用浮砂桶浮砂时,空气流量要合适,不能过大.2.型壳面层裂纹:特征产生原因防止措施型壳表面层出现不规则的裂纹,或出现极细小的龟状裂纹这些裂纹是型壳干燥时产生的,主要是由于面层干燥过快,或涂料干燥收缩过大引起的,或由于蜡模热膨胀使面层型壳被胀裂.及型模焙烧不当引起.具体产生原因:1.环境相对湿度太低2.面层干燥时间过长3.空气流动不均匀而且过大4.环境温度变化过大5.壳模焙烧不当.1.面层干燥区相对湿度宜在RH60~70%之间.2.面层干燥时间以4~6h为宜,特殊产品不要超过10h.3.风不要正对模组吹,应降低直接吹到模组上的气流量.4.制壳间温度应严格控制,保持在22~25℃之间.5.脱蜡后壳模应在至少4h后装炉焙烧.尽量避免高温-低温-高温焙烧及二次焙烧.3.型壳面层鼓裂:特征产生原因防止措施型壳面层局部与蜡模分开向外鼓起(图a),或鼓起后破裂导致背层涂料流到蜡模和面层之间,但未将空隙填满(图b、图c)., 1.面层型壳与蜡模间附着力太差1.确保蜡模清洗好.2.面层涂料润湿剂加入量合适.2.面层型壳外表面干燥过度、内表面干燥不足.1.控制好环境相对湿度、面层干燥时间和风速,确保面层型壳外、内表面干燥合适.2.应使面层涂料厚合适,不要过厚.3.面层型壳湿强度不足,特别是在蜡模锐角处其强度低1.保证面层型壳湿强度.为此,要保证硅溶胶和耐火材料的质量,按工艺规范保持涂料正确配方,配制方法及确保涂料性能合格.2.要保证蜡模锐角处有一定厚度的涂料,且涂料不要滴得过干.4.制壳间温度不均匀保持制壳间温湿度均匀.4.型壳内孔搭桥:特征产生原因防止措施内孔、凹槽处的型壳不致密,局部有未上好涂料,未撒上砂使该处型壳存在孔隙搭桥. 1.第一层或背层涂料太稠.2.孔洞或狭缝处浸浆不足.3.撒砂过粗,以致孔洞或狭缝处很快就被塞住.4.孔洞或狭缝处松散砂粒在浸下层浆时未被清除掉.5.内孔或凹槽处型壳干燥不足.1.控制好第二层和背层涂料粘度.2.细致地上孔洞或狭缝处的涂料.3.撒砂使用较细的砂,防止孔洞或狭缝处过早被塞住.4.注意将孔洞或狭缝处松散的浮砂吹除,再上下层涂料.5.注意内孔或凹槽处型壳干燥情况,不干时不能制作下层模壳.5.型壳面层剥落:特征产生原因防止措施型壳型腔尺寸变大,表面不光洁. 面浆与蜡型的附着力太差1.改善蜡模蚀刻清洗,利用溶剂轻微腐蚀蜡模表面以增强其与浆层的吸附力.2.破坏宽大之平面,在宽广平面上加上若干凸出物或筋,减少平面宽广程度,以利浆附着.3.在型蜡中添加一些亲水性物质,改善蜡的亲水性,也可有效增强面浆与蜡型的吸附力.面层在制下层型壳过程中剥落,这是由于面层还没有干燥就制第二层型壳,硅溶胶发生回溶现象,使面层型壳剥落.控制好环境相对湿度、温度、风速和干燥时间,确保面层干燥后再做第二层.面层干燥过快或过度增加面层干燥区的的湿度,一般为RH60~70%,但在特殊有深穴如盒状铸件内部不易干燥的状况,甚至相对湿度设定为70~80%.减少空气的流速,避免内外速率相差太大,外部本就较易干燥,若再加风吹,则外部已干燥过度,而内部尚未干燥,因此减少空气流动,对拉动内外干燥一致有较大助益.相对湿度愈高,风速愈小,则室内的干湿球温差愈小,如此,可避免壳型在干燥初期,因为快速干燥蒸发水汽,温度急降而使蜡型收缩,待干燥后,蜡型又因吸收室内温度而而升温膨胀,如此缩胀,轻则龟裂,重则剥落.温度变化不均确保除湿间的绝热性与温度的均衡性.型壳脱蜡时面层剥落.原因是面层和第二层型壳间结合力太差而赞成的.1.面层太太厚.2.第二层涂料粘度太大,难于渗入面层.3.面层撒砂太细,一二层很难形成牢固的镶嵌结构.4.撒砂中粉尘量及含水量过大,造成分层.5.面层撒砂过慢等引起撒砂未能嵌入涂层内部.而是浮贴在涂层上,或根本未撒上砂子形成涂料与涂料接触,产生分层.6.上第二层涂料前未去除面层型壳上松散的浮砂.7.未使用预湿剂,导致个别地方涂挂不良. 1.面层太厚的原因导之于面浆过浓,粘砂时,耐火材料仅在浆的表面而无法深入浆层,失去键销阻绝大面收缩的效果,使浆层干燥后产生微裂,因此,可适当降低浆液的浓度.2.第二层涂料粘度不能太大.3.砂粒不应太细,以形成粗糙的背面,使一二层镶嵌紧密.4.控制砂的质量,将粉尘含量列入管制标准.撒砂中粉尘含量与水的含量均应低于0.5%.5.滴回浆不可过干,撒砂不应过慢.6.在制第二层型壳前以柔和风吹去表面松散砂粒.7.制第二层型壳前,把模组浸入硅溶胶预湿剂中(不超过2S),取出甩干或滴干(表面无明显滴落胶液),再上第二层涂料.焙烧时型壳面层剥落,则是由于两涂层间热胀系数不同而造成的. 尽量使面层和二层的材料热膨胀系数相近.6.型壳强度低:特征产生原因防止措施型壳强度不足1.硅溶胶质量差,如胶体粒径过大,胶体结构不不致密,杂质多等.1.选用质量好而稳定的硅溶胶,同时强化进料检验.2.硅溶胶中SiO2含量低. 2.确保硅溶中SiO2质量分数.3.耐火材料质量差,如耐火材料矿物组成不符合要求,杂质量含高等.3.保证耐火材料质量好而稳定.4.涂料质量不好,如涂料配比不合理,配料时未按照规范进行.4.严格控制涂料配比和配制工艺,保证涂料质量.5.制服壳同操作不当,发涂料上得不匀,涂层过薄;撒砂粒度不合适等等.5.严格按照制壳工艺规范进行制壳作业.6.型壳干燥不透,这常是硅溶胶型壳强度不高.的主要原因.6.控制好制壳间的温度、湿度、风速和干燥时间,确保型壳干透.7未上预湿剂,或上预湿剂不当.预湿剂起强化型壳的作用,是防止型壳分层的重要措施. 7.按型壳大小等正确规定上预湿剂的规范.8.型壳层数不够. 8.应根据铸件大小等,正确选择型壳层数.7.型壳裂纹:特征产生原因防止措施型壳开裂,浇出的铸件有一规则的毛刺、飞边. 1.脱蜡时蜡模膨胀大于型壳膨胀,而型壳湿强度又低,使型壳开裂.1.脱蜡前型壳应存放在恒温的制壳间,脱蜡时运到脱蜡处.立刻装车入脱蜡釜脱蜡,不允许型壳过长时间放在脱蜡间中.2.脱蜡蒸汽压力上升要快,14S内必须升到0.6kg.3.组树方案正确,以保证蜡易流出.4.型壳应有足够的透气性,对有的铸件应设透气孔.5.采取各种措施保证型壳强度(见本表型壳强度低缺陷的防止措施).6.防止组树时蜡模间距离太近,使型壳不易干燥,造成型壳强度低.7.铸件上平面大时,应设法增加型壳强度.8.气泡、毛刺:特征产生原因防止措施壳模制作不紧实,浇铸后因钢水穿透而形成毛刺. 浆的浓度太高浆的浓度太高时,流动性自然较差,浆液无法进入蜡型的死角位置仍被空气占据,为一气泡形态,解决方法:先用含有湿润剂预浸液(硅溶胶溶液或较稀的浆液)预浸蜡树,使死角处的空气被预浸液挤排除去,浸浆时,浆液将顺着预浸液进入死角而避免了气泡的产生.不正确的浸浆作业当浸浆时,预湿液已经干燥或流失,则死角地区仍被空气占据,失去预浸功能,因此,应训练作业人员的回浆作业手法,在浸浆之前,应用回浆手法使预湿液能均匀的占据蜡型(或壳型)的每一个角落.挤除空气并预湿表面.浆内气泡太多配制浆料后,必须要经过4h以上的浸润浆料及排除气泡,湿润剂在过度的搅拌下也会产生气泡,故需对搅拌速度进行适当设定.虽然一切均无问题,浆液中仍会因混入空气而有小气泡,故在浆液中要加入少量的消泡剂辅助去除气泡.浆的浓度太低当浆的浓度太低时,面层浆自然会太薄,且粉料太少会使面层有许多的小孔隙,而且因面层太薄,后面耐火砂堆集的孔隙,对浆层无支撑力,当铸造时,金属会穿入这些孔隙中形成痱子状的尖刺(毛刺),此时,应在沾浆作业时多沾一次浓度较高的浆液,并回浆均匀后再沾耐火砂.耐火砂粒度太粗面层用的耐火砂过粗时,粒间空隙太大,对面层而言无支撑力,会使金属液穿刺而形成痱子,故可选用较细的耐火砂做面浆的支撑.9.未润湿:特征产生原因防止措施蜡模组表面挂浆性不佳,个别位置出现露出蜡面或涂挂层太薄,可见蜡色过多的离型剂(脱模剂)训练射蜡作业员正确的离型剂喷涂方法.清洗不确实用溶剂清洗时,可能溶剂效能已降低,浸洗时间没有相应延长,致清洗不完全.若用中性介面活性剂的去脂剂清洗时,同样亦会因使用一段时间后,效能降低.故在此状况下,均以延长浸洗时间来解决,倘仍不能解决,则只能更换清洗剂.面浆内的湿润剂不够不同厂牌的湿润剂,效果不同,其用量亦不相同,应各自试用恰当的用量,不可过多,否则会产生过多的气泡.另外醇基湿润剂会挥发,故隔一段时间后应继续追加.10.壳模破裂:特征形成原因防止措施壳模局部位置表面出现一定深度的裂痕,严重者则为自内而外穿透性裂缝. 脱蜡前陶壳破裂浸浆室及干燥区的温度不稳定,造成蜡型热胀,使陶壳胀裂。

