谈谈硅溶胶水玻璃复合型壳
《水玻璃型壳》
第三章水玻璃型壳水玻璃型壳包模铸造在中国已有多工龄史，应用也比较广泛。
近年来，由于采用了以耐火粘土或铝矾土耐火材料为增强剂的高强度型壳，应用了一些新的硬化剂、表面活性剂和新的制壳工艺，在一定程度上改善了型壳的高温性能，提高了铸件质量，使水玻璃型壳得到进一步的推广和应用。
第一节 水玻璃耐火浆料及其配制一、水玻璃耐火浆料的组成和作用l.水玻璃粘结剂1 模数和比重的选择水玻璃的模数和比重对型壳质量影响很大，故在生产中必须严加控制。
要使型壳硬化时能析出足够数量的硅氧凝胶，以保证其强度和表面质量，水玻璃的模数不能过低，但过高也是不利的，因为模数过高，易使型壳脆性大，容易产生裂纹。
此外，模数过高时，配制的浆料稳定性低，存放性差，易老化失效，制壳时还容易过早结皮而沾不上砂子。
在实际生产中，为了保证水玻璃粘结剂中的SiO2含量和浆料的稳定 模数控制在3.0～3.4范围内。
比重是水玻璃中硅酸钠厚度的间接指标。
模数一定时，比重大，则水玻璃中SiO2绝对含量高，型壳强度大。
但比重也不宜过高。
对于表面层浆料而言，比重过大时，型壳表面易产生蠕虫状孔洞，且浆料粘度相应增大，硅氧胶薄膜过厚，渗透硬化能力减弱，故浆料层不易硬化深透。
根据试验，当比重大于1.340时，型壳硬化层厚度将显着减小(图3-2)，这时即使延长硬化时间，作用也不大。
所以实际生产中水玻璃比重以不超过1.340为宜。
表面层浆料宜用比重较低的水玻璃，一般为1.280～1.310。
比重低有利于硬化深透，且可适当增加填料粉加入量，以提高型壳表面的耐火度和致密度。
加固层浆料宜用比重较高的水玻璃，一般为1.31~1.34。
用聚合氯化铝为硬化剂时，为了改善浆料层的渗透硬化能力，宜选用更低的比重。
表面层浆料可选为1.265～1.285；加固层浆料可选为1.270～1.290。
由于硬化过程中产生硅氧胶与铝氧胶的共凝，故降低水玻璃比重不致影响型壳强水玻璃耐火浆料通常由水玻璃粘结剂、耐火粉料和表面活性剂等材料组成。
水玻璃型壳
第三章水玻璃型壳水玻璃型壳包模铸造在中国已有多工龄史，应用也比较广泛。
近年来，由于采用了以耐火粘土或铝矾土耐火材料为增强剂的高强度型壳，应用了一些新的硬化剂、表面活性剂和新的制壳工艺，在一定程度上改善了型壳的高温性能，提高了铸件质量，使水玻璃型壳得到进一步的推广和应用。
第一节 水玻璃耐火浆料及其配制一、水玻璃耐火浆料的组成和作用l.水玻璃粘结剂1 模数和比重的选择水玻璃的模数和比重对型壳质量影响很大，故在生产中必须严加控制。
要使型壳硬化时能析出足够数量的硅氧凝胶，以保证其强度和表面质量，水玻璃的模数不能过低，但过高也是不利的，因为模数过高，易使型壳脆性大，容易产生裂纹。
此外，模数过高时，配制的浆料稳定性低，存放性差，易老化失效，制壳时还容易过早结皮而沾不上砂子。
在实际生产中，为了保证水玻璃粘结剂中的SiO2含量和浆料的稳定 模数控制在3.0～3.4范围内。
比重是水玻璃中硅酸钠厚度的间接指标。
模数一定时，比重大，则水玻璃中SiO2绝对含量高，型壳强度大。
但比重也不宜过高。
