硅溶胶水玻璃复合型壳制壳工艺
水玻璃型壳铸造工艺流程
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水玻璃制壳工艺过程
铜合金铸件铸造技术课程
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
铜合金铸件铸造技术课程
水玻璃制壳工艺过程
制作人：杨兵兵
陕西工业职业技术学院
水玻璃制壳工艺过程
1
准备工作
2
制壳工序
铜合金铸件铸造技术课程
准备工作
模组的除油和脱脂
在采用蜡基模料制熔模时，为了提高涂料润湿模组表面的能力 ，需将模组表面油污去除掉，故在涂挂涂料之前，先要将模组浸泡 在中性肥皂片或表面活性剂（如烷基磺酸钠、洗衣粉）的水溶液中 ，中性肥皂片在水溶液中的含量约为（0.2～0.3）%，而表面活性剂 的含量约为0.5%。表面活性剂的极性端（亲水基）易吸附涂料，它 的非极性端（憎水基）易吸附在蜡模上，故通过表面活性剂，涂料 就易覆盖在蜡模表面。
上涂料
撒砂
前干
燥
பைடு நூலகம்硬化
硬化 前干
燥
脱蜡
图2 制壳工序流程图
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浸浆
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面层硬化前干燥
面层硬化前干燥
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NH4Cl硬化
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面层
背层硬化后干燥
硬化后干燥
二层
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清洗蜡模组
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制壳工序
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。
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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硅溶胶水玻璃复合工艺易出现的问题
一、对硅溶胶水玻璃复合工艺的介绍硅溶胶水玻璃复合工艺是一种常见的玻璃加工工艺，通过将硅溶胶涂覆在玻璃表面后再进行固化处理，形成一层具有耐磨、防水、耐腐蚀等特性的材料。
这种工艺广泛应用于建筑、玻璃工艺制品、家居用品等领域。
二、硅溶胶水玻璃复合工艺易出现的问题1. 硅溶胶选择不当：硅溶胶的选择直接影响着复合后的玻璃表面性能，如果选择不当，可能导致复合膜的附着力不足、耐磨性差等问题。
2. 复合厚度不均匀：在复合过程中，如果涂覆的硅溶胶层厚度不均匀，可能导致玻璃表面出现凹凸不平的情况，降低美观度和使用寿命。
3. 固化温度不足：硅溶胶水玻璃复合后需要进行固化处理，如果固化温度不足，可能导致复合膜的硬度不足，影响其耐磨、耐腐蚀性能。
4. 固化时间不足：固化时间不足会导致硅溶胶水玻璃复合层未完全固化，使得其性能不稳定，容易出现开裂、剥离等问题。
5. 操作流程不规范：在硅溶胶水玻璃复合工艺中，如果操作人员在操作过程中存在疏忽大意、操作流程不规范等问题，可能导致复合效果不理想。
三、解决硅溶胶水玻璃复合工艺易出现的问题的建议1. 选择合适的硅溶胶：在进行硅溶胶水玻璃复合工艺时，应根据玻璃的具体用途和要求选择合适的硅溶胶，保证复合后的性能满足需求。
2. 控制涂覆厚度：在复合过程中，要严格控制涂覆厚度，确保复合膜的厚度均匀，避免出现凹凸不平的情况。
3. 严格控制固化条件：在固化过程中，要严格控制固化温度和固化时间，确保复合膜能够充分固化，保证其性能稳定。
4. 规范操作流程：在进行硅溶胶水玻璃复合工艺时，要制定规范的操作流程，严格按照操作规程进行操作，避免出现疏忽大意导致的问题。
四、结语硅溶胶水玻璃复合工艺是一种常见的玻璃加工工艺，在实际应用中容易出现一些问题。
通过选择合适的硅溶胶、严格控制涂覆厚度、固化条件和规范操作流程，可以有效解决这些问题，保证复合后的玻璃具有良好的性能和稳定的质量。
在进行硅溶胶水玻璃复合工艺时，除了上述提到的问题和解决建议外，还有一些其他容易出现的问题需要引起注意。
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。
型壳制备工艺.