对熔模铸造现行制壳工艺

对熔模铸造现行制壳工艺

对熔模铸造现行制壳工艺的改进和讨论黄炳荣1,景宗梁2(1. 无锡鹰普精密铸造有限公司,江苏无锡 214028;2. 郑州大禹化工产品有限公司,江苏无锡 214035)摘要:中温模料硅溶胶制壳工艺是目前国内、国外的主流工艺,用于生产精密铸件。

然而,面临制壳生产周期长、因面层型壳缺陷导致铸件缺陷的困扰。

提出面层浆料加入防裂剂、面层大风力干燥、面层采用大粒径硅溶胶、取消涂二层前预湿、取消涂面层前沾硅溶胶的工艺举措,从而提高面层型壳的强度,减少面层型壳的缺陷,缩短涂层干燥时间,提高铸件一次性合格率。

关键词:防裂剂;干燥时间;预湿;胶粒径•The current system of investment casting shell process of thinking and discussHUANG Bing-rong1, JING Zong-liang2(1. Wuxi Impro Precision Casting Co., Ltd., Wuxi 214028, Jiangsu,China; 2. Zhengzhou Dayu Chemical Products Co., Ltd., Wuxi 214035,Jiangsu, China)Abstract:WenMo silicon sol material in the shell is the current domestic and foreign technology process for the production of the mainstream, precision castings. However, faced with the shell long production period, because the surface defects casting mold shell to defect problems. Put forward the surface crack size to join agent, facing big wind dry, facing the large particle size silicon sol, cancel besmear before the second floor surface coating, prewettingcancelled before the process with silicon sol measures, so as toimprove the strength of the road surface mold shell, reduce thesurface defects, shorten the mold shell coating drying time, improve casting one-time qualified.Key words:Guards against the crack agent; Drying time; The wet;Glue size熔模铸造中温蜡全硅溶胶结壳工艺适合生产表面粗糙度值小、尺寸精度高的精密件,已经成为主流工艺被广泛应用。

熔模铸造型壳强度与硬化工艺改进(李海树)

熔模铸造型壳强度与硬化工艺改进(李海树)

熔模铸造型壳强度与硬化工艺改进(李海树)制造型壳是熔模铸造工艺中的一个关键工序,它不仅决定着铸件的尺寸精度和表面粗糙度,而且直接影响铸件的制造成本和生产效率。

多年的实践证明,由于型壳残留强度大,给铸件清砂与碱煮工序带来困难,我厂每年碱煮工序消耗蒸气4 688.6 t(费用达25.79万元),烧碱26.8 t(费用达9.28万元),制壳工序消耗结晶氯化铝162.14 t(费用达42.16万元),占用了大量的生产资金。

因此,对影响型壳强度性能的结晶氯化铝硬化工艺进行了改进,应用氯化铵与结晶氯化铝混合硬化工艺,并取得较好的经济效果。

1型壳强度与硬化剂的关系分析从制壳、浇注到清理的不同工艺阶段,型壳有三种不同的强度指标,即常温强度、高温强度和残留强度。

三种强度之间有一定的关系,但形成机制和影响因素不完全相同。

例如:若常温强度不足,在制壳过程中易掉件,在脱蜡过程中易变形或破裂;若高温强度不足,在焙烧和浇注过程中会发生型壳变形和跑火(漏钢);若残留强度过高,直接影响型壳的脱壳性和铸件清砂的难易程度。

如何调整型壳三种强度间的关系,使其具有高的常温强度、足够的高温强度和尽可能低的残留强度是我们所希望的。

根据制壳工艺的现状,在粘结剂和耐火材料不变的情况下,对常用硬化剂的分析与改进十分必要。

1.1氯化铵硬化剂的特点分析氯化铵作为水玻璃型壳的硬化剂,其硬化反应式如下:2NH4Cl+Na2O.mSiO2.nH2O→mSiO2.(n-1)H2O+2NaCl+2NH3↑+2H2O反应结果生成的SiO2胶体将型壳中的石英粉和砂粒牢固地粘结在一起,使型壳获得强度。

氯化铵是应用最早的水玻璃型壳硬化剂,其主要优点是扩散硬化速度快,制壳周期短,型壳残留强度低,脱壳性好。

同结晶氯化铝硬化剂相比,型壳高温强度差,存放期间容易生茸毛,硬化反应时析出氨气污染空气,劳动条件差,设备腐蚀比较严重。

1.2结晶氯化铝硬化剂的特点分析结晶氯化铝作为水玻璃型壳的硬化剂,在硬化过程中,氯化铝与水玻璃是相互中和、相互促进水解的过程;在此过程中,水玻璃的p H值下降、稳定性降低而析出硅凝胶。

精密铸造4种制壳工艺特点分析及改进方向探讨

精密铸造4种制壳工艺特点分析及改进方向探讨

精密铸造4种制壳工艺特点分析及改进方向探讨
籍君豪
【期刊名称】《特种铸造及有色合金》
【年(卷),期】2006(26)7
【摘要】对目前国内精铸行业中广泛应用的4种制壳工艺的特点进行了分析对比。

从精铸件质量比较,水玻璃型壳较差,复合型壳、硅溶胶-低温蜡型壳次之,硅溶胶-中温蜡型壳最好。

而从制壳成本比较,水玻璃型壳最低,硅溶胶-中温蜡型壳最高。

对这4种制壳工艺分别提出了改进措施。

【总页数】4页(P441-444)
【关键词】硅溶胶;水玻璃;制壳;低温蜡;中温蜡;精铸
【作者】籍君豪
【作者单位】无锡市五州精密铸造有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TG249.5
【相关文献】
1.精密铸造水玻璃人造石墨砂制壳工艺 [J], 王更生;宋淑萍
2.精密铸造水玻璃人造石墨砂制壳工艺 [J], 胡春良
3.精密铸造壳型生产工艺的改进 [J], 夏宝安;莫俊超
4.精密铸造水玻璃人造石墨砂制壳工艺 [J], 王更生;宋淑萍;;
5.水玻璃型壳熔模铸造制壳工艺的环保化改进 [J], 张玉林
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熔模铸造制壳工序的几点体会

熔模铸造制壳工序的几点体会

熔模铸造制壳工序的几点体会熔模铸造又名失蜡铸造,包括水玻璃工艺精密铸造和硅溶胶工艺精密铸造以及水玻璃-硅溶胶复合工艺精密铸造。

我有幸在各个工艺的工序工作过,见解体会分享如下。

1,深孔凹槽的处理。

什么样的才算沉孔凹槽,见解各不相同。

既要看孔的直径,又要看孔的深度,也就是孔深与孔径比,孔又有通孔和不通的盲孔之分。

一般来说,孔径在直径5-7毫米就要注意了。

文献资料说在2.5-3.0mm的孔不予铸出,实际中直径5-6mm 的孔也很少铸造。

类似的小孔、窄槽在制壳工序,一定要小心,因为非常容易出现漏钢、跑火的现象。

解决的办法根本,是要保证至少2-3层的浆料和砂子得以进入,涂覆均匀,并干燥、硬化彻底。

如果操作实在有困难,可以使用填干砂的办法:面层和过渡层涂覆结束,孔内填入细小的、可以进入的砂子(过度层砂为好,必要时才使用面层砂),填到四分之三或者基本填平,用微力夯实或捣实,确保孔、槽内没有出现砂料搭桥现象,然后用制壳材料制成的泥巴封堵孔、槽的入口。

注意,硅溶胶工艺的模壳,为防止影响模壳的强度,一定要填入干燥的砂子。

之后的操作按照正常程序运转就可以了。

也可以考虑使用陶瓷型芯工艺,增加了陶瓷芯的流程,后处理用机械或者化学的方法进行清理,成本较高,但是制壳的劳动操作效率很高。

2,孔、槽产品的水玻璃精密铸造的硬化。

水玻璃精密铸造采用液体硬化,靠水玻璃中的硅酸钠和水玻璃中的二氧化硅的化学反应进行硬化,所以确保硬化液体浸入到所有和浆料接触,需要硬化的部位,以便和水玻璃发生化学反应是保证硬化效果的关键,孔、槽部位也不例外。