对于表面层浆料而言，比重过大时，型壳表面易产生蠕虫状孔洞，且浆料粘度相应增大，硅氧胶薄膜过厚，渗透硬化能力减弱，故浆料层不易硬化深透。
根据试验，当比重大于1.340时，型壳硬化层厚度将显着减小(图3-2)，这时即使延长硬化时间，作用也不大。
所以实际生产中水玻璃比重以不超过1.340为宜。
表面层浆料宜用比重较低的水玻璃，一般为1.280～1.310。
比重低有利于硬化深透，且可适当增加填料粉加入量，以提高型壳表面的耐火度和致密度。
加固层浆料宜用比重较高的水玻璃，一般为1.31~1.34。
用聚合氯化铝为硬化剂时，为了改善浆料层的渗透硬化能力，宜选用更低的比重。
表面层浆料可选为1.265～1.285；加固层浆料可选为1.270～1.290。
由于硬化过程中产生硅氧胶与铝氧胶的共凝，故降低水玻璃比重不致影响型壳强度。
且渗透硬化条件好，还可显着降低型壳的残留强度，铸件易于清砂。
阀体铸造工艺
2021/5/14
一）特种铸造工艺
1）熔模铸造 阀门行业常用的方法，主要生产中小铸件。 两种工艺方法：
原砂
呋喃树脂加入量占 固化剂加入量占
原砂重量比
呋喃树脂重量比
硅烷加入量占 呋喃树脂重量比
100%
1-2%
30-50%
0.1-0.3%
树脂自硬砂最好采用连续式混砂机。各种原料的加入顺序如下： 原砂+固化剂（对甲苯磺酸水溶液）-（120～180S）-树脂+硅烷-（60～
90S）-出砂
2021/5/14
10in-300闸阀阀体，450Kg
阀体铸造工艺
主要内容
铸造概述
铸造工艺简介及发展
，。
合金元素对钢的铸造性能影响
铸件的质量控制
铸造CAE技术服务平台简介
2021/5/14
1、铸造概述
一）何为铸造：将液体金属浇到具有与零件形状相适 应的铸型空腔中，待其凝固后，以获得一定形状尺 寸和表面质量的零件的产品，称之为铸造。 三大要素：合金、造型、浇注凝固 最大优势：可以成形复杂零件
所用的原辅材料大多来源广，价格低廉，如废钢、砂等。 铸件可通过先进的铸造工艺方法，提高铸件的尺寸精度和表面质量，
使零件做到少切割和无切割。 铸件综合成本低，投资少，上马快。 铸造部分企业工艺落后，机械化程度低，生产效率低。 铸件的尺寸精度低、表面质量差、企业效益差。高耗能、高污染、高
型壳制备工艺.
2. 工序
铜合金铸件铸造技术 精品资源共享课程
水玻璃中SiO2很少一部分以溶胶状态 存在，大部分以化合物状态存在，为了使
化合物状态的起粘结作用，就必须通过化 学反应使化合物中的SiO2单独以溶胶状态 析出起粘结作用。 因此水玻璃型壳制壳工
序要比硅溶胶复杂。
上涂料
撒砂
铜合金铸件铸造技术 精品资源共享课程
4.表面活性剂
A.表面活性 剂的作用
B.加入方法
铜合金铸件铸造技术课程组
C.常用活 性剂
铜合金铸件铸造技术 精品资源共享课程
5.质量控制
A.涂料粘度
定义 粘度是指涂料流动时 悬浮液内部质点之间的内摩 擦。年度不但决定了流动性， 也决定了涂料层的厚度和涂 覆的均匀度，所以粘度是涂 料质量的主要指标。
Be’)
熔模铸造用 水玻璃： M≥3.0
3）水玻璃的指标
铜合金铸件铸造技术 精品资源共享课程
A.模数、比重 与粘度关系
B.模数和比重 的选择
by Guild Design Inc.
