硅溶胶粘结剂与制壳工艺讲义讲解学习
硅溶胶工艺制壳浆的浓度
硅溶胶工艺制壳浆的浓度硅溶胶工艺制壳浆的浓度，这听起来是不是有点高大上？别担心，今天咱们就轻松聊聊这玩意儿。
想象一下，你在厨房里做一道美味的菜，浓度就像调味料的比例，太多了味道太重，太少了又淡得像水。
这硅溶胶可不是随便的东西，得讲究浓度，才能做出理想的壳浆。
听上去是不是很复杂，其实不然，咱们一起来拆解这个话题。
硅溶胶就是用来制作那些耐高温、抗腐蚀的材料，简直就是工业界的小帮手。
你可以把它想象成一种神奇的液体，就像魔法药水一样。
浓度对它的作用就像是盐对菜肴的影响，太淡的硅溶胶，就好比没加盐的汤，喝上去没滋味；而浓度过高，嘿，像是盐放得太多，让人喝水都舌头发麻。
每种材料都有它的黄金比例，找到这个比例，才能达到完美的效果。
说到浓度，咱们得聊聊怎么调配。
你可以用水稀释硅溶胶，想象成你给果汁加水，不同的水量，就能调出不同的口感。
稀一点的可以用来喷涂，浓一点的则适合做模具。
很多人可能不知道，浓度高的硅溶胶在制壳过程中，会形成更坚固的壳，像是给作品披上了一层保护衣。
可别小看这层保护衣，真的是能挡风遮雨的好东西。
在实际应用中，不同的项目对浓度的要求也不一样。
比如说，有些高温合金铸造的时候，浓度得足够高，才能确保最终的铸件质量。
而有些小型的零部件，浓度可以稍微低一点，成本也能控制得更好。
就像选择衣服一样，春夏秋冬，得根据天气来选择合适的衣服，不然就得忍受冷风刺骨或者大汗淋漓。
调配浓度的时候，得有点耐心。
想想你在调味的时候，那盐撒多了就全毁了，硅溶胶也一样，浓度稍微不对，就得重来。
先试一小部分，做个小实验，看看效果，没必要一上来就搞大工程。
你可以把它看成一场化学实验，满怀期待地等待最后的结果。
还有一个重要的点，就是搅拌。
浓度均匀了，壳浆的性能才能更稳定。
想象一下，奶茶里得把珍珠和牛奶搅拌均匀，才能喝到那种顺滑的口感。
硅溶胶的搅拌也是这样，得保证每一滴都能发挥它的作用，这样才能确保壳浆在干燥后不会出现瑕疵。
哎，提到这儿，忍不住想起一个小故事。
2012特种铸造5熔模型壳制备
影响胶凝的因素
电解质：降低扩散层、固定层的电位，斥力下降 PH值：改变PH值，可加快胶体凝固 浓度：加快胶体凝固 温度：温度上升，运动加剧，胶凝加快
制壳过程可利用此四个影响胶 凝的因素来加速胶凝制壳过程。
硅溶胶
硅溶胶的制备 离子交换法 溶解法
以水玻璃为原材料，过滤出Na等无用离子， 加热浓缩变成硅溶胶。 以工业纯硅为原材料，在催化剂作用下溶于软水介质， 过滤后得到硅溶胶。
组成： 面层 过渡层 背层
石英 耐火材料、粘结剂、润湿剂、（消泡剂） 耐火材料、粘结剂
石英粉+粘土 铝矾土 高岭土
一般工厂提供水玻璃，模数偏低，密度偏高，需 进行调整。主要针对模数、密度进行调整。
水玻璃模数的调整
Na2O mSiO2 nH2O 2NH 4Cl mSiO (n 1)H2O 2NaCl 2NH3 2H2O 2
练习一：M=1.032×26/8.2＝3.3
水玻璃模数的调整
Na2O mSiO2 nH2O 2NH 4Cl mSiO (n 1)H2O 2NaCl 2NH3 2H2O 2
处理前后Na2O的质量含量：
b=1.032a/M b’=1.032a/M’
需去除Na2O的重量A：
粘度：影响粉液比。粘度低的硅溶胶可以配高粉液比的涂
料，所制型壳强度高，表面质量好。 胶体粒子直径：影响硅溶胶的稳定性和型壳强度。粒子越 大，溶胶稳定性越好，但凝胶结构中胶粒接触点越少，凝 胶不致密，型壳强度低。
生产上使用的硅溶胶:
SiO2 30% Na2O <=0.5% PH 9-10 运动粘度:<=8cp 胶粒直径:8-14nm
硅溶胶涂料
分类 面层 背层 过渡层
硅溶胶制壳车间操作流程
硅溶胶制壳车间操作流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!硅溶胶制壳车间操作流程主要包括以下几个步骤：1. 原材料准备在开始操作之前，首先需要准备好硅溶胶、催化剂、促进剂等原材料。