特别注意的是,盲孔、深的凹槽,在浸入硬化液体时,一般来说会有气泡冒出,要注意观察并确保气体能全部排出来,使硬化液能彻底进入孔、洞、操的深处。

如果孔、槽的角度和组树方式所限,气体不能自缢而出,要改变模组入池的角度,或者其他方法,总之要想方设法使空气溢出的目的。

3,孔、槽产品硅溶胶工艺的风干。

硅溶胶工艺的硬化是干燥硬化,和空气中的水分含量、空间温度高低有直接关系,还由于制壳间属于恒温恒湿的必备条件,所以空气的流动性成为关键因素。

精铸硅溶胶型壳工艺的改进电子教案

精铸硅溶胶型壳工艺的改进电子教案
因和重要措施之一。
5.由表十一,十二及十三实验结果得出以下结论:
⑴.在表面层涂料中加入少量“分散剂”能改变硅溶胶涂料的流变特性,增
加涂料的屈服值从而可提高涂挂性和覆盖性(涂层平均厚度)3可提高15-25%。同时由于
“分散剂”作用能使粉料“分散”不易“结团”。使平均粒径减小因而3增加。虽然粉液比
n略有下降,但致密性k%仍在要求范围之内(表七)。涂料的均匀性,悬浮性,涂挂性和流 平性均有提高。“板结”“老化”时间延长(稳定性提高)。
1.美国在2006年前面层涂料的典型工艺是在锆英粉中掺加5-10%(质量)的熔融石英粉。
其主要目的是:降低成本,提高铸件尺寸精度和改善脱壳性、透气性。国外重点工艺改进方 向是:充分利用熔融石英纯度高,杂质少,密度和热膨胀系数小,加上高温“析晶”,低温
“相变”的特点,使型壳在高温时保持高强度而在低温时因相变产生剧烈收缩(-3.7%)致
精铸硅溶胶型壳工艺的改进
前言:
众所周知,全球精铸界通用的硅溶胶型壳工艺存在三大缺点:
1.成本高。2.制壳周期长。3.铸件脱壳性差(型壳残留强度高)。
据统计,表面层型壳通用的耐火料锆英石砂、粉占型壳原辅材料成本的48%占总生产成本
的10%(平均值)[1]。优质锆英石资源稀缺,因而寻找它的代用品或减少其消耗量是当今 国内外精铸界共同关心,重点研究的课题之一。
2.混合涂料用粉料粒度要求应符合表五规定。
注:1•采用GSL-101BI型“激光颗粒度测定仪” 测定(丹东市辽宁仪器仪表研究所生产)
2.粒度判定以DV90, DV50及Wo三项指标为主要依据。DV98 DV84为参考指标。
3.无粒度检测条件时,可将待测粉料与“标准”硅溶胶配制成“标准”涂料来判定

硅溶胶在熔模精密铸造中的应用

硅溶胶在熔模精密铸造中的应用

粘结 ,且在室温配制涂料时又不会引起料浆胶凝 。常
使用粒径为 0. 075 mm 左右的氧化铝 、氧化锆 、莫来
石 、铝矿石及石英玻璃粉 ,为了改善涂料的浸涂性 ,往
往还要加入悬浮剂 、矿化剂 、渗透剂 、流平剂等辅助材
料 。稀释剂常用去离子水或酒精 。粉料的加入必须是 边加入边搅拌 ,防止局部粉料过多吸水导致硅溶胶胶 凝 。选定配方后 ,涂料的性能由其粘度和密度来决定 。 表 2 列出铸造镍基高温合金定向凝固铸件用壳型涂料 的典型配方及其性能 。
随着涂料浸渍使用 ,其性能必然发生变化 。水分 蒸发减少 ,粘度提高 ,故需按计算量补加少许硅溶胶和 去离子水 ,以保证原涂料 SiO2 含量及粘度 。冬季使用 硅溶胶粘结剂时 ,如果室内温度过低 ,配制涂料时粘度 会偏高 ,易产生气泡而影响型壳品质 。
表 2 定向凝固壳型涂料的典型配方及性能[3 ] Tab. 2 Typical component and properties of shell casting for di2
我国从 60 年代起开始生产和使用硅溶胶 ,近年来 用于熔模铸造的国产硅溶胶 ,品质日趋稳定并逐步向 国际商业品类靠拢 。北京航空材料学院从60年代末
收稿日期 :2001206220 ; 修订日期 :2001207218 作者简介 :肖 克 (19622 ) ,北京人 ,工程师 ,工学学士 1
作为熔模铸造壳型粘结剂的硅溶胶的性能指标包 括 SiO2 含量 、密度 、稳定剂的含量 、p H 值 、SiO2 粒径 。 表 1 列出熔模铸造行业常用的硅溶胶及其性能 。
表 1 熔模铸造行业常用的硅溶胶[1 、3 ] Tab. 1 Silica sol using for investment cast vocation

水玻璃精铸工艺升级方案探讨与实践

水玻璃精铸工艺升级方案探讨与实践

摘要:针对传统水玻璃熔模精铸高污染问题,进行了工艺升级方案探讨,确认硅溶胶薄壳工艺为最佳方案,该工艺从模料、组树、制壳和蜡回收处理方面进行优化升级,彻底消除了酸雾、钠盐的污染,同时也提升了铸件品质。

关键词:水玻璃熔模精铸污染工艺升级硅溶胶型壳中图分类号:U466文献标识码:BDOI :10.19710/ki.1003-8817.20190085水玻璃精铸工艺升级方案探讨与实践蓝勇王永华李锐(东风精密铸造有限公司制造技术研究所,十堰442714)作者简介:蓝勇(1973—),男,高级工程师,硕士学位,研究方向为熔模铸造新材料与新工艺。

1前言熔模铸造是一种近净成形工艺,比较适合于中小型复杂精铸件的生产。

按涂料粘结剂的类型分,熔模铸造可分为水玻璃型壳、硅溶胶型壳和硅酸乙酯型壳等3种主要工艺,其中前2种是目前国内精铸企业广泛采用的主流工艺。

水玻璃粘结剂熔模铸造(简称水玻璃精铸)工艺在我国工业化应用已经有近60多年的历史[1],期间虽然在制壳材料、硬化剂及过程工艺控制方面进行了大量改进和创新,但其高污染的问题一直没有得到根本性解决。

水玻璃精铸工艺环保性差主要体现在以下方面。

a.主体模料以石蜡、硬脂酸为主,使用过程容易发生皂化反应,回收通常采用盐酸进行处理,氯化氢酸雾污染严重;模料耐热性差、强度较低导致制壳过程掉件率高,废弃模壳排放量大。

b.制壳过程的化学硬化产生大量的钠盐和氯化氢酸雾污染,用氯化铵硬化还额外增加氨气污染。

用氯化镁代替氯化铝或氯化铵作硬化剂,环保性并没有得到改善,硬化过程同样产生钠盐,焙烧过程中残留的氯化镁会分解出高腐蚀性的氯化氢气体。

c.型壳中氧化钠含量高,高温强度低,通过增加厚度保证总体强度导致制壳耐火材料消耗量大、焙烧能耗高。

d.脱蜡时采用氯化铵或盐酸补充硬化,存在氨气或氯化氢酸雾污染。

e.当前氯化铵硬化水玻璃型壳工艺已经被国家列为落后工艺,盐酸在很多地方也被禁止使用,随着环保压力的增加,传统水玻璃型壳工艺的转型或升级势在必行。

精密铸造硅溶胶模壳的制造工艺

精密铸造硅溶胶模壳的制造工艺

精密铸造硅溶胶模壳的制造工艺张清,陈玉平(无锡职业技术学院,江苏无锡 214121)摘要:介绍用石蜡-硬脂酸低温模料,生产铸件的熔模和用精密铸造硅溶胶,作为制壳粘结剂,制造铸件的模壳的工艺要求。

主要研究熔模制造工艺、硅溶胶模壳工艺和焙烧工艺。

五年多来的生产实践充分证明精密铸造硅溶胶模壳制造工艺是成熟的,为生产合格模壳和精密铸件提供了技术保障。

关键词:熔模铸造;熔模;熔模面层涂料;粘结剂;硅溶胶;模壳;焙烧用石蜡-硬脂酸低温模料,制造涡轮叶轮、喷嘴环等盘类精密铸件的熔模(习称腊模);用精密铸造硅溶胶,作为制壳粘结剂,制造涡轮叶轮、喷嘴环等铸件模壳。

主要研究熔模制造工艺、硅溶胶模壳工艺和焙烧工艺,从而为生产合格模壳和精密铸件提供技术保障。

1 熔模制造工艺1.1 模料的成分及性能应满足原材料检验要求熔化蜡料,各种化腊工具均需作好清洁工作,化蜡器械每月至少清理一次,不允许水、污物进入蜡液,严禁蜡液过热。

糊状蜡制备时将刨好的蜡花慢慢加入不断搅拌的蜡液中,加入量视具体情况而定。

糊状蜡的温度45℃~48℃。

糊状蜡搅拌充分均匀,防止搅拌过程中吸入空气造成蜡模气泡缺陷,避免因糊状蜡过稠造成压不足、皱皮或因太稀而冷却时间过长造成开裂变形。

1.2 工艺参数模料配比:石蜡50%,硬脂酸50%(重量比);模料熔化后保温温度:70℃~75℃;蜡液温度不超过90℃。

1.3 压制蜡模1.3.1 工艺参数制蜡间温度:18℃~27℃;蜡料温度:45℃~48℃;压型温度:20℃~25℃;压注压力:0.1MPa~0.3 MPa;压蜡枪预热温度:35℃~45℃;蜡模冷却水温度:15℃~25℃;开型时间:1min左右。

1.3.2 操作要求压腊前先检查模具型号是否符合要求。

压腊前必须清理压型表面残余蜡、水滴及其它附着物,清理时尽量不使用钢刀,以免损坏模具,压型及活块保持干净,压蜡完毕后模具应擦净上油,按规定存放。

压蜡过程中压型及活块表面应及时涂上脱模剂,以便脱模快速方便。

精密铸造制壳工艺特点及改进方向探讨

精密铸造制壳工艺特点及改进方向探讨

精密铸造制壳工艺特点及改进方向探讨对目前国内精铸行业中广泛应用的4种制壳工艺的特点进行了分析对比。

从精铸件质量比较,水玻璃型壳较差,复合型壳、硅溶胶-低温蜡型壳次之,硅溶胶一中温蜡型壳最好。

而从制壳成本比较,水玻璃型壳最低,硅溶胶一中温蜡型壳最高。

对这4种制壳工艺分别提出了改进措施。

目前国内精铸件生产中广泛采用的制壳工艺有以下4种:A.水玻璃型壳;B.复合型壳;C.硅溶胶型壳(低温蜡);D.硅溶胶型壳(中温蜡)。

前3种方案均使用低温蜡(模)。

我公司4种工艺兼有,以充分满足市场对精铸件质量、价位的不同需求、增加市场竞争力和适应力。

1、水玻璃型壳这一工艺在国内已有近50年的生产历史,其厂点数至今仍占我国精铸厂家的75%以上。

经过精铸界同仁个半世纪的不懈努力,水玻璃型壳工艺的应用和研究已达到了很高水平。

多年来由于背层型壳耐火材料的改进和新型硬化剂的推广应用,水玻璃型壳强度有了成倍增长。

铸件表面质量、尺寸精度及成品率有了很大提高,目前仍占很大的市场份额,并替代国外砂铸件成批出口。

低廉的成本、最短的生产周期、优良的脱壳性能及高透气性至今仍是其他任何型壳工艺所不及的优点。

但铸件的质量,包括表面粗糙度、缺陷数量、尺寸精度、成品率、返修率等均比其他3种工艺要差(见表1)。

1.1存在的主要问题(1)水玻璃粘结剂固有的缺点是NaQ含量高,型壳高温强度、抗蠕变能力远不及硅溶剂型壳(只有它的1/30-1/50)o加之面层耐火料采用了价低质次、粒度级配不良的石英砂(粉),硬化剂至今仍限于使用氯化氨,因而必然不能获得高质量的精铸件。

