快干硅溶胶的生产应用_崔春兰

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因快干硅溶胶进行了表面改性 ,从而使胶体表面结构产 生了变化 ,铝离子进入了胶体的固定层 (见图 2) ,使去电位 下降 ,胶体水化层变薄 (见图 3) ,从而加速胶凝过程 。
图 2 快干硅溶胶胶粒表面结构示意图
3. 2 高聚物作为催化剂促使
SiO2 胶团凝胶的水分平 衡点提高
通过 有 选 择 性 加入 高 聚
Abstract:A new kind of quick2draying ludox is introduced to shorten the interlayer drying time of shells to 1 - 2 hours. It has high - temperature strength and residual strength equivalent to silester. W hat’s more, the performance of the shells and the shell making speed has comp letely app roached to the international level of high2quality quick2drying ludox. Key words: qu ick2dry ing ludox; prec ision ca sting
(2)快干硅溶胶增加面层涂料的弹性与湿强度 ,减少或 去除面层干燥过快及铸件结构引起的裂壳 、剥落等质量问题。
(3)增加硅溶胶与耐火粉料的附着力 ,增加浆料与耐火 骨料的粘接强度与涂附性 ,增加型壳强度 ,减少涂层及型壳 厚度 。
(4)改善型壳的透气性 。焙烧使高聚物挥发 ,在型壳内 形成微细的排气通道 ,增加透气性 ,减少铸件对水流 、薄细处 的浇不足等缺陷 。
Production and App lication of Quick2drying Ludox
CU I Chun2lan, L IU Xian2fu, ZHANG Hua, LUO Yong2bin, WANG Hong
(Harbin Turbine Company L im ited, Harbin 150046, China)
排除 、蒸发 、进一步促进凝胶 ,
扩散双电层及电位
提高湿强度 。
3. 3 高聚物对胶粒的绑缚作用加快制壳过程
高聚物对胶粒的物理绑缚作用能使上层涂料的硅胶尚
未胶凝时就沾下一层涂料 ,其未胶凝的胶粒并不会被冲下
来 ,从而大大缩短了层间干燥时间 。
4 结 论
(1)快干硅溶胶在制壳间温度 、湿度 、风速合理时 ,层间 干燥时间可缩短至 1h～2h,制壳后 12h～24h风干就可脱脂 。 其型壳高温强度和残留强度与硅酸乙酯型壳相当 。
面层涂料 第三层涂料 背层涂料
表面层
背层
背层
锆英面砂 100目 22 ～26 50 ～70
1 ～2 渗透剂 T
莫来石砂 60 /30目
22 ～26 40 ～60 6 ～8 1 ～2
莫来石砂 30 /16目
22 ～26 40 ～60 6 ～8 1 ～2
封浆 背层
22～26 40～60 6～8 1～2
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第 47卷 第 1期 2005年 2月
汽 轮 机 技 术 TURB INE TECHNOLOGY
Vol. 47 No. 1 Feb. 2005
快干硅溶胶的生产应用
崔春兰 ,柳贤福 ,张 华 ,罗永滨 ,王 宏
(哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 ,哈尔滨 150046)
摘要 :介绍了新型快干硅溶胶 ,可使型壳层间干燥时间缩短到 1h～2h,并且具有很高湿强度时 ,高温强度和残留强 度与硅酸乙酯相当 。而且在型壳性能 、制壳速度上已全面接近国际优质快干硅溶胶水平 。 关键词 :快干硅溶胶 ;精密铸造 分类号 : TG211 + . 1 文献标识码 : A 文章编号 : 100125884 (2005) 0120079202
80
汽 轮 机 技 术
第 47卷
氨水随加入时间的延长而分解 ,增加了调整 pH 值的频 率 ,氨水还有较浓重的刺激气味 。但是 ,由于其相对较低的 pH值 ,与 KOH比较容易被浆料吸收 。
使用 KOH可以减少 pH值调整的频率 ,但是在使用其调 整 pH值时 ,必须格外小心 ,少量的添加 KOH 溶液不会影响 型壳的耐火性能 。
3
4. 55
12. 95
6
2. 30
6. 90
表 5 快干硅溶胶涂料的湿强度型壳性能