硅溶胶
论文已发表于《有机硅材料》2010年第3期一、熔模铸造型壳微观结构的形成过程硅溶胶涂料是粘合剂硅溶胶、耐火材料粉体和少量功能助剂的混合物。
硅溶胶熔模铸造制壳的过程实质上是硅溶胶涂料的胶凝过程，然后凝胶从湿凝胶变成干凝胶。
干燥是一个关键的工艺过程，干燥过程中毛细管力的作用使得型壳的内部微观结构发生了一系列的物理和化学变化，可大体分成4个阶段；但每个阶段之间没有严格的界限，或者渐变或者交叠。
1溶胶－凝胶转变阶段硅溶胶涂料浸润模具后，由于涂层表面水分的蒸发，表面与内部间将产生湿度差，内部水分在湿度差的推动下，以液态水的形式不断向表面扩散；同时硅溶胶的胶粒不断地以胶体分散状态被析出，析出的二氧化硅胶粒以氢键结合，构成骨架，形成连通的高分子毛细管结构，最后完全丧失流动性而转变成凝胶，此时凝胶为湿凝胶。
由于蒸发过程在涂层表面进行，该干燥过程处于恒速干燥阶段，水分蒸发速率近似等于该温度下的敞口容器中水的蒸发速度，因为蒸发速率正比于ΔP=P V－P A（式中，P A为环境蒸汽压；P V为体系液体蒸汽压）。
所以环境蒸汽压，即制壳间的湿度决定了该阶段水分的蒸发速度。
同时，随着水分的蒸发，涂层体积收缩，体积收缩的速率与水分蒸发的速度可近似认为相当。
2体积收缩干燥阶段硅溶胶二氧化硅胶粒形成凝胶的固体骨架，水作为分散介质充满在其中。
硅溶胶凝胶中的水共有4种存在形式，根据胶体的扩散双电层理论，胶核外有紧密层和扩散层，每一层都有离子，所以也就会有水存在，存在于紧密层中的水就是第二种水，扩散层中的水就是第四种水，紧密层与胶核之间也会有一部分以羟基形式存在的水，而第三种水是胶团之间相互靠近引起团聚时两个胶团之间会有一部分水被包含在其中：第一种是靠氢键作用直接吸附在二氧化硅胶粒上的水，是羟基形式；第二种是靠亲水基团吸附在胶粒周围的极化水层，是水合羟基形式；第三种是被二氧化硅胶体网络结构包裹在微孔中的水，是自由水形式，但运动受阻，类似“死水”；第四种是凝胶间隙中的水，是自由水形式。
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。
甲基三甲氧基硅烷改性工业硅溶胶的工艺及机理上课讲义
甲基三甲氧基硅烷改性工业硅溶胶的工艺及机理甲基三甲氧基硅烷改性工业硅溶胶的工艺及其机理【摘要】以有机硅氧烷和工业硅溶胶为主要原料，采用ｓｏｌ－ｇｅｌ方法获得了水性有机硅溶胶。
通过硅氧烷的选择、膜层性能检测以及ｐＨ值、水浴温度、改性时间等改性工艺的研究，获得ＭＴＭＳ改性硅溶胶的最佳工艺：ＭＭＴＭＳ／ＭＳｉＯ２为２∶１～４∶１；ｐＨ值３．５～５．５；水浴温度５０～７０℃；改性时间４０～１２０ｍｉｎ。
经ＦＴＩＲ分析和改性机理的探讨，表明ＭＴＭＳ水解生成的硅醇基团与硅溶胶粒子表面的羟基发生缩聚交联，屏蔽了硅溶胶内部的Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ键，对硅溶胶粒子进行了包覆改性。
１引言工业硅溶胶作为一种水性、无机粘结剂，广泛应用于涂料中提高膜层的理化性能。
但是，由于其在成膜过程中体积收缩大、干燥快，容易造成涂膜龟裂、流平性差等缺陷［１］,在涂料中的用量较少，不能够作为主要的成膜物质，使其无机粘结剂的性能优势受到限制。
应用中，硅溶胶常常与有机粘结剂复合使用或经过改性处理，如与丙烯酸酯、氟树脂等乳液混合，使两者的性能相互补充，研发有机－无机复合涂料［１－２］。
但是这种改性硅溶胶［３－６］中存在大量的有机组分，涂料在使用和成膜过程中存在高ＶＯＣ（ＶｏｌａｔｉｌｅＯｒｇａｎｉｃＣｏｍｐｏｕｎｄｓ），不环保；而且这种涂料涂层遇火易燃，一旦发生火灾，会释放有毒的气体和浓烟。
因此，结合我国涂料工业经济（Ｅｃｏｎｏｍｙ）、能源（Ｅｎｅｒｇｙ）、生态（Ｅｃｏｌｏｇｙ）和效率（Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）的４Ｅ要求，制备水性、低ＶＯＣ、无机不燃的涂料用于金属表面的装饰和防护［７］，具有较强的应用需求。