(2)型壳生产条件差,缺乏严格的生产过程及参数的控制。

由于硬化剂的强腐蚀性,除尘设备的简陋,很少车间有恒温、恒湿、除尘的生产环境。

影响型壳和铸件质量的涂料配制、硬化、风干、脱蜡等工序,极少按行业规定的操作规范严格控制。

如定期检测涂料粘度、涂片重、硬化剂浓度、PH值等。

型壳风干处的温度、湿度、风速等更是不加控制,故常在高、低温或梅雨季节发生批量报废的质量事故。

硅溶胶制壳及型壳质量

硅溶胶制壳及型壳质量

关键词 : 硅 溶胶 ; 涂料组成 ; 制壳
特种铸造是指与砂型铸造不 同的其它铸造方法 。随着现代铸造 注: 预湿剂用 S i O : >2 5 %的硅溶胶溶液; 预湿剂可浸一层 , 也可浸 技术的发展 , 特种铸造在铸造生产 中占有相当重要的地位 , 硅溶胶工 多层 , 并无坏的影响 表 中面层如采用白刚玉浆和砂 , 干燥时间取下限。 艺铸造即为常见的一种特种铸造。
多的是锆英粉 , 背层用 的最多的有莫来石粉和煤矸石粉等。硅溶胶是 及查看面层干燥时间是否合适 ; 制壳间的恒温温度是否不达标。 涂料中的粘结剂 , 硅溶胶中 S i O 含量越高 , 型壳强度越高。润湿剂主 3 . 3 . 3 型壳面层鼓包。 要是起改善涂料和蜡模的涂挂 陛, 硅溶胶涂料 的涂挂性能不好 , 面层 产 生 原 因 防 止 措 施
涂料是必须加入润湿剂的, 否则上砂后易起空剥落。 消泡剂是用来抑制润湿剂的发泡 l 生。 3 制 壳 3 . 1 几种 配 比 、 性能
1 、面层与蜡模的附着力低
2 、面层型壳外面干燥过 陕,
确保蜡模清洗干诤 以 及涂料中润湿剂
加入量
制壳将温度有 问 题
控带 子 制壳环境, 干燥时间
1 硅溶胶 3 . 3 硅溶胶型壳缺陷特征 硅溶胶铸造工艺 , 即以硅溶胶为粘结剂制壳浇注的一种工艺 , 硅 3 . 3 . 1 型壳表面粗糙不平。 溶胶是二氧化硅的溶胶 , 由无定形二氧化硅 的微小颗粒分散在水中而 产 生 原 因 防 止 措 施 形成的稳定胶体溶液, 又称胶体二氧化硅 , 外观为清淡乳白色或稍带 1 、蜡件表面腐蚀过渡 蜡 件在蚀刻液中津冼时间尽量短,取出后立即清洗 ; 乳光。 硅溶胶容易配成高粉液比的优质涂料 , 涂料的稳定性好。 型壳无 2 、面层涂料粉 液比过低 确 保面层涂料 由有足够的粉液比,不能要求粘度过低 需化学硬化, 工序简单, 所制型壳高温陛能好, 有高的型壳高温强度及

