精密铸造主要制壳工艺的优缺点
日期：2019-05-15 / 人气：
目前國(guó)内精铸生产中主要制壳工艺的优缺点如下：
1、目前國(guó)内精铸件生产中广泛采用(yòng)的制壳工艺有(yǒu)以下3种：A、水玻璃型壳；B、复合型壳；C、硅溶胶型壳；D水玻璃型壳这一工艺在國(guó)内已有(yǒu)近50年的生产历史，其厂点数至今仍在我國(guó)精铸厂家中占有(yǒu)相当比重。多(duō)年来由背层型壳耐火材料的改进和新(xīn)型硬化剂的推广应用(yòng)，水玻璃型壳强度有(yǒu)了成倍增長(cháng)，铸件表面质量、尺寸精度及成品率有(yǒu)了很(hěn)大提高。低廉的成本、短的生产周期、优良的脱壳性能(néng)及高透气性至今仍是其他(tā)任何型壳工艺所不及的。
1.1存在的主要问题
（1）水玻璃粘结剂固有(yǒu)的缺点是Na2O含量高，型壳高温强度、抗蠕变能(néng)力遠(yuǎn)不及硅溶剂型壳。加之面层耐火料采用(yòng)价低质次、粒度级配不良的石英砂（粉），因而必须不能(néng)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，除尘设备简陋，很(hěn)少車(chē)间有(yǒu)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。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。总之，大部分(fēn)工厂停留在手工作坊阶段，靠技艺而不是靠科(kē)學(xué)的质量管理(lǐ)进行生产。这是水玻璃型壳数十年来铸件质量不稳定、废品率、返修率高的重要原因之一。
2、复合型壳目前不少工厂将第一、二层改用(yòng)锆英粉及莫来石粉，硅溶胶型壳。背层仍要用(yòng)原有(yǒu)水玻璃型壳工艺。它是结合硅溶胶型壳的优良表面质量和水玻璃低成本、短周期的优点的一种改进方案。与水玻璃型壳相比，其铸件表面质量有(yǒu)了很(hěn)大提高，表面粗糙度降低、表面缺陷减少、返修率下降。生产周期与水玻璃型壳相近。
2.1存在的主要问题
（1）由于背层保留了水玻璃粘结剂，故其型壳整體(tǐ)高温强度、抗蠕变能(néng)力比硅溶胶型壳低，浇注的铸件尺寸精度及形位公差均比不上硅溶胶型壳。
（2）透气性不如水玻璃型壳也不如硅溶胶型壳，型壳高温强度不及硅溶胶型壳，易造成废品。
（3）复合型壳铸件质量稳定性比水玻璃好，但遠(yuǎn)不如硅溶胶型壳。
（4）复合型壳由于采用(yòng)价高的锆英粉作面层，其型壳成本是水玻璃型壳的4.5倍，若背层采用(yòng)莫来石砂粉，其型壳成本与硅溶胶型壳成本相差无几，其成本低的优势并不明显。
（5）复合型壳不能(néng)使用(yòng)中温蜡料。中温蜡不能(néng)使用(yòng)热水脱蜡。在高压釜中脱蜡时，由于高温、高压，中温蜡液会与背层中的水玻璃及残留硬化剂产生剧烈的皂化反应，不经回收处理(lǐ)无法回用(yòng)。
3、硅溶胶型壳20世纪60年代，硅溶胶作為(wèi)陶瓷壳型粘结剂应用(yòng)于铸造领域，立即以其无可(kě)比拟的优势逐步取代了曾经广泛使用(yòng)的制备工艺繁杂、有(yǒu)污染、成本高的水玻璃和硅酸乙脂水解液。实践证明，用(yòng)硅溶胶液作為(wèi)陶瓷壳型粘剂具有(yǒu)下列优点：配制工艺简便，涂料便于贮存，浸涂用(yòng)过的料浆调整成分(fēn)后可(kě)继续使用(yòng)，减少材料消耗，浸涂工艺性能(néng)稳定，容易操作，取消了用(yòng)硅酸乙脂水解液时的氨干，工作环境得到改善，采用(yòng)可(kě)控湿度的热风干燥，壳型强度高，采用(yòng)水基硅溶胶，安全性好。据称，从硅酸乙酯改用(yòng)硅溶胶后，能(néng)源消耗减少20~30%，壳型合格率提高15~20%，工作环境大大改善。
3.1硅溶胶（低温蜡）型壳低温蜡成型容易、设备简单，蜡模表面粗糙度相差不大，工艺比复合型壳质量稳定，尤其是铸件尺寸精度高，因它没有(yǒu)水玻璃存在，型壳高温性能(néng)好，焙烧后型壳透气性高，抗蠕变能(néng)力强，既可(kě)适用(yòng)于薄壁件，复杂结构的中小(xiǎo)件，又(yòu)可(kě)生产重达50~100kg的特大件。
3.1.1存在问题
（1）由于采用(yòng)低温蜡，大部分(fēn)型壳在水中脱蜡，难免有(yǒu)皂化物(wù)残留进入型壳中易产生铸件表面夹杂，返修率稍高。
（2）制壳生产周期長(cháng)是它的大缺点和不足，尤其在生产大件，有(yǒu)深孔、深槽件时，每层干燥常用(yòng)24~48h。
（3）硅溶胶型壳（低温蜡）型壳成本较水玻璃型壳高5倍，比复合型壳高17%。铸件成本相应较高。
3.2硅溶胶（中温蜡）型壳國(guó)际上通用(yòng)的精铸件生产工艺，它具有(yǒu)高的铸件质量、低的返修率，特别适合于表面粗糙度要求高，尺寸精度高的中小(xiǎo)件、特小(xiǎo)件。
3.2.1存在问题
（1）成本高，其型壳生产成本是水玻璃型壳的8倍。比低温蜡硅溶胶型壳也高也25%。
（2）生产周期与低温蜡硅胶溶胶型壳相同，比水玻璃及复合型壳長(cháng)得多(duō)。
（3）生产中大件往往要采用(yòng)中温液态蜡及高压注蜡，厚壁蜡模易缩凹，铸件尺寸精度并不太高。中大件对尺寸精度、表面粗糙度要求也没有(yǒu)小(xiǎo)件那么高，故中大件较少采用(yòng)硅溶胶（中温蜡）型壳。
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