有机硅氧烷兼有无机和有机两种官能团，成膜时以Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ为主链，是一种有机－无机杂化高分子材料，用于涂层材料具有耐热、耐候等优良的理化性能［８］。
一些文献［９－１０］采用有机硅氧烷改性硅溶胶制备薄膜涂层，而硅溶胶是由硅酸乙酯的水解缩聚制备，且在改性过程中引入过多的有机组分；直接采用有机硅氧烷对工业硅溶胶进行改性，并制备水性涂料应用于金属表面的装饰和防护，文献报道较少［１１－１２］。
中温蜡硅溶胶制壳工艺流程及缺陷
中温蜡硅溶胶制壳工艺流程及缺陷下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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引言中温蜡硅溶胶制壳工艺是一种常用于铸造行业的工艺，通过在模具表面形成一层硅溶胶壳来实现铸件的成型。
_硅溶胶铸造生产工艺解读
硅溶胶铸造生产工艺一、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110－115℃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22±2℃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。
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2-13 涂料的质量控制
流杯粘度：一定容积的涂料流尽的秒数。 国内外常用的流杯是美国的Zahn流杯4#（#004） 和5#（#005）号杯。容积为44ml，出口孔径分别 为： 4#（#004）ø4.27、 5#（#005）ø5.28，大部 分采用4#（#004）居多。
2-14 流杯粘度测定终点的确定
2-17 模组清洗
模组清洗的目的：去除熔模上的油 污、灰尘、蜡屑。对模组轻度刻蚀，以 增加涂挂性。现在用环保型水基清洗剂 如ZF-301、YQA01代替有机清洗剂：三氯 乙烷、乙醇、丁酮等。
2-18 面层涂挂
面层涂挂是制壳工艺中的关键，只有 面层涂挂均匀、完整、没有漏涂或涂料堆 积才能获得内表面光洁、坚实的型壳内表 面，并撒砂一定均匀，即使在全自制壳流 水线中机械手只完成后2～5层，面层依然 由人工控制手工涂挂。
2-2 硅溶胶涂料组成
面层涂料： 由耐火材料、粘结剂、润湿剂、 消泡剂等组成。
过渡层涂料：由耐火材料、粘结剂组成。 背层 涂料：由耐火材料、粘结剂、选择性
改性材料（石墨粉等）组成。
2-3 润湿剂的作用
润湿剂是一种表面活性剂，其分子一般 由两种性质不同的原子基因组成：一种是非 极性的亲油基因，另一种是极性的亲水基因。 如聚氧乙烯烷基醇醚（J F C）
2-15 涂挂试片的测试
涂料层厚度可用涂挂试片测定其重量。涂 片重是采用40mm×40mm×2mm的不锈钢涂挂试 片来测试，涂片重越大，表明涂层越厚。流 杯粘度与涂片重配合使用，可以更好的反映 硅溶胶涂料性能。
2-16 硅溶胶制壳工艺
硅溶胶型壳采用干燥硬化的胶凝法，
其过程如下
清洗蜡模
上涂料
撒砂
干燥
PH 运动粘度mm2/S
1.15～1.19 9～9.5
≤6
1.20～1.22 9～10
≤8
SiO2胶粒直径nm 7～15 9～20
外观 乳白色或淡青色
无外来杂物
保存期 ≥一年 ≥一年
1-6 硅溶胶物化参数与其性能 及涂料、型壳性能的关系
1-7 SiO2含量
硅溶胶中 胶体含量的多 少，即粘结力 的强弱与型壳 高温强度关系
涂
电熔刚玉/kg
料
熔融石英/kg
锆英粉/kg
组
高岭石类熟料/kg
成
润湿剂/mL
消泡剂/mL
1
2
3
12.1 32～36
12.1 17～18
10 36～40
24 16 2.3～2.5 33～37 表面层
24 16 1.7～1.8 22～26 表面层