硅溶胶精密铸造缺陷分析

硅溶胶精密铸造缺陷分析

硅溶胶精密铸造缺陷分析1、由铸模制作引起的疵病和对策1-1-1.金属表面凸出物:(小疙瘩)状况:铸件表面之大部份,有圆形的小疙瘩可能发生的原因1.泥浆中有气泡2.泥浆开始胶化3.填充材料扩散不够4.铸造温度太高改善方案:1.调整初层泥浆之黏度2.研究使用润湿剂/消泡剂3.研究沾浆技术:a.对泥浆之ph值,时效和黏度,执行制程检验b.检查泥浆,是否掺有杂质(例如脱脂剂等)4.研究混合和扩散的技术a.配浆之后,至少四小时,才开始沾将b.使用较细填充材5.降低熔融金属温度6.降低铸模温度2-3-16.表面脱碳状况:显微镜检验上,显出碳之剥蚀表面可能发生原因1.浇铸时或浇铸后,过分氧化2.某些合金,在氧化气氛中热处理3.在高温之收缩,引起陶壳之应力变化4.清砂时,铸模温度太高5.热处理时,引起应力改善方案:1.筹模内或其周围,使用含碳之物质2.浇铸后立即将铸模置于还原气氛中3.在真空或保护性气氛中,进行浇铸和冷却4.执处理时,避免氧化气氛5.使用复碳热处理6.再渗碜7.容器中掺杂缓冲之物质,如起纹石棉8.在较低温度清砂9.热处理时,确使铸件,有正确的支撑,并使用正确的淬火技术1-2变形状况:铸件之几何外形,志蓝图不符可能发生原因1.几何外形及/或浇道系统,引起不均匀之收缩2.浇口收缩或铸件部份受到拉力3.高强度铸模,阻止均匀之收缩4.由于玻质之背砂材料,跟其容器改善方案1.以下术方法,将不均匀之应力,减至最小程度a.改善铸造方案b.使用腹板、圆角及击棒等2.检查浇道系统并改善之,以减少应力,如:a.网液由铸件之一端流入b.环件使用多浇口设计或内十字浇道c.降低铸模之强度d.使用不玻化之背砂材料2-3-14熔融点或麻点状况:许多重复暗色之凹点,分布在整个铸件表面可能发生原因1.高铬铁合金之表面氧化改善方案1.浇铸之时,或一浇铸完毕,采取下术方法:a.铸模材料内,或铸模周围,使用含碳材料b.浇铸后随即将铸模置于还原气氛中c.在真空或保护性氯氛中,进行浇铸及冷却2-1气孔(金属与铸模反应)状况:圆凹孔通常呈现光亮之表面可能发生原因a.不正确的烧成操作b.铸模或铸模材料的不洁改善方案:a.增加铸模烧成温度及/或时间b.检查并在必要时调整烘模炉内的气氛c.避免铸模或铸模材料的污染2-2气孔(金属本身)状况:圆凹孔通常呈现光亮之表面可能发生原因:a.脏湿的装炉材料b.脱氧不够改善方案:a..保护装炉材料与熔液表面接触的物作,必须清净和干燥b.修正脱氧程序2-3气孔(卷入空气)状况:平滑之凹孔,通常呈现被氧化之表面(一般发生于表面之最上端)可能发生原因:a.铸模内扰流过多b.铸模透气性太差改善方案:1.改善烧口技术,以减少扰流2.采用能够自动通气之铸模3.增加铸模透气性4.使用失压浇铸5.增加铁水静压力,方法如下a.空气压力b.增加浇口杯高度c.离心浇口3-1流不到状况:铸件不完整,流不到的地方呈圆边可能发生原因:1.缺乏断面太薄2.浇道设计不良3.铸模透气性太差4.浇铸透气性太差5.浇铸速率太低6.浇铸时液流停顿改善方案:1.增加铸模及/或金属温度2.考虑修正金属成份,以增加流动性3.假如可能,增加铸件断面4.延伸断面,浇铸后修整5.改善浇铸设计6.增加铸模透气性7.薄肉处设通气孔8.增加浇铸速率,但避免卷入空气9.浇铸时,液流不可中断4-1冷断状况:金属液流会合处,发生圆接边之裂缝可能发生原因:1.两股金属液流,未能融合2.缺乏流动性3.浓稠炉滓,致增加表面张力4.金属液对模穴表面张力太高5.金属液滴未能与整体金融合改善方案:1.改善浇口技术2.增加浇铸速率3.增高金属及/或铸模温度4.考虑修正金属成份,以增加流动性5.在控制下的大气或真空中,熔解和浇铸6.改变初层壳之材料,例如将氧化铝改为锆粉7.铸模内之金属液流,要避免飞溅2-3-8 收缩应力拉裂状况:晶粒间之裂痕,呈现光亮结晶之表面可能发生原因:1.铸件收缩之拘束2.铸件形状特殊,引起内部的应力3.某些合金,异常的冷却速率,造成脆弱构造改善方案:1.降低铸造强度2.改善铸造方案,避免收缩之拘束3.改善铸造方案,减少应力4.改善铸造情况,如提高模温5.铸件仍温热时,进行清砂和切断作业6.清砂和切断作业前,先消弛应力7.改善冷却速率,以适应某些特殊合金4-2热裂状况:粒间崩裂,呈现出被氧化的断口面可能发生原因:1.有内部尖角2.不正确的补给系统设计3.高温时铸件的收缩,受到拘束4.铸造方案断面变化过大5.不正确的铸造情况6铸造过后早移动改善方案:1.确使有适当的圆角2.检查并改善补给系统,使铸造应力,降至最小3.降低铸模强度4.改善铸造方案,避免收缩之拘束5.利用较慢之冷却速率6.改善铸造方案和铸件设计7.改善铸造情况,如提高模温8.确实完全凝固后才移动2-3-6大的内部缩孔状况:以放射线检验或切片,现出大的、不规则的内部缩孔可能发生原因:1.不适当或不正确的补给2.不正确的铸造情况3.不正确的凝固速率改善方案:1.有关之区域,确使有适当的补给,以改善方向性凝固2.建立正确的铸造情况,例如铸模和浇铸温度3.检查制模技术4.改良铸造方案,以改善方向性凝固5.在浇口杯或冒口,使用发热材料5-1内部缩孔状况:以放射线检验及/或目检/微视检查,现出散开或直线型孔洞可能发生原因:1.不适当或不正确的补给2.不正确的铸造情况3.不正确的凝固速率改善方案:1.有关之区域,确实有适当的补给,改善方向性凝固2.建立正确的铸造情况,例如铸模和浇铸温度3.检查制模技术4.改良铸造方案,以改善方向性凝固5.在浇口杯和冒口,使用发热材料6-1表面收缩状况:表面凹凸陷或不规则凹穴,有时呈现树枝状可能发生原因:1.铸模内发生热点2.不适当的补给3.铸模及/或金属熔液之温度过高改善方案:1.消除锐角2.减少铸件内较大的断面变化3.确使模型之间,适当的间隙4.尽可能使浇口,能让熔液以切线方式,流入模穴5.确使有适当的金属熔液之补给6.降低铸模温度,假如可能,也降低金属熔液之温度7-1表面夹滓状况:不规则孔穴,可能有包含耐火材料之痕迹可能发生原因:1.耐火物进入铸模之模穴,造成夹滓a.来源为:b.坩埚c.铸模;背砂材料;不洁的制程情况d.熔解材料中,含有耐火物改善方案:1.确实运用正确坩埚2.确实运用正确操作技能3.以正确的铸模运作技术及制程情况,避免多余材料,进入模穴4.确实供应干净的熔解材料8-1表面夹滓状况:薄黑膜或飘带纹,在铸件表面形成不规则图案可能发生原因:1.装炉材料太脏2.熔解中,如钛和铝等活性元素的氧化改善方案:1.确实使用不含氧化物的熔解材料2.以真空或保护性气氛熔解,避免活性元素的氧化2-3冶金学上的疵病和对策8-2表面夹滓状况:通常为平滑的表面凹穴,有或没有黑色的玻璃质包住的材料痕迹可能发生原因:1.装炉材料太脏2.熔解中易受强氧化气影响的材料3.坩埚与金属作用4.浇铸当中,炉滓陷入改善方案:1.确实采用干净的熔解材料2.除去所有外来杂物,如锈皮3.确实运用正确的熔解技术,如以炉滓覆盖,降低氧化气4.采用正确的的坩埚5.采用正确的熔解技巧6.浇铸前,尽可能在最低温度除滓7.改善脱氧操作8.使用茶壶式浇斗9.研究撇滓方法(除渣剂)9-1剥砂痕状况:铸件之表面,有狭窄之圆角槽沟,喷砂之前,沟内可见到氧化物存在可能发生原因:1.初层壳相对于整个陶壳,具有较高的膨胀2.初层与次层陶壳,结合性不良3.铸件表面或初层壳耐火材料,缺乏应力消除的因素4.铸模温度太高5.金属与铸模发生反应6.熔液脱氧中,产生硅酸物改善方案:1.初层壳使用较低膨胀之填充材,或背砂层使用较高者2.初层壳使用之敷砂粒,要较为多角形、较粗及较为均匀的粒度分布,其膨胀系数,要在初层泥浆与背砂层泥浆之填充之间3.铸件表面,以绫纹线或加强筋,来解除大平面,但必须易于处理磨掉4.降低铸模温度5.改善浇道系统,降低扰流6.尽可能以最低的铸模与金属熔液之温度,进行浇铸7.增加初层壳之耐火度8.改善脱氧之操作10-1初层壳之夹滓状况:于铸件表面,有不规则之板状印痕,喷砂后常有耐火材料黏附其上可能发生原因:1.初层壳的剥裂2.组树焊黏太差,致在接合处,渗入初层浆改善方案:1.沾浆前,确使腊簇有效的脱脂2.确使初层壳,正确干燥3.确使初层与次层包模材料,热膨胀兼容4.初层与次层,确能楔住,例如初层勿用太细敷砂粒;次层作业之前,确使初层,获得适当湿润5.初层浆黏度正确,以免干裂6.注意品质10-2铸模破裂状况:铸件表面上,有不规则之多余金属飞边可能发生原因:铸模的破裂,由于:1.铸模制作及/或干燥过程中,腊的膨胀2.脱腊中腊型的膨胀(注意:PS塑料之模型,大小需要限制,才能成功的脱腊)3.腊簇上有部分陶壳太薄4.不适当的铸模强度改善方案:1.避免温度变化过大2.避免初层壳干燥过速3.脱腊时,保证有足够的初始热量,施于铸模4.检查黏结剂与脱腊媒质,是否要容5.脱腊操作之系统中,保证有高的热容量,也有快速的动作6.确使覆盖均匀7.易成薄壳之处,施以特别的沾敷作业8.增多层数,补充陶壳强度9.调整黏结剂的成分10.确使陶壳的厚度均匀11.研究陶壳强化技术10-3砂心崩溃状况:砂心孔穴之尺寸,超出要求公差,且通常含有金属可能发生原因:1.预先成型陶心的拱弯2.射腊中预先成型陶心的破裂3.铸模烧成或浇铸时破裂改善方案:1.确使预先成型陶心,有适当的耐火度2.烧铸中避免金属液道接冲击砂心3.在陶心之一端或两端,加上腊垫,以缓冲任何轻微的膨胀差异4.检查陶心和砂心头,会不会造成压碎5.改善射腊技术11-1砂心崩溃状况:砂心孔穴之部分,突出多余金属(通常在铸件上,有耐火材料之夹滓)可能发生原因:1.砂心长度与其截面积之比太大,致无法以一般沾浆制模技术,制出完整的砂心2.腊型上狭小的内部孔槽,其沾敷之困难,令人不满意改善方案:1.使用预先成型之陶心2.采用简易砂心成形之胶化法(请参考拙著第三编<精密铸造模的制作>,第十二章陶心制造方法)3.使用较稀之泥浆和较细的敷砂粒4.使用预先成型之陶心12-1疤痕状况:铸件表面岛状之多余金属,在多余金属与铸件之间,可能夹有耐火材料可能发生原因:1.与背砂层之黏结较差2.初层壳吸入湿气3.初层和次层壳之间,具有不同的膨胀应力4.陶壳的烧成强度,不足以承担金属熔液的压力5.腊型中的沟槽或孔洞,或者组树之间隙,太过狭小,致在进行下层之间,业已“结桥”6.砂心未干,次层沾浆中,已埋没者补溶出改善方案:1.确有适当的敷砂,将初层与次层楔住2.使用较粗或更多颗粒之敷砂粒3.增加干燥时间及/或改善干燥设备4.保证脱腊前,适当干燥5.确使初层壳与背砂层之热膨胀,不相冲突6.增多陶壳层数,或采用成分含量,更高的黏结剂,以增加陶壳强度7.确使陶壳厚度均匀8.重新设计腊簇的组合,增加腊型的间隙,以帮助泥浆的流通9.使用较稀的泥浆与细小的敷砂粒10.使用预先成型之陶心11.确保各层之砂心孔,完全硬化与干燥13-1金属表面凸出物:状况:金属表面凸出可能发生原因:1.陶壳湿态强度太低,无法承受脱腊时的热膨胀2.初层浆由模型尖角处流失,致引起剥落3.初层浆太厚4.初层浆老化(由于逐渐胶化,使黏结剂之黏度增加)改善方案:1.增长每一层陶壳的干燥时间2.增加陶壳之层数3.最后层的干燥时间延长4.重新设计腊簇之组合,俾能在脱腊时,更快速传热,到达陶壳模之所有部份5.使腊型之孔穴,形成的砂心,含有通气孔6.脱腊时,确有适当的初始传热速率,注意升压时间7.确使初层浆,分布均匀8.采用正确的润湿剂及/或悬浮剂,以使浆液之流动性正确9.模型倒角10.降低黏度11.检查浆液之PH值随兴时效14-1金属表面凸出物状况:铸件表面上岛形多余金属,常与铸件边角上之飞边同时出现可能发生原因:1.初层壳的破裂,使背砂层之泥浆,穿入于腊型与初层壳之间,未将其间空隙占满2.初层陶壳厚薄不均,造成不同的干燥速率3.敷砂前初层浆已经干燥改善方案:1.确实将腊型清洗干净,且使其沾浆时,具有良好的润湿性2.确使敷砂粒,黏着于初层浆的整个区域,且在进行下一层之前,将虚悬之颗粒振落3.铸模制作区,要控制温度与温度,以减少浆层破裂机会4.使用较粗或较多角形颗粒之敷砂粒15-1金属表面凸出物状况:耐火材料烧结的一般的铸件表面粗糙可能发生原因:1.金属熔液与初层陶壳,发生反应2.初层陶壳之填充材或敷砂材,有外来物质或杂质,会与熔融金属起反应改善方案:1.使用更耐火之初层浆填充材及或黏结剂2.降低铸模或金属熔液温度3.以磁铁检查铸模材料,是否含有游离铁或氧化铁4.检查材料之储存区域5.检查浆桶之状况6.确使搅伴设备不生锈16-1金属表面凸出物状况:在水口附近有小圆疙瘩可能发生原因:1.在浇口附近有热点,而使其恶化改善方案:1.增长浇口及/或组树中,使腊型间隙宽些,俾能加快冷却速度2.使用较细之浇道3.使陶壳稍薄(减少层数)4.降低浇铸温度5.降低铸模温度。

知识篇——覆膜砂在硅溶胶熔模铸造中的应用作用,提高铸件内部型砂清除效率!

知识篇——覆膜砂在硅溶胶熔模铸造中的应用作用,提高铸件内部型砂清除效率!