模数相同：比重越高，粘度越大； 比重相同：模数越高，粘度越大。
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当M=3.0～3.4：加水调 整比重
当M＜3.0：除了调整比 重，还需提高模数 当M＞3.6：降低模数
提高模数： 提高SiO2 含含量量。或降低Na2O 降低模数：增加Na2O含量。 加入以10～30%水溶液形 式加入工业氢氧化钠，并
充分搅拌。
Na2O mSiO2 nH2O + 2NH4Cl mSiO2 (n -1)H2O + 2NaCl + 2NH3 +2H2O
水玻璃型壳
第三章水玻璃型壳水玻璃型壳包模铸造在中国已有多工龄史，应用也比较广泛。
近年来，由于采用了以耐火粘土或铝矾土耐火材料为增强剂的高强度型壳，应用了一些新的硬化剂、表面活性剂和新的制壳工艺，在一定程度上改善了型壳的高温性能，提高了铸件质量，使水玻璃型壳得到进一步的推广和应用。
第一节 水玻璃耐火浆料及其配制一、水玻璃耐火浆料的组成和作用l.水玻璃粘结剂1 模数和比重的选择水玻璃的模数和比重对型壳质量影响很大，故在生产中必须严加控制。
要使型壳硬化时能析出足够数量的硅氧凝胶，以保证其强度和表面质量，水玻璃的模数不能过低，但过高也是不利的，因为模数过高，易使型壳脆性大，容易产生裂纹。
此外，模数过高时，配制的浆料稳定性低，存放性差，易老化失效，制壳时还容易过早结皮而沾不上砂子。
在实际生产中，为了保证水玻璃粘结剂中的SiO2含量和浆料的稳定 模数控制在3.0～3.4范围内。
比重是水玻璃中硅酸钠厚度的间接指标。
模数一定时，比重大，则水玻璃中SiO2绝对含量高，型壳强度大。
但比重也不宜过高。
对于表面层浆料而言，比重过大时，型壳表面易产生蠕虫状孔洞，且浆料粘度相应增大，硅氧胶薄膜过厚，渗透硬化能力减弱，故浆料层不易硬化深透。
根据试验，当比重大于1.340时，型壳硬化层厚度将显着减小(图3-2)，这时即使延长硬化时间，作用也不大。
所以实际生产中水玻璃比重以不超过1.340为宜。
表面层浆料宜用比重较低的水玻璃，一般为1.280～1.310。
比重低有利于硬化深透，且可适当增加填料粉加入量，以提高型壳表面的耐火度和致密度。
加固层浆料宜用比重较高的水玻璃，一般为1.31~1.34。
用聚合氯化铝为硬化剂时，为了改善浆料层的渗透硬化能力，宜选用更低的比重。
表面层浆料可选为1.265～1.285；加固层浆料可选为1.270～1.290。
由于硬化过程中产生硅氧胶与铝氧胶的共凝，故降低水玻璃比重不致影响型壳强度。
且渗透硬化条件好，还可显着降低型壳的残留强度，铸件易于清砂。
硅溶胶应用介绍
硅溶胶详细说明：分子式：mSiO2.nH2O英文名称：Silica sol外观要求：乳白色半透明或透明胶状液体。
执行质量标准：HG/T2521-2008物化性质: 为直径数纳米至百纳米的超微细颗粒分散在水中的乳白色胶体溶液。
加热固化成硅胶。
不燃、不爆、无毒。
在胶体二氧化硅粒子表面的离子为水合型，因水分子覆盖而有亲水性。
与有机物相溶性不好，对于用醇、丙酮等与水任意比例混合成的有机溶剂有相溶性。
溶于氢氟酸和氢氧化钠溶液。
不溶于其它无机酸。
产品详细描述：硅溶胶是无定形二氧化硅胶体粒子在水或有机溶剂中的分散体系，分子式表示为mSiO2•nH2O。
硅溶胶在科研及各工业领域的广泛应用与它的特点有着密切关系，从硅溶胶的性质出发可发现主要性状有：1)由于胶体粒子细微(10-20nm)，有相当大的比表面积，粒子本身无色透明，不影响被覆盖物的颜色；2)粘度较低，水能渗透的地方都能渗透，因此和其他物质混合时分散性和渗透性都非常好；3)当硅溶胶水分蒸发时，胶体粒子牢固地附着在物体表面，粒子间形成硅氧结合；4)附着在固体表面的二氧化硅粒子可增大摩擦系数，干燥或烧结可形成固态凝胶，因而具有一定的耐久性，既可形成具有比表面积大及均匀细孔的凝胶，又可均匀分散粉料，增加悬浮体的稳定性；5)通过Si—OH基和吸附水可提高润湿性和防止带电的性能；6)可浸入充填到多孔性物质中，使表面平滑；通过均匀混合微粒，可使有机树脂进行机械、光学及电性能方面的改性增强；7)溶胶为液状，能进行均相反应，以硅溶胶代替二氧化硅作原料进行反应，可提高反应速度。
当然根据不同的制备工艺及不同反应条件所制得的硅溶胶性质上是有所差别的。
本工厂从事硅溶胶材料的研究、生产、销售于一体已有十多年的经验，多年来，通过我们的不断研究和实践，主要产品有：碱性硅溶胶、酸性硅溶胶、高纯度抛光级硅溶胶、中性硅溶胶、大粒径硅溶胶、高浓度硅溶胶，钠型纳米硅溶胶、涂料专用硅溶胶等。
本工厂生产的各种系列硅溶胶产品质量可靠稳定，价格合理，用户遍及全国各地及欧洲各国。
水玻璃_硅溶胶复合型壳的应用
2 水玻璃2硅溶胶复合型壳性能
21 1 型壳性能测定 将已制成的型壳分成 A ,B 2 组 ,采用蒸汽及热
水 2 种不同的方法脱腊 。A 组为蒸汽脱腊 ,B 组为 热水脱腊 ,见表 4 。
表 4 复合型壳性能测定
脱蜡 型壳湿 型壳高 焙烧温 型壳表层 表面粗糙 公差等级 型壳
used fo r p roducing casting , especially high alloy steel casting. The surface ro ughness (about Ra3. 2) of cast2 ings p roduced wit h silica sol water - glass co mpo und shell is 1～1. 5 grade lower t han t hat wit h water glass shell. And t he dimensional accuracy is imp roved as well.