16 12 2.7～2.8 32±1 表面层
憎水
亲水
图（七）
2-4 润湿剂作用示意图
表面活性剂（润湿剂）有一薄层即可，用 量为硅溶胶的千分之一左右。参看图（八）
表面活性剂亲油基因在熔模表面的定向排 列
2-5
国内使用最多的润湿剂（表面活性剂） 为JFC，又称渗透EA，全名聚氧乙稀烷基醇醚。 同时还有润湿剂TX-10（OP-10）、农乳130、 农乳100、还有烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸 钠等。
2-19 手工浸涂
面层涂料一般流杯粘度控制在32～45s之 间，将清洗好的模组吹干后以30°左右角度缓 慢地浸入面层涂料浆中稍作旋转，注意蜡模上 的文字、凹槽、转角、小孔和盲孔，一定吹掉 气泡，涂挂要均匀，必要时可用压缩空气轻轻 吹拂，同时可用笔刷涂料，最好浸涂两次，一 定采用淋砂机撒砂，在撒砂时一定不停的转动 在模组上形成完整均匀的面层。若不能获得均 匀完整的涂层要重新沾浆涂挂。
2-22 真空沾浆
在真空条件下进行涂挂，以达到 消泡的目的。操作比较麻烦，但效果 比较好。
总之，面层涂挂是制壳的关键， 要根据不同结构的铸件，进行适当的 调整。
2-23 对于深孔及盲孔的面层涂挂
1、预制陶瓷型芯。 2、涂两层涂料（撒砂）后，用砂灌满
后堵孔作假芯。
2-24 过渡层涂挂
把面层干燥好的模组吹去浮砂，浸入 预湿剂中，停留不超过2秒取出，滴净预湿剂 在约3～5秒，以30°浸入过渡层涂料桶中进 行沾浆，也建议采用淋砂机，过渡层也一定 均匀，特别是槽、孔、凹字和转角涂料易堆 积部分，一定吹均匀，滴净多余涂料后迅速 淋砂。
2-6 消泡剂
加入润湿剂后，涂料的表面强力下 降了，搅拌过程中易将空气卷入形成气 泡，为此，需加入消泡剂来消泡，消泡 剂一般为有机添加剂，如硅树脂、醇类。
2-7
消泡剂作用使气泡表面膜被拉伸变薄而 使气泡破灭（图九）
2-8 硅溶胶涂料配方
几种国内硅溶胶涂料配方
加 入
名称
序
号 量
硅溶胶[ω(SiO2)=30%]/kg
2-20 两次沾浆
两次沾浆是指模组分两次分别在不同流 杯粘度的面层浆桶中沾浆。 第一次是在流杯粘度小的浆桶中沾浆，大约 流杯粘度在15～20s。 第二次在流杯粘度在35～40s的大粘度桶中 再次沾浆后撒砂。
2-21 喷涂加浸涂
先用喷枪把稀涂料喷在模组上， 不撒砂，然后马上浸涂在正常涂料中， 达到消除气泡的目的。
4
5
10
10
16～17
14～15
1.82～1.85 1.81～1.83
19±1
13±1
过渡层
背层
2-9 粉液比
配方中耐火材料和粘结剂（硅溶胶）的 重量比称之为粉液比。它直接影响涂料及型 壳的性能。应加以严格控制。
涂料粉液比高，所制型壳内表面致密， 铸件表面质量好。
涂料粉液比高，所制型壳强度高，铸件 精度高。
2-10 粉液比高低，取决于硅溶胶的 粘度和耐火粉料的粒度及粒度级配。
图（十）
2-11 硅溶胶涂料的配制
加料顺序：1）硅溶胶2）润湿剂3）耐火粉料 4）消泡剂
搅拌时间： 面层
全部新料24h 部分新料12h 背层 全部新料10h 部分新料5h
2-12 涂料配制需长时间均匀搅 拌，特别新配涂料，严格控制 搅拌时间，到时方可测定涂料 流杯度和涂片厚度。
硅溶胶粘结剂与制壳工艺讲义
1-3 图（一） 硅溶胶电子显微镜照片
1-4 图（二） 二氧化硅胶粒表面的扩散双电层及电位
1-5 熔模铸造制壳用硅溶胶技术指标
熔模铸造用硅溶胶技术要求（HB5346-1986）
SiO2%
GRJ-26 24-28
Na2O%
≤0.3
GRJ-30 29-31 ≤0.5
密度g/cm3
1.16～25 1.21～30 1.27～35 1.31～40
密度/g/Cm3 1.16～1.31
25～40
1-8 Na2O含量
PH值
1-9 运动粘度
1-10 胶体粒子直径
2-1 硅溶胶涂料
硅溶胶涂料种类： 面层涂料——影响铸件表面质量 过渡层涂料——将面层润湿和背层粘结好 背涂料——影响型壳强度和铸件精度