知识篇——覆膜砂在硅溶胶熔模铸造中的应用作用,提高铸件内部型砂清除效率!以硅溶胶作为粘结剂的熔模铸造制壳工艺已经得到了广泛运用,但在生产弯曲型腔结构的管、阀类产品时,内腔型砂难以去除。

利用覆膜砂的特点,结合硅溶胶制壳的特点,可以使弯曲型腔结构铸件内部的型砂更容易去除。

1弯曲型腔类产品清砂难点以弯曲型腔结构产品异径管三通为例(见图1),产品内腔呈弯曲状,且出口端(A处)直径逐渐缩小。

采用硅溶胶制壳工艺制得的型壳强度高。

因为该产品内腔为异形圆滑过渡管状,制壳后其内腔形成管状或实心状的耐火材料层(见图2),铸件浇注后,内腔散热条件非常差,形成过热点,造成型壳被烧结成玻璃状粘结在铸件内腔,型壳溃散性差。

铸件冷却过程中冷却收缩时产生的应力更无法促使形成的管状或实心状耐火涂料层破裂,这就给产品内腔的后期清砂造成非常大的困难。

在清除此类产品内腔中的型砂时,通常采用碱煮(爆)、HF酸浸泡、高压水冲击、抛丸、人工敲凿等方式。

碱煮(爆)和HF酸浸泡都是对铸件上残留的附着型砂进行化学清理的一种方法,但都无法完全将此类产品内腔清除干净,导致产品存在“死角”,见图3。

在抛丸处理时,高速运动的钢丸到达内腔“死角”,已经没有冲击作用,不能完全清除型砂。

通过分析产品的结构特点,要解决内腔残砂的清理问题,可从改进制壳工艺上入手,通过改善内腔形成的管状或实心状耐火涂料层的溃散性,就能达到解决问题的目的。

2型壳内、外层强度分析为了解弯管结构形成的型壳内、外层强度差异,制备壁厚为5 mm,长度为40 mm,内径分别为5、8、12、16、20 mm的圆管蜡模,按生产工艺进行挂砂,制作砂层分别为1~6层,并经过焙烧的型壳作为试样。

采用抗弯强度试验仪在常温下对制作的5组试样进行型壳强度试验:加载至试样外层破裂为止,记录载荷值;清除破碎的试样外层,再对试样内层加载,直至破裂为止,记录载荷值。

把试样内、外层破碎的载荷值之比近似地作为试样内、外层强度比进行分析,可以明显看出试样内层与外层的型壳强度(以下简称内、外层强度)有着明显的区别,结果见表1。

提高精密铸造工艺质量的几点对策

 提高精密铸造工艺质量的几点对策

提高精密铸造工艺质量的几点对策提高精密铸造工艺质量的几点对策随着工业发展的迅猛,精密铸造工艺在现代制造业中扮演着重要的角色。

精密铸造工艺的质量对于产品的可靠性和性能至关重要。

然而,要提高精密铸造工艺的质量并非易事,需要采取一系列的对策和措施。

本文将探讨几个有效的对策,以提高精密铸造工艺的质量。

1. 优化模具设计和制造模具是精密铸造工艺中至关重要的组成部分。

优化模具设计和制造是提高工艺质量的关键步骤。

首先,应根据产品的形状和尺寸要求,合理设计模具结构,并确保模具具有足够的刚性和稳定性。

其次,应选择高质量的模具材料,并进行精确的加工和热处理,以确保模具的精度和耐用性。

此外,模具使用过程中要定期检查和维护,及时更换损坏的部件,以保证模具的正常运行。

2. 控制熔炼和浇注工艺参数熔炼和浇注工艺是影响精密铸造工艺质量的关键因素之一。

通过控制熔炼和浇注工艺参数,可以有效地提高工艺质量。

在熔炼过程中,应严格控制熔化温度和保持时间,避免金属过热或过冷引起的缺陷。

在浇注过程中,要确保金属液体充满整个模腔,并控制浇注速度和浇注压力,以减少气体和夹杂物的产生。

此外,还应注意进行合理的浇注系统设计,避免二次气体污染和金属液体流动不畅等问题。

3. 加强工艺控制和检测手段工艺控制和检测手段是提高精密铸造工艺质量的重要手段。

在生产过程中,应建立完善的工艺控制体系,监控并控制各个环节的工艺参数。

例如,通过实时监测铸造温度、压力和时间等工艺参数,及时调整工艺参数,确保工艺的稳定性和一致性。

此外,应加强对铸件表面缺陷、内部缺陷和尺寸偏差等进行检测和评估,利用先进的无损检测技术和精密测量设备,提高缺陷的检出率和准确性。

4. 增强员工技能和培训员工是精密铸造工艺中的核心因素之一。

提高员工的技能和培训水平,对于提高工艺质量至关重要。

首先,应加强员工的基础知识和技能培训,提升他们的工艺理论和操作技术水平。

其次,要定期组织技能竞赛和培训班,鼓励员工学习和创新。

硅溶胶型壳精铸件生产经验点滴

硅溶胶型壳精铸件生产经验点滴

硅溶胶型壳精铸件生产经验点滴(一)(2015-05-28 13:46:15)转载▼标签:硅溶胶金晟远科技精密铸造硅溶胶铸造化工自上世纪九十年代初引进硅溶胶型壳生产精铸件后,我国熔模精密铸造生产获得了飞速发展和长足进步。

至今采用中、低温蜡硅溶胶型壳工艺的工厂已近600多家,许多先进的工艺,高效的设备和优质的材料在精铸件生产中得到了应用和推广,铸件质量和生产率有了很大的提高。

近年来由于市场竞争,精铸行业的技术交流受到一定影响,许多工厂的技术革新和宝贵的生产实践经验未能及时推广和交流。

为此,作者收集了近年来国内部分硅溶胶型壳工艺精铸厂的生产经验、技术创造和小改小革,简要地向精铸同行介绍和推荐,希望有助于我国精铸件质量生产效率和工艺水平的提高。

限于篇幅和阅历,仅将在生产中已投入应用并取得实效的点滴经验摘要列出,期望能“抛砖引玉”,起到促进国内精铸业的经验交流广泛开展的作用。

以下内容按精铸件生产工序逐项进行介绍。

Ⅰ制蜡模(组)工序一.防止浇口杯“落砂”的措施1.“翻边”浇口杯的制作。

为减少铸件“砂孔”缺陷,无论中、低温蜡硅溶胶型壳均应采用“翻边”浇口(图一),在浇口(杯)模具上安放两个半圆镶圈,压蜡后浇口杯端面会形成凹槽(图二)。

制壳后浇口会形成光滑的“翻边”,能有效防止浇口杯边缘的砂壳落入型腔内造成铸件“落砂”。

2.“防砂盖”的合理结构。

大部分工厂应用碳钢平板(厚2毫米的冲压件)作浇口杯上的“防砂盖”。

在制壳后脱蜡前取下,经抛丸处理去除粘砂后再回用。

平板形盖易在抛丸后翘曲、变形。

若按图三形式采用凹凸的“帽式”盖,刚性大大提高,与浇口杯上平面接触面减少,制壳时不易出现缝隙防落砂效果更好,使用寿命可提高一倍以上。

3.低温蜡模组的浇口吊具。

由于硅溶胶型壳大多采用蒸汽脱蜡,故低温蜡组不宜沿用水玻璃型壳的木制浇口棒。

为能按放“防砂盖”及在脱蜡釜中便于安放模组,应与中温蜡一样采用可卸式手柄作浇口吊具。

低温蜡强度比中温蜡低,应根据浇口棒形式(直棒或丁字形、多叉型等)在制蜡棒时使用耐酸不锈钢制芯骨进行加固(图四、五、六),在使用长型芯骨时应在浇口棒模具上两端定位,防止芯骨移位。

精密铸造硅溶胶模壳的制造工艺

精密铸造硅溶胶模壳的制造工艺

精密铸造硅溶胶模壳的制造工艺张清,陈玉平(无锡职业技术学院,江苏无锡 214121)摘要:介绍用石蜡-硬脂酸低温模料,生产铸件的熔模和用精密铸造硅溶胶,作为制壳粘结剂,制造铸件的模壳的工艺要求。

主要研究熔模制造工艺、硅溶胶模壳工艺和焙烧工艺。

五年多来的生产实践充分证明精密铸造硅溶胶模壳制造工艺是成熟的,为生产合格模壳和精密铸件提供了技术保障。

关键词:熔模铸造;熔模;熔模面层涂料;粘结剂;硅溶胶;模壳;焙烧用石蜡-硬脂酸低温模料,制造涡轮叶轮、喷嘴环等盘类精密铸件的熔模(习称腊模);用精密铸造硅溶胶,作为制壳粘结剂,制造涡轮叶轮、喷嘴环等铸件模壳。

主要研究熔模制造工艺、硅溶胶模壳工艺和焙烧工艺,从而为生产合格模壳和精密铸件提供技术保障。

1 熔模制造工艺1.1 模料的成分及性能应满足原材料检验要求熔化蜡料,各种化腊工具均需作好清洁工作,化蜡器械每月至少清理一次,不允许水、污物进入蜡液,严禁蜡液过热。

糊状蜡制备时将刨好的蜡花慢慢加入不断搅拌的蜡液中,加入量视具体情况而定。

糊状蜡的温度45℃~48℃。

糊状蜡搅拌充分均匀,防止搅拌过程中吸入空气造成蜡模气泡缺陷,避免因糊状蜡过稠造成压不足、皱皮或因太稀而冷却时间过长造成开裂变形。

1.2 工艺参数模料配比:石蜡50%,硬脂酸50%(重量比);模料熔化后保温温度:70℃~75℃;蜡液温度不超过90℃。

1.3 压制蜡模1.3.1 工艺参数制蜡间温度:18℃~27℃;蜡料温度:45℃~48℃;压型温度:20℃~25℃;压注压力:0.1MPa~0.3 MPa;压蜡枪预热温度:35℃~45℃;蜡模冷却水温度:15℃~25℃;开型时间:1min左右。