试样 致裂载荷 粉碎载荷 试样 致裂载荷 粉碎载荷
编号
kN
kN
编号
kN
kN
1
2. 7
5. 6
4
4. 0
8. 0
2
2. 2
5. 2
5
3. 0
5. 6
3
2. 8
6. 0
6
2. 6
6. 6
3 快干机理
与普通硅溶胶相比 ,快干硅溶胶能使型壳快速建立湿强 度 ,并提高型壳最终湿强度 ,从而大大缩短制壳的层间干燥 时间 ,下面对快干硅溶胶快干机理进行探讨 。 3. 1 胶体结构变化促进型壳干燥
物 ,高 聚 物 作 为 催 化 剂 促 使
SiO2 胶团凝胶的水分平衡点提 高 ,浆料涂层在涂附浆料后 ,砂
料的吸附促使其中的水分迅速
外渗 ,使浆料层的水分达到凝
胶的平衡点 ,开始形成凝胶 ,快
速建立湿强度 。同时 ,均匀弥
散来自百度文库高聚物具有良好的排水性
能 ,促使浆料层中的水分快速 图 3 二氧化硅粒子表面的
胶粒平均直径 , nm 9. 0～10. 5
1. 2 制壳工艺参数
快干硅溶胶所配涂料如表 2所示 、制壳工艺参数如表 3
所示 。
表 2
快干硅溶胶涂料
涂料种类 面层 背层
耐火材料 锆石英 莫来石粉
粉液比 3. 6～4. 0: 1 1. 3～1. 66: 1
涂料粘度 , s 18 ～25 9～13
1. 3 浆料的维护 1. 3. 1 利用 KOH或氨水调整桨料的 pH值
用 KOH粒或片与蒸馏水配置 2% ～2. 5%的 KOH溶液 。 经充分搅拌形成均匀一致的溶液 。将适量的稀释后的 KOH 溶液加入到浆料中 ,要充分搅拌 。
氨水 (28% ～30% NH3 ) 需要用蒸馏水按 1: 1的比例稀 释 ,稀释后须搅拌均匀并缓慢地加入浆料中 。 1. 3. 2 浆料中细菌含量的控制
2 生产试验
对 73B末级叶片 (重量 40kg的三维扭曲叶片 ) 、73B 次 末级叶片 (重量 21. 6 kg的三维扭曲叶片 )进行了工艺试验 。 其工艺按表 3快干胶制壳工艺进行生产 。涂层 73B 末级叶 片由原来的 (15层 +强化层 )调整到 11层 ; 73B 次末级叶片 由原来的 (13层 +强化层 )调整到 9层 。制壳后 12h～24h大 风吹干后 ,进行蒸汽脱蜡 、焙烧 (其焙烧工艺如图 1所示 ) ,全 部型壳无一漏壳 ,全部精铸件合格 。
历史最久 。但随着环保要求越来越高 ,硅酸乙酯制壳车间空
气中酒精 、氨水等挥发物含量已超过环保法要求 ,需对制壳 1 快干硅溶胶
车间空气进行净化处理 ,从而大大增加成本 ,使得原使用硅
酸乙酯粘结剂的厂家不得不考虑是否需改用其它粘结剂 。 1. 1 理化指标
硅溶胶粘结剂制壳时无味 ,使用方便 ,配制涂料稳定性好 ,型
消泡剂 ,干燥速度慢 ,湿强度较低 ,制壳周期长是应用中的主
0 前 言
要问题 。快干硅溶胶一直是各国研究的课题 。近来开发的
新型快干硅溶胶在生产中应用 ,制壳的层间干燥时间缩短到
熔模制造行业广泛使用的为硅溶胶和硅酸乙酯两种粘 1h～2h,高温强度和硅酸乙酯型壳相当 ,而且在型壳性能 、制
结剂 ,两者各有千秋 。硅酸乙酯粘结剂在工业生产中使用的 壳速度上已全面接近国际优质快干硅溶胶水平 。
图 1 焙烧工艺
快干硅溶胶涂料的型壳性能如表 4所示 ,快干硅溶胶涂
料的湿强度型壳性能如表 5所示 。
表 4
快干硅溶胶涂料的型壳性能
试样 致裂载荷 粉碎载荷 试样 致裂载荷 粉碎载荷
编号
kN
kN
编号
kN
kN
1
3. 10
10. 10
4
4. 40
10. 50
2
3. 45
11. 95
5
3. 50
10. 00
理化指标如表 1所示 。
壳性能好 。但硅溶胶涂料对蜡模润湿性差 ,需加入湿润剂和
表 1
快干硅溶胶的理化指标
SiO2 , % 24～26
Na2O , % ) 0. 3
pH 值 9. 5～10. 1
密度 , g / cm3 1. 21
粘度 (25℃) , c. p 5. 4
颜 色 乳白色
加强剂 , % 8
利用氨水或 KOH来增加桨料的 pH值 ,这两种方法都有 其优缺点 。 收稿日期 : 2004203202 作者简介 :崔春兰 (19652) ,女 ,工程师 。
表 3 涂料种类
涂层
撒沙
温度 ( ℃) 湿度 , % 风速 , m / s 干燥时间 , h 活性剂
快干硅溶胶制壳工艺参数
由于硅溶胶长期暴露在高温环境中 ,操作过程中浆料会 受到来自空气 、灰尘的污染 ,就会出现细菌的生长 。
为了控制细菌含量 ,加入适量漂白剂溶液 ,用等量蒸馏 水稀释 ,缓缓加入浆料中 ,搅拌 30m in后浆料即可使用 。在 不能检测细菌含量的工厂 ,可每 2 周添加一次漂白剂溶液 。 如果细菌严重 ,在几天里分多次小剂量加入比一次大剂量加 入效果要好 。