及 01 02 %残余 Na2 O , 形成的低熔点化合物 Na2 O 及 SiO2 降低了型壳的高温强度 。
3) 复 合 型 壳 经 现 场 生 产 应 用 , 浇 注 ZG0Cr17Ni4Cu4Ni 脱扣支架精铸件 ,铸件经清理喷 砂后 ,测定其表面粗糙度 (应用表面粗糙度 R a 样 板) R a31 2 ,大面积检查 , R a 均在 61 3 以下 , 与水玻 璃型壳相比 , 表面粗糙度 R a 约降 1～11 5 级 (水玻 璃型壳的表面粗糙度 R a121 5～61 3) ,尺寸精度也提 高 1～2 级 。 21 2 复合型壳表面质量机理探讨
10 - 3
11 2 硅溶胶表面层涂料
水玻璃型壳工艺及特点
水玻璃型壳工艺及特点一、原水玻璃技术参数（纯碱水玻璃）。
1.水玻璃模数：M=SiO2/Na2O×1.032 M=3.2～3.42.水玻璃密度（ρ）g/cm3=1.36～1.40 波美度：（°Be’）38～423.化学成分（质量百分数%）SiO2≈27.20～29.10Na2O≈8.2～9.0Fe≤0.054.波美度°Be’与ρ的关系 ρ= 145/145～°Be’ 。
5.水玻璃的基本特点①水玻璃呈青灰色或淡黄色透明的粘滞性液体。
②水玻璃呈碱性。
PH值11～13.③水玻璃在低温时易冻结冰点在-2℃～-14℃。
④水玻璃无限溶于水。
二、国内常用的水玻璃制壳工艺1.表面层涂料面层涂料直接与蜡模接触，是形成均匀、光洁、致密的型壳和表层，因而直接影响铸件的表面质量。
因此要求面层涂料应具有良好的复制性，使之能精确地复制出蜡模的形状和表面。
此外，涂料还需要有良好的流动性，耐火度与抗渣性要好,粉料粒度要细而均匀,级配合理。
故面层硅粉SiO2≥98%粒度为270目的特级或一级精制硅粉。
三、背层涂料（即加固层涂料）加固层涂料的作用在于造成一个强固的型壳，以承受液金属的冲击，还为了增加型壳的透气性，加固层涂料的粘度比表面层低,撒砂粒要粗以增加型壳的透气性和强度，应能保证涂料层硬化充分。
加固层涂料有三种类型1）低强度型壳：水玻璃：石英粉（200目）=1.05～1.10 水玻璃ρ=1.30～1.32.2）曾强型型壳：水玻璃：石英粉：耐火泥（200目）=3:2:1耐火泥为生料，但Al2O3必须大于25%。
水玻璃ρ=1.32～1.343）高强度型壳 水玻璃：铝矾土（200目）=1:1.10～1.50 水玻璃ρ=1.32～1.34水玻璃： 莫来粉（200目）=1.10～1.50水玻璃： 匣钵粉 （200目）=1.10～1.50目前应用广泛的是增强型型壳与高强度型壳。
低强度型壳主要应用于铝合金与铜合金。