1.3.2 操作要求压腊前先检查模具型号是否符合要求。

压腊前必须清理压型表面残余蜡、水滴及其它附着物,清理时尽量不使用钢刀,以免损坏模具,压型及活块保持干净,压蜡完毕后模具应擦净上油,按规定存放。

压蜡过程中压型及活块表面应及时涂上脱模剂,以便脱模快速方便。

硅溶胶精密铸造的工艺

硅溶胶精密铸造的工艺

硅溶胶精密铸造的工艺硅溶胶精密铸造的工艺一、蜡模制作蜡料处理工艺操作守则蜡料处理流程:(静置桶I中)静置脱水→(除水桶中)搅拌蒸发脱水→(静置桶II中)静置去污1 工艺参数静置桶I静置温度85-90℃静置时间6-8h除水桶搅拌温度110-120℃搅拌时间10-12h静置桶II 静置温度80-85℃静置时间>12h保温箱保温温度54±2℃保温时间>24h2 操作程序2.1 检查设备、温控仪表是否处于正常工作状态。

2.2 将脱蜡釜回收的旧蜡液倒入过滤槽中过滤;再送到静置桶I中,在低于90℃下静置6-8h。

2.3 静置完毕把沉淀水放掉后,将蜡液倒入除水桶中。

2.4 除水桶中的蜡液,在110-120℃保温并搅拌,使残留水分蒸发,到目视蜡液表面无泡沫为止。

2.5 将除完水的蜡液,经过<60目筛网过滤再放入<90℃的静置桶II中,保温静置12h 以上。

2.6 各除水桶、静置桶应定期性的放掉其底部的残留水和脏杂物。

2.7 把静置桶II中处理好的回收蜡液送到模头压蜡机保温桶中,用于主产模头(浇道)。

2.8 根据旧腊料性能和腊料消耗情况,不定期的在静置桶II中适量加新蜡,一般在3%-5%左右。

2.9 将合格的蜡液灌入保温箱内的蜡缸中,为减少蜡缸内蜡液中的气体,先保持一段高温时期80℃/2h后降至54℃。

在54±2℃下保温24h后,方可用于压制蜡模。

3 注意事项3.1除水桶,静置桶均应及时排水、排污。

3.2经常检查各设备温控仪表的工作状况,防止失控,尤其应防止温度过高造成蜡料老化。

3.3每月检查一次蜡处理设备各导热油的液面位置,油面应距设备顶面200㎜左右,防止油溢出。

并注意检查设备有无渗油现象。

3.4经常检查环境状态,避免灰尘及外来物混入蜡料中。

压制蜡模工艺操作守则1 工艺要求室温24±3℃蜡缸温度54±2℃(大件应根据工艺要求设定)射蜡嘴温度57-64℃压射压力 4.2Mpa(42kgf/cm2)保压时间5-15s冷却水温度<10℃2 操作规程2.1 检查压蜡机油压、保温温度、操作按钮等是否正常。

精铸硅溶胶型壳工艺的改进

精铸硅溶胶型壳工艺的改进

精铸硅溶胶型壳工艺的改进Revised as of 23 November 2020一.前言:众所周知,全球精铸界通用的硅溶胶型壳工艺存在三大缺点:1.成本高。

2.制壳周期长。

3.铸件脱壳性差(型壳残留强度高)。

据统计,表面层型壳通用的耐火料锆英石砂、粉占型壳原辅材料成本的4 8%,占总生产成本的10%(平均值)[1] 。

优质锆英石资源稀缺,因而寻找它的代用品或减少其消耗量是当今国内外精铸界共同关心,重点研究的课题之一。

“快干”硅溶胶的推广应用和真空干燥设备的逐步完善,缓解了制壳周期长的缺点。

由于硅溶胶型壳高温强度高(是水玻璃型壳的倍),其相应的残留强度也高(是水玻璃型壳的倍),因而铸件的脱壳性能比水玻璃差得多。

加之大部分生产的精铸件是结构复杂的中小件,型壳残留强度高会严重影响后处理工序生产效率和增加材料工时成本、降低铸件表面质量,延误交货期。

我们通过学习国内外同行的先进经验,经过多年的努力研究和实践,在降低硅溶胶型壳生产成本和改善脱壳性方面取得了一定成效,特向精铸界同仁作一介绍,以期达到抛砖引玉的目的。

二.表面层制壳工艺的改进:〈一〉. 锆英石粉料的代用—长期以来锆英石是全球精铸业首选的型壳表面层耐火料。

正如2007年美国精铸学会(ICI)第54届年会论文所言:“锆英石与多种合金反应低、密度高、热化学性能好,要寻找替代用品是困难的”。

[2]1.美国在2006年前面层涂料的典型工艺是在锆英粉中掺加5-10%(质量)的熔融石英粉。

其主要目的是:降低成本,提高铸件尺寸精度和改善脱壳性、透气性。

国外重点工艺改进方向是:充分利用熔融石英纯度高,杂质少,密度和热膨胀系数小,加上高温“析晶”,低温“相变”的特点,使型壳在高温时保持高强度而在低温时因相变产生剧烈收缩(%)致使型壳残留强度大大降低,从而使铸件脱壳性、透气性、尺寸精度提高。

自2007年起,通过技术改进美国已有80%的精铸企业表面层涂料中的熔融石英粉掺入量已提高至50%(按体积比为%)。

硅溶胶熔模精密铸造工艺及装备研发生产方案(一)

硅溶胶熔模精密铸造工艺及装备研发生产方案(一)

硅溶胶熔模精密铸造工艺及装备研发生产方案一、实施背景随着制造业的不断发展,对于精密铸造工艺的需求日益增强。

传统铸造工艺存在一定的局限性,如砂型铸造工艺的精度不高、效率低下,而金属型铸造工艺则对模具的损耗较大,成本较高。

因此,研发一种新型的精密铸造工艺及装备成为产业发展的必然趋势。

二、工作原理硅溶胶熔模精密铸造工艺是一种以硅溶胶为原料,通过精密铸造技术将熔融金属倒入模具中,待冷却凝固后获得精密零件的工艺方法。

其工作原理主要基于以下步骤:1.硅溶胶制备:将硅酸盐溶液与催化剂混合,通过加热、搅拌等手段制备得到硅溶胶。

2.模具制备:将硅溶胶涂抹在耐高温的模型上,待其干燥后脱模,得到所需形状的模具。

3.金属熔融:将所需金属置于熔炉中加热至熔融状态。

4.金属灌注:将熔融金属通过管道导入模具中。

5.冷却凝固:待金属冷却凝固后,脱模得到精密零件。

三、实施计划步骤1.研发团队组建:组建由材料科学、机械工程、化学工程等领域专家组成的研发团队。

2.硅溶胶制备研究:研究硅酸盐溶液与催化剂的最佳配比,以及制备过程中的温度、压力等参数。

3.模具制备研究:研究硅溶胶在耐高温模型上的涂抹厚度、干燥时间等参数,以及脱模时的温度、时间等参数。

4.金属熔融研究:研究不同金属的熔点、导热性等性质,确定最佳的加热温度和时间。

5.金属灌注研究:研究金属在管道中的流动特性,确定最佳的灌注速度和压力。

6.冷却凝固研究:研究不同金属的冷却速度和凝固时间,确定最佳的冷却方式和温度控制方法。

7.装备研发:根据工艺要求,研发相应的精密铸造设备,包括硅溶胶制备设备、模具制备设备、金属熔融设备、金属灌注设备、冷却凝固设备等。

8.中试及优化:在实验室及中试基地进行小批量试制,并根据实验结果对工艺和装备进行优化改进。

9.产业化推广:将优化后的工艺和装备推广至产业界,实现产业化应用。

四、适用范围本工艺及装备适用于精密零件的制造,如航空航天、汽车、电子等领域。

具体适用范围根据市场需求及产业发展情况而定。

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精铸硅溶胶型壳工艺的改进一. 前言:众所周知,全球精铸界通用的硅溶胶型壳工艺存在三大缺点:1.成本高。

2.制壳周期长。

3.铸件脱壳性差(型壳残留强度高)。

据统计,表面层型壳通用的耐火料锆英石砂、粉占型壳原辅材料成本的48%,占总生产成本的10%(平均值)[1] 。

优质锆英石资源稀缺,因而寻找它的代用品或减少其消耗量是当今国内外精铸界共同关心,重点研究的课题之一。

“快干”硅溶胶的推广应用和真空干燥设备的逐步完善,缓解了制壳周期长的缺点。

由于硅溶胶型壳高温强度高(是水玻璃型壳的6.7倍),其相应的残留强度也高(是水玻璃型壳的2.8倍),因而铸件的脱壳性能比水玻璃差得多。

加之大部分生产的精铸件是结构复杂的中小件,型壳残留强度高会严重影响后处理工序生产效率和增加材料工时成本、降低铸件表面质量,延误交货期。

我们通过学习国内外同行的先进经验,经过多年的努力研究和实践,在降低硅溶胶型壳生产成本和改善脱壳性方面取得了一定成效,特向精铸界同仁作一介绍,以期达到抛砖引玉的目的。

二. 表面层制壳工艺的改进:〈一〉. 锆英石粉料的代用—长期以来锆英石是全球精铸业首选的型壳表面层耐火料。

正如2007年美国精铸学会(I CI)第54届年会论文所言:“锆英石与多种合金反应低、密度高、热化学性能好,要寻找替代用品是困难的”。

[2]1. 美国在2006年前面层涂料的典型工艺是在锆英粉中掺加5-10%(质量)的熔融石英粉。

其主要目的是:降低成本,提高铸件尺寸精度和改善脱壳性、透气性。

国外重点工艺改进方向是:充分利用熔融石英纯度高,杂质少,密度和热膨胀系数小,加上高温“析晶”,低温“相变”的特点,使型壳在高温时保持高强度而在低温时因相变产生剧烈收缩(-3.7%)致使型壳残留强度大大降低,从而使铸件脱壳性、透气性、尺寸精度提高。

自2007年起,通过技术改进美国已有80%的精铸企业表面层涂料中的熔融石英粉掺入量已提高至50%(按体积比为68.7%)。

其中更有20%工厂其石英掺入量高达75%(按体积比86.8%,锆粉仅占14.2%)[3]2. 我们根据分析和试验证实其工艺改进的关键技术要点有两方面:a.通过采用高致密度即优良级配的粉料提高了表面层涂料的工艺性能。