2. 工序
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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
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4.表面活性剂
A.表面活性 剂的作用
B.加入方法
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C.常用活 性剂
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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
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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
硅溶胶水玻璃复合型壳制壳工艺
硅溶胶-水玻璃复合型壳制壳工艺1、原辅材料S830、S1430单质硅硅溶胶SiO2含量为30%，密度1.19－1.20g/cm³；锆英粉含量为：ZrO2≥65%，＜0.045mm（325目）；锆英砂：ZrO2≥65%，0.150mm（100目）；莫来石砂：无细粉，熟料；0.600－0.250mm（30－60目）；匣钵粉：0.075mm （200目）；匣钵砂：0.850－0.425mm（20－40目）；表面湿润剂：J.F.C；长效消泡剂；硅油类；结晶氯化铝；水玻璃模数3－3.4。
2、操作工艺2.1制蜡模时采用硅油脱模；蜡模必须逐个检查，尽量不修补；模组焊接时小件采用粘结蜡；中大件采用焊刀焊接；间距适当，将带有内腔、孔、槽时，使其向外，有利于制壳、脱蜡和浇注；对带有文字、狭缝、凸缘、弯部应保持轮廓清晰；蜡模组制壳前应先吹去蜡屑、再经清洗液清洗，晾干后制壳。
2.2 涂料的配制面层采用S830单质硅硅溶胶与锆英粉，新料配制时粉液比1：3.3，流杯粘度为40－45s，6h以后测粘度，若≥50s，逐步加硅溶胶；若粘度≤40s，逐步加入锆英粉；JFC和消泡剂在搅拌后期加入，JFC加入量为加入硅溶胶质量的0.3%－0.5%，可通过涂料的涂挂性的优劣调整；消泡剂加入量为JFC 加入量的一半，并按泡多少适当地调整。
2.3 面层的配制及操作工艺：2.3.1 整个配料过程是在L型搅拌机连续运转条件下进行的，L型叶片必须超过中心，且叶片与筒边、筒底间隙约5mm；过大，在配料过程中会出现沉淀；2.3.2 先加入硅溶胶，再逐步均匀、缓慢地加入锆英粉。
如加入10包锆英粉，加入总时间必须＞2时，加完后连续搅拌8－9h，然后用流杯粘度计测粘度，直至粘度达到要求后，接着测定密度；2.3.3 测定粘度值的确定，是在筒中心、筒边分别取料，然后取其平均值；2.3.4 用玻璃片沾上涂料，对光观察，如无颗粒点则确定涂料搅拌已均匀；一般认为：每加2－3kg锆英粉；涂料粘度可提高5s左右；每加0.5kg硅溶胶，涂料粘度可降低5s 左右；根据这个小规律适当加以调整；2.3.5 涂料配好以后，接着将准备好的模组进行最后检查，（如检查模头上的记号与铸件材质是否一致等。
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
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硅溶胶水玻璃复合型壳
制壳工艺
文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
硅溶胶-水玻璃复合型壳制壳工艺
1、原辅材料
含量为30%，密度1.19～S830、S1430单质硅硅溶胶SiO
2
1.20g/cm3；
≥65%，＜0.045mm（325目）；
锆英粉含量为：ZrO
2
锆英砂：ZrO
≥65%，0.150mm（100目）；
2
莫来石砂：无细粉，熟料，0.600～0.250mm（30～60目）；
匣钵粉：0.075mm（200目）；
匣钵砂：0.850～0.425mm（20～40目）；
表面湿润剂：J.F.C；
长效消泡剂；
硅油类；
结晶氯化铝；
水玻璃：模数3～3.4。
2、操作工艺