其中主要是“覆盖性”(涂层平均厚度δ)和致密性(粉液比n或粉料在涂料中的体积浓度k%)两项。

以往进口原包装澳大利亚锆粉配制的涂料其粉液比多为:n=3.2-3.7(ηΦ4=40±5s)而近年来已提高到n=3.9-4.6。

国内加工的锆粉则仍大部分为n=2.5-3.7。

b.在表面层涂料中加入少量(0.1%-0.2%占硅溶胶质量)“分散剂”。

它可在不影响涂料其他工艺性能前提下提高了涂料平均厚度(δ)15-25%(表三)。

同时还能改善涂料的均匀性,悬浮性。

使涂挂性和均匀性很差的熔融石英在锆英粉—硅溶胶涂料中掺入量有原5-10%提高到50%-75%。

试验和生产实践充分证明了上述结论。

从表一、二、三、四试验结果得出下列结论:1. 要提高混合涂料(锆英粉—熔融石英粉硅溶胶涂料)中熔融石英的掺入量,应采用较高致密度(n=3.9-4.6)的锆英粉(表一)及熔融石英粉(n=1.5)。

这两种粉料配制的混合涂料(锆粉70%+熔融石英粉30%)其致密性n=2.5-3.0(k=44-48.5%),ηΦ4=40±5(s),δ=0.08-0.09(表七),才能满足生产工艺要求。

2. 混合涂料用粉料粒度要求应符合表五规定。

注:1.采用GSL-101BI型“激光颗粒度测定仪”测定(丹东市辽宁仪器仪表研究所生产)。

2.粒度判定以DV90,DV50及Wo%三项指标为主要依据。

DV98,DV84为参考指标。

3.无粒度检测条件时,可将待测粉料与“标准”硅溶胶配制成“标准”涂料来判定粉料粒度大小及组成是否符合(表七)各项工艺性能指标规定。

3. 砂粉料(锆英石及熔融石英石)的物理化学性能要求:⑴.锆英石砂粉的物理性能应符合“中国铸造协会精密铸造分会”标准CICBA/C02.09-1999规定,但应确定砂、粉中游离铁(磁性物)含量。

即加工过程中混入的磁性物杂质(表九)。

⑵.熔融石英砂、粉,我国尚无精铸业内标准,参考国外资料结合我国生产厂具体情况暂按表八验收。

4.为改善混合涂料的工艺性能,提高熔融石英的加入量,涂料严格选用优质的粉料和合理进行两种粉料的级配外,加入适量的“添加剂”是不可缺少的措施[6] 。

实验证实:无论在锆英粉,熔融石英粉或两者配制的混合涂料中加入少量的“分散剂”能较大幅度地提高涂料的屈服值。

使涂料覆盖性(涂层平均厚度)提高,这正是国外精铸界能使锆英粉—硅溶胶涂料中熔融石英粉掺入量由原来5-10%提高到50-75%的主要原因和重要措施之一。

5.由表十一,十二及十三实验结果得出以下结论:⑴.在表面层涂料中加入少量“分散剂”能改变硅溶胶涂料的流变特性,增加涂料的屈服值从而可提高涂挂性和覆盖性(涂层平均厚度)δ可提高15-25%。

同时由于“分散剂”作用能使粉料“分散”不易“结团”。

使平均粒径减小因而δ增加。

虽然粉液比n略有下降,但致密性k%仍在要求范围之内(表七)。

涂料的均匀性,悬浮性,涂挂性和流平性均有提高。

“板结”“老化”时间延长(稳定性提高)。

⑵.由表十三可见:混合涂料中熔融石英粉掺入量可由原30%提高到50%,主要是通过“分散剂”加入后得到的效果。

⑶.“分散剂”的作用原理是:高分子长链会形成网状结构使涂料中细粉质点不易按触合并成大颗粒。

使粉料在涂料中分布更分散和均匀。

细粉(0.2-10μm)含量增加δ增厚提高了硅溶胶涂料的屈服值,不仅提高了涂料工艺性能,而且对稳定和提高铸件(型壳)表面质量和增加型壳透气性有利。

粉液比适当减小,涂料成本也能降低,但应控制在合格范围内(表七)。

<二>.表面层涂料加“锆砂”工艺[5]为了提高面层型壳(涂料)的致密性。

我们在表面层涂料中外加入10%的锆英砂(1 00/200目)(占锆粉质量)。

其效果是由于“砂粒”的掺入,提高了面层型壳干燥时抗拉强度,硅溶胶在失水、干燥收缩时可防止面层型壳产生裂纹。

这对于大平面或外表面积较大和铸件结构复杂、内外壁干燥速度差别大的铸件特别有效。

长江厂生产的“容积器”壁厚5m m,净重15kg,内腔深200mm。

过去表面层型壳须自干12小时以上,往往外表面已出现裂纹,铸件60-80%出现“飞翅”或“流纹”(线性缺陷)。

在表面层涂料中加砂后,多批生产260件,无一出现这类缺陷。

混合涂料中不宜加入密度太小的熔融石英砂,否则会在搅拌机底部及四周沉积。

而加入密度大的锆砂无此现象。

全锆粉或混合硅溶胶涂料加锆砂后均能改善涂料工艺性能,提高其致密性、流动性、流平性和均匀性。

减少了由涂料在复杂型腔内堆积而造成的“铁豆”,穿钢等缺陷。

尤其可降低型壳开裂的风险,其作用犹如在大平面水泥路上掺入砂、石,可防止水泥浆在失水干燥收缩时开裂的原理一样。

实践证实,细砂在涂料中加入量未影响铸件表面粗糙度。

当然,砂粒的粒度不宜过粗,以常用的100/200目或140/270目为宜(粒径d=0.075-0.10mm为最佳)不宜超过涂料层厚度。

目前这一工艺已为多家硅溶胶型壳和水玻璃型壳精铸应用。

效果良好。

综上实验及一年生产实践关于表面层涂料(不论是全锆粉或混合涂料)中加入锆英砂10%这一工艺措施,其主要特点如下:1.涂料加砂后除涂料致密性k%提高了4%左右,而其他工艺性能均未改变,但涂料的流平性,均匀性得到提高,表面层型壳强度(抗裂性)有所提高,硅溶胶在失水胶凝后的收缩应得以分散使表面层型壳开裂倾向降低,这对于大平面件,尤其是复杂型腔内外干燥不均匀的铸件最有价值,可大大减少表面产生飞翅(披锋)或“流纹”缺陷。

2.型壳表面致密性的提高,铸件表面质量相应提高,致密而光洁,使外观缺陷减少。

3.这一工艺同样适合于水玻璃型壳。

适合于涂料工艺性能较差的混合涂料。

(锆粉—熔融石英粉)硅溶胶,或白刚玉—硅溶胶涂料)。

<三>.锆英砂的代用——生产中表面层撒砂料消耗量和成本略高于粉料。

美国精铸业虽然大部分用熔融石英粉取代了锆英粉,但95%的工厂仍采用锆英石撒砂料。

只有少量企业用熔融石英粉或雷马斯砂(相当于我国的烧结铝矾土)国内精铸厂已有许多工厂已在上产中批量投产试用优质的电熔白刚玉砂,完全取代了锆英砂。

实践证明,只要选用纯度高、杂质少、游离铁(Fe O%)及含量低的精铸用电熔白刚玉撒砂料。

不会造成型壳残留强度高,铸件脱壳性恶化的问题。

表面层型壳、撒砂料只有密度高才能顺利进入复杂型腔、小孔、窄孔内固定涂层。

因而生产复杂件,目前只有刚玉砂可以替代锆砂。

较低密度的高岭石和熔融石英均难以应用(碳钢件,简单件例外)。

撒砂料的粒度应符合表十四规定(参照CICA标准)测定,商品代号为80/120目的精铸用砂,实际大多为100/200目。

撒砂粒度过粗易造成型壳“蚁孔”,铸件产生“毛刺”缺陷。

过细则会造成表面层型壳“分层”或“裂纹”。

铸件表面生成“流纹”或“飞翅”缺陷。

故其粒径应在d=0.08-0.15mm为宜,即100/200目(表十四)。

其含粉量<0.2%(过300目即d<0.045mm)表面层撒砂的粒径分布的要求是:相对集中,适度分散<四>.目前我们厂精铸件表面层型壳生产工艺为:1.表面层制壳工艺—①.涂料配比:锆英粉70%+熔融石英粉30%,外加10%锆英砂(占锆粉质量)(300-400目) (200-270目)②.撒砂:100%电熔白刚玉(100/200目)(郑州三星白刚玉厂)2.锆英砂物化性能:按CICBA/C02-09-1999,粒度按表五或表七验收。

FeO则应符合表九规定。

涂料中加锆砂粒度按表十四。

3.表面层型壳用电熔白刚玉砂的物化性能同锆英石可查标准。

4.目前我们正在小批试用涂料中加“分散剂”,尽早采用锆粉50%+熔融石英粉50%的表面层混合涂料,力争早日达到国外先进工艺水平。

5.据统计,表面层涂料熔融石英粉掺入量30%,撒砂100%改用电熔白刚玉砂,工艺改进后,型壳材料成本每月可降低2.3万元,年节约达27万元。

三.背层制壳材料的选用及工艺改进:(一)砂粉料合理选用:硅溶胶型壳三大缺点之一是型壳残留强度过高,铸件脱壳性差。

不仅与表面层或过渡层有关,还常和背层型壳耐火材料的合理选择关系密切。

背层型壳耐火砂、粉料虽在其单价成本比面层低得多(只有锆英石的1/10以下),但因层数多,每吨合格铸件约须消耗1.2吨耐火料,因而其在生产成本中也占相当大的比例,国内不少精铸企业在背层耐火料的选用上常将价格因素放在第一位,选购“价廉、质次”的砂粉料,其后果往往是铸件返修率、报废率和型壳破损、漏钢率增加,后处理成本大幅增高,铸件生产综合成本往往高过耐火料差价,结果是得不偿失。

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