2.1制蜡模时采用硅油脱模；蜡模必须逐个检查，尽量不修补；模组焊接时小件采用粘结蜡；中大件采用焊刀焊接；间距适当，将带有内腔、孔、槽时，使其向外，有利于制壳、脱蜡和浇注；对带有文字、狭缝、凸缘、弯部应保持轮廓清晰；蜡模组制壳前应先吹去蜡屑、再经清洗液清洗，晾干后制壳。
2.2 涂料的配制
面层采用S830单质硅硅溶胶与锆英粉，新料配制时粉液比1∶3.3，流杯粘度为40－45s，6h以后测粘度，若≥50s，逐步加硅溶胶；若粘度
≤40s，逐步加入锆英粉；JFC和消泡剂在搅拌后期加入，JFC加入量为加入硅溶胶质量的0.3%－0.5%，可通过涂料的涂挂性的优劣调整；消泡剂加入量为JFC加入量的一半，并按泡多少适当地调整。
2.3 面层的配制及操作工艺：
2.3.1 整个配料过程是在L型搅拌机连续运转条件下进行的，L型叶片必须超过中心，且叶片与筒边、筒底间隙约5mm；过大，在配料过程中会出现沉淀；
2.3.2 先加入硅溶胶，再逐步均匀、缓慢地加入锆英粉。
如加入10包锆英粉，加入总时间必须＞2时，加完后连续搅拌8－9h，然后用流杯粘度计测粘度，直至粘度达到要求后，接着测定密度；
2.3.3 测定粘度值的确定，是在筒中心、筒边分别取料，然后取其平均值；
2.3.4 用玻璃片沾上涂料，对光观察，如无颗粒点则确定涂料搅拌已均匀；一般认为：每加2－3kg锆英粉；涂料粘度可提高5s左右；每加
0.5kg硅溶胶，涂料粘度可降低5s左右；根据这个小规律适当加以调整；
2.3.5 涂料配好以后，接着将准备好的模组进行最后检查，（如检查模头上的记号与铸件材质是否一致等。
）待涂挂；
第一层
2.3.6 模组顺转向缓慢进入面层预湿浆中，稍等片刻，缓慢升起；在转筒上方停留滴去多余涂料，顺便观察字迹、小孔是否清晰，并用微弱的压缩空气吹去小气泡，再缓慢进入面层浆中，操作同上，滴去多余涂料，模组即作左右、上下旋转，以便蜡模表面的涂料均匀覆盖，厚薄适中，避免局部涂料堆积或缺涂，注意在空气中停留时间不能太长，否则涂料会过份干燥；
2.3.7 撒砂在雨淋式淋砂机中淋砂，模组不停地上下、左右旋转，有利于模组各部分均匀地洒上砂层；
2.3.8 将上好表面层的模组立即推入干燥室（室内温度、湿度一定在要求范围内），干燥时间＞4h，并将同一时间内涂料的模组放在一起，记录好操作（涂挂时间）。
第二层
2.4 过渡层涂料的配制
根据不同的铸件要求采用不同的过渡层涂料。
即：当铸件复杂、薄壁、小孔、槽等要求高的过渡层采用锆英粉涂料撒锆英砂，当铸件要求不高时，过渡层采用莫来粉、砂涂挂。
具体为：
在另二只L型搅拌桶内配制过渡层涂料，分别为：
S830硅溶胶加锆英粉。
比例为1∶（1.7～1.9），粘度为20±1s，预湿采用全硅溶胶S830；
S1430硅溶胶加莫来粉。
比例：1∶（1.6～1.7），粘度19±1s，预湿采用S1430硅溶胶。
2.4.1 将已干燥的第一层模组先浸入硅溶胶，沥干，再浸入第二层涂料，操作方式与第一层相同；
2.4.2 涂挂后继续放入面层干燥室。
第三层
2.5 第三层（背层）水玻璃涂料配制与性能控制。
第三层是关键，它是将硅溶胶型壳与水玻璃型壳过渡的关键。
工艺要求：水玻璃模数：3－3.4；密度1.35－1.38kg/dm3；粉液比1：1；配料2h后使用，流杯粘度＞40s；涂料采用0.075mm（200目）匣钵粉；撒砂用0.850－0.425mm（20－40目）匣钵砂。
硬化液：用结晶氯化铝PH（试纸）1.4－2.1；密度1.16－1.18kg/dm3。
其操作方法基本上同前面。
第四层－第五层涂料粉液比1：1.12－1.2，流杯粘度＞60s，操作同前。
2.6 硅溶胶－水玻璃复合型壳工艺参数
2.7 脱蜡
制壳完成后，型壳放置10h以上，脱蜡。
操作工艺：
检查型壳浇口顶部，除掉多余的壳层；脱蜡水中加入质量分数为3%－5%的氯化铵以维持脱蜡水的酸性，达到在脱蜡时得到硬化补充；脱蜡水温度控制在95－98℃，但不沸腾；脱蜡时间控制在20分以内；用蒸汽加热脱蜡水；用干净的热水冲洗型壳内腔1－2次；脱蜡后型壳倒放搁置。
2.8 焙烧
型壳脱蜡后放置6时以上才可焙烧，由于是复合型壳，因此要求焙烧温度为950℃－1100℃，保温时间大于30分钟，出炉后立即浇注。
结论：
1）.硅溶胶－－水玻璃型壳工艺是一种简单实用的工艺；成本低，能达到与硅溶胶型壳可媲美的铸件；
2）.硅溶胶－－水玻璃复合型壳工艺是可行的，关键是面层、第二层、第三层涂料与撒砂的配比和控制。
吴光来
2004年